نجوم وفضا

زمین سومین سیاره ازلحاظ فاصله از خورشید و پنجمین سیاره بزرگ در منظومه شمسی پس از مشتری ،زحل،اورانوس ونپتون می باشد. ساختار درونی زمین مثل سایر سیارات درونی از یک هسته داخلی و یک هسته خارجی به همراه لایه های مذاب و نیمه مذاب و سنگی جامد تشکیل یافته است.زمین مانند زهره،عطارد و مریخ هسته داخلی فلزی و جامد داشته و توسط هسته خارجی که فلزی و مذاب است، احاطه شده است که البته بین این دو ،لایه های متفاوتی وجود دارد .زمین با سرعت حدود 110000 کیلومتر در ساعت به دور خورشید می گردد و تقریباً 150 میلیون کیلومتر با خورشید فاصله دارد.

زمین به طور میانگین فاصله 93 میلیون مایل (149600000 کیلو متر) را به دور خورشید طی می کند.

این فاصله بر حسب یک واحد نجومی (AU)تعریف می شود.



چگالی وجرم زمین

کره زمین برابر 98/5 ضربدر 10 به توان 24 کیلو گرم است . کره زمین دارای چگالی متوسط 5520 کیلو گرم بر متر مکعب است (آب دارای چگالی 1027 کیلو گرم بر متر مکعب است ). پر چگال ترین سیاره منظومه شمسی کره زمین می باشد. یک جسم برای فرار از کشش گرانشی زمین باید به سرعت 24840 مایل در ساعت (برابر 11180 متر بر ثانیه ) برسد.

گوشته چیست و از چه جنسی میباشد ؟

زیرپوسته سطحی،گوشته ای از جنس سنگ قرار دارد که متشکل از سیلیکون، اکسیژن، منیزیم، اهن، الومینیوم و کلسیم است.

قطر و محیط کره زمین چه مقدار می باشد و چگونه محاسبه شده است ؟

قطر کره زمین حدودا 7926 مایل (12756 کیلومتر) است.اراتوستن دانشمند یونان،(276- 194قبل از میلاد مسیح) اولین کسی بود که محیط کره زمین را محاسبه کرد. اوسایه ظهر اواسط تابستان را،در چاههای عمیق سین که (امروزه اسوان نامیده می شود ودر کنار رود نیل در مصر قرار دارد) و اسکندریه را مقایسه کرد. و به درستی تصور کرد از انجا که خورشید بسیار دور است پرتوهای ان تقریبا موازی هستند.و بادانستن فاصله دو محل ، محیط زمین را بالغ بر 250000 استادیا (واحد سنجش محیط زمین ) محاسبه کرد . به طور دقیق مقدار یک واحد سنجش محیط زمین ناشناخته است، بنابراین دقت او نا مطمئن و احتمالی اما بسیار نزدیک به حقیقت بود او همچنین انحراف محور کره زمین و فاصله آن از ماه و خورشید را با دقت اندازه گرفت.

جو زمین چیست و از چه گازهایی تشکیل شد است؟

جو زمین متشکل از لایه نازکی از گازها است که کره زمین را احاطه کرده است. این گازها شامل 78 % نیتروژن، 21 % اکسیژن، 9/0%ارگون، 03/0%دی اکسیدکربن ومقدار کمی از گازهای دیگر است. جو زمین به واسطه گاز زدایی سیاره ای به وجود امد، فرایندی که در ان گازهایی مانند دی اکسیدکربن، بخاراب، دی اکسیدگوگرد و نیتروژن از درون زمین از طریق اتشفشانها ودیگر جریانات ازاد شدند. اشکال زندگی بر روی زمین از هنگام تکامل ترکیب جو را تعدیل کرده اند.بیشترین مقدار جو زمین در حدود 10 مایل (16 کیلو متر ) سطح زمین است.

دما سپهر

دما سپهر یک طبقه بندی حرارتی برای جو است. در جو، دما نسبت به ارتفاع افزایش می یابد. دما سپهر متشکل از فرا سپهر و بخشی از یونسپهر است.

فرا سپهر

فراسپهر خارجی ترین لایه جو زمین است. ارتفاع فراسپهر بین 400 مایل(640 کیلومتر) تا 800 مایل(1280 کیلومتر) است. مرز پائینی فراسپهر سطح بحرانی فرار نام دارد جایی که فشار جوی ودما بسیار پائین است.

یونسپهر

یونسپهر از ارتفاع 43تا50 مایلی(70تا80 کیلومتری) اغاز شده وتا ارتفاع 400 مایلی (640 کیلومتر) ادامه می یابد. این لایه شامل تعداد زیادی یون و پلاسما می شود. یونها به واسطه برخورد افتاب با اتمها و فروپاشی الکترونها به وجود می ایند. نتیجه این فرایند ایجاد شفق قطبی در یونسپهر است.

مزوسفر

ویژگی مزوسفر کاهش دما با افزایش ارتفاع است. مزوسفر 31تا50 مایل (17تا80 کیلومتر) روی سطح زمین امتداد می یابد.

استراتوسفر

ویژگی استراتوسفر افزایش نا چیز دمانسبت به ارتفاع وفقدان ابراست. استراتوسفر بین 11تا31 مایل (17تا50 کیلومتر) روی سطح زمین امتداد می یابد.لایه اوزون زمین در استراتوسفر قرار دارد. اوزون که شکلی از اکسیژن است برای بقای ما حیاتی است. لایه اوزون جذب کننده مقدارزیادی از انرژی فرا بنفش خورشید است.فقط بلندترین ابرها (سیروس، سیرستروس و سیرسکومولوس) در استراتوسفر پائین قراردارند.

تروپپوز

تروپپوز منطقه مرزی یا لایه تغییر بین تروپوسفر و استراتوسفر است.ویژگی تروپپوز عدم تغییردما با افزایش ارتفاع است.

تروپوسفر

تروپوسفر پست ترین لایه درجو زمین یا هر سیاره دیگری است. تروپوسفربر روی کره زمین از سطح دریا تا ارتفاع 11 مایلی (17 کیلومتری) امتداد می یابد. اب وهوا وابرها در تروپوسفر پدید می ایند. معمولا در تروپوسفر با افزایش ارتفاع دما کاهش پیدا می کند.

زمین با چه سرعتی حرکت می کند؟

ما نمی توانیم سرعت یک جسم را به تنهایی اندازه بگیریم، بلکه سرعت ان باید نسبت به چیز دیگری سنجیده شود (این یکی از کشفیات انیشتن است).اگر بپرسیم که زمین با چه سرعتی حرکت می کند باید سرعت ان را نسبت به جسم دیگری در نظر بگیریم. حرکت بدون وجود نقطه مرجع قابل اندازه گیری نیست. می توانیم بررسی کنیم که زمین نسبت به محورش، خورشید، کهکشان راه شیری یا گروه محلی کهکشان ها با چه سرعتی حرکت می کند.                                                                                                                                                                                                                                                                                                حرکت پیچیده زمین

سرعت چرخش زمین به دور خودش5/0 کیلو متر بر ثانیه سرعت حرکت زمین به دور خورشید 30 کیلو متر بر ثانیه سرعت حرکت منظومه شمسی به دور کهکشان راه شیری 250 کیلو متر بر ثانیه سرعت حرکت کهکشان راه شیری در گروه محلی کهکشان ها 300 کیلو متر بر ثانیه زمین در حالی که به دور محورش می چرخد در مدار به دورخورشید نیز حرکت میکند.

زمین با چه سرعتی به دور محورش می چرخد؟

زمین دائما به دور محور خودش می چرخد.در خط استوا، سطح زمین با سرعت 40000 کیلو متر در شبانه روز حرکت می کند. این سرعت برابر با 1040 مایل بر ساعت یا 1670 کیلو متر بر ساعت است. اندازه این سرعت از تقسیم محیط زمین در خط استوا (حدود 24900 مایل یا 40070 کیلو متر) بر تعداد ساعات شبانه روز (24) به دست می اید. از انجایی که محیط زمین در قطبین به صفر نزدیک می شود، هنگامی که به سمت یکی از دو قطب حرکت می کنید این سرعت تقریبا به صفر کاهش می یابد.

مدار زمین

کره زمین به طور میانگین مسافت 93 میلیون مایل (برابر با 149600000 کیلومتر ) را در مدار خودش به دور خورشید می پیماید . در حدود روز دوم ژانویه هر سال زمین نزدیکترین فاصله را با خورشید بر حسب واحد نجومی (4/91 میلیون مایل برابربا 1/147 میلیون کیلومتر ) دارد . این هنگام نزدین یا حضیض نام دارد . در حدود دوم جولای هر سال زمین بیشترین فاصله را با خورشید (8/94 میلیون مایل برابر 6/152 میلیون کیلومتر ) دارد . این هنگام اوج یا دورین گاه نام دارد.

خروج مرکزی مداری

خروج از مرکز مدار کره زمین برابر با 017/0 است . مدار کره زمین تقریبا دایره است.

انحراف محور کره زمین

و فصول محور کره زمین از خط عمود بر مدار خورشید ، به اندازه 45/23 درجه انحراف یافته است . این انحراف باعث به وجود امدن چهار فصل سال یعنی ؛ بهار ،تابستان، پائیز و زمستان می شود . از آنجائی که محور زمین دارای انحراف است،بخشهای مختلف کره زمین در زمانهای مختلف سال در جهت خورشید قرار می گیرند. این پدیده مقدار آفتاب در یافتن هر منطقه را تحت تاثیر قرار می دهد.

سرعت

سطح کره زمین در خط استوا به مقدار 40000 کیلومتر در شبانه روز حرکت می کند . این به معنای سرعتی برابر 1040 مایل بر ساعت یا 1670 کیلومتر بر ساعت است . این سرعت از تقسیم محیط کره زمین در خط استوا (حدود 24900 مایل یا 40070 کیلومتر )بر تعداد ساعات شبانه روز (24) محاسبه می شود. از انجایی که محیط زمین در قطبین به صفر نزدیک می شود ،هنگامی که به سمت یکی از دو قطب حرکت می کنید این سرعت تقریبا به صفر کاهش پیدا می کند. زمین با سرعتی در حدود 30 کیلو متر بر ثانیه در مدار به دور محور خودش می چرخد. این سرعت توسط سرعت چرخش تقریبی زمین (5/0کیلو متر بر ثانیه) در نزدیکی خط استوا سنجیده می شود.

مقدار دما بر روی کره زمین

مقدار دما بر روی کره زمین 136 تا 127- درجه فارنهایت (برابربا 58 تا 88 – درجه سانتی گراد) در نوسان است. پائین ترین دمای ثبت شده در جولای 1983 در منطقه وستوک قطب جنوب است و بالا ترین دمادر سپتامبر 1922 در کشورلیبی در قاره افریقا به ثبت رسید. تاثیر گلخانه ای باعث محصور شدن گرما در جو می شود. جو اجازه ورود مقداری پرتوی مادون قرمز را به درون فضا می دهد که کمی از انها به زمین انعکاس می یابند.

حرکت وضعی زمین

چرخش زمین به دور خود حرکت وضعی نامیده می‌شود که با آزمایش فوکو قابل اثبات است. زمین سیاره‌ای است شبیه چند سیاره دیگر تا آنجا که مشاهده شده است تنها جایی است که در آن حیات وجود دارد. ولی زمین به هیچ وجه پایگاه خوبی برای رصدهای نجومی نیست. اشکال اصلی، ساکن نبودن آن است و همه رصدها را باید به خاطر این حرکت تصحیح کرد. به علاوه حرکتش ساده نیست بلکه ترکیب بسیار پیچیده‌ای از حرکات ، دست کم شش حرکت اساسی است.

حرکات زمین

زمین دور محورش روزی یکبار دوران می‌کند زمین بر گرد خورشید سالی یکبار دوران می‌کند محور زمین حرکت ترقص دارد (رقص محور) خورشید همراه زمین و سیارات دیگر در میان خوشه محلی ستاره‌گان با سرعت بیست کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کنند. حواس آدمی این حرکات را درنمی‌یابد همانطور که در ترنی که با حرکت یکنواخت پیش می‌رود، مسافران سرعت آن را حس نمی‌کنند.

آزمایش فوکو و دوران زمین

ژ.ب.ل فوکو فیزیکدان فرانسوی در سال 1851 آزمایشی انجام داد که هدف آن بررسی دوران زمین بود. تنها وسیله لازم برای این آزمایش یک آونگ است که از گلوله‌ای سربی و تک سیمی برای آویختن تشکیل شده است. برای اندازه‌گیری دقیق ، سیم باید بلند باشد و گلوله سربی و سنگین باشد و آونگ از نقطه‌ای ثابت و محکم آویخته شده باشد. آونگی که به آزادی نوسان می‌کند صفحه نوسانش را حفظ می‌کند. طرز عمل آونگ را به نوسان در‌آورید بر روی زمین با رسم خطی مسیر گلوله آونگ را مشخص کنید یک ساعت بعد نگاه کنید. این خط به اندازه 15درجه در خلاف جهت حرکت عقربه‌های ساعت نسبت به صفحه‌ای که آونگ در آن نوسان می‌کند چرخیده است. مشاهده می‌کنید که در یک روز نجومی ، این خط یک دور کامل را در خلاف جهت حرکت عقربه‌های ساعت خواهد پیمود.

آیا حرکت وضعی زمین حرکتی واقعی است؟

ما از حرکت واقعی زمین مطلع نیستیم. آنچه مشاهده می‌شود حرکتی ظاهری است به صورت دوران ظاهری کره آسمان ، یعنی طلوع ستارگان و خورشید از افق شرقی و غروب آنها در افق غربی. نظیر این رابطه میان حرکت واقعی و حرکت ظاهری ، در ترن متحرک نیز وجود دارد. چون از پنجره‌های قطاری که رو به شمال می‌رود به بیرون نگاه کنیم حرکت ظاهری منظره‌های مجاور را به سمت جنوب مشاهده خواهیم کرد.

چند اثر که معلول چرخش زمین هستند: توانایی روز و شب: هر نقطه از زمین متناوبا رو به خورشید (روز) می‌کند یا پشت به آن (شب) می‌دارد. صلب بودن محور: محور زمین زاویه میل خود را با صفحه مدار حفظ می‌کند و پیوسته رو به سوی ستاره جوی است از این لحاظ زمین چرخان شباهت بسیار با یک ژیروسکوپ چرخان دارد. محور زمین نیز مانند محور ژیروسکوپ دارای حرکت تقدیمی است. یک نیروی گریز از مرکز: که در استوا بیشترین مقدار را دارد و در قطب صفر است و بر هر جسمی که بر روی زمین واقع است وارد می‌آید و در نتیجه آن وزن اجسام در قطب بیشتر است تا در استوا. پخ بودن زمین در قطبها: احتمالا معلول این چرخش در زمانی بوده است که سطح زمین هنوز حالتی مایع یا شکل پذیر داشته باشد. میدان مغناطیسی زمین چیست و علت وجود آن چه می باشد؟ مغناطیس کره، محیط مغناطیسی کره زمین است. کره زمین یک اهنربای بزرگ دو قطبی است.احتمالا علت وجود میدان مغناطیسی زمین هسته مذاب ان است که از جنس اهن ونیکل می باشد.این میدان مغناطیسی به دو قطب شمال وجنوب می پیونددو در طول تاریخ زمین شناسی چند بار معکوس شده است.میدان مغناطیسیزمین در خط استوا حدود32/0 گوس و در قطبها حدود62/0 گوس است.

یک آزمایش ساده

در شبی که ماه در آسمان نیست دهانه دوربین را به سوی ستاره قطبی (ستاره‌ای که رو به شمال زمین قرار دارد) متوجه کنید و دیافراگم آن را به مدت چند ساعت باز نگه دارید در آن صورت مسیر حرکت ستاره‌ها را ثبت خواهد کرد. تصویر بدست آمده نشان می‌دهد که ستاره قطبی ثابت است. این زمین است که حرکت وضعی انجام می‌دهد.

حرکت انتقالی زمین

زمین در طول سال یکبار به دور خورشید می‌گردد. که این حرکت ، حرکت انتقالی زمین نامیده می‌شود و به کمک اثر دوپلر اثبات می‌شود.

دید کلی

زمین به دور خورشید در خلاف جهت حرکت عقربه‌های ساعت می‌گردد (مدار بیضی شکل که خورشید در یکی از کانونهای آن واقع است). در این خصوص ما حرکت واقعی را نمی‌بینیم بلکه حرکت ظاهری خورشید را می‌بینیم که به نظر می‌رسد در یک سال یک بار به دور زمین می‌گردد. این مدار ظاهری خورشید دایرة‌البروج نامیده می‌شود. نواری به عرض 8 درجه در هر سوی دایرة‌البروج را منطقه‌البروج می‌خوانند. 12 صورت برجسته فکلی بر این نوار قرار دارند که خورشید در حرکت ظاهریش هر سال یکبار از آنها می‌گذرد این صورتها عبارتند از: حمل ، ثور ، جوزا ، سرطان ، اسد ، سنبله ، میزان ، عقرب ، قوس ، جدی ، دلو و حوت.

حرکت ظاهری خورشید

‌حرکت ظاهری خورشیدبه سوی شرق به مقدار تقریبا یک درجه در روز در امتداد سطح موازی نتیجه‌ای از حرکت زمین است ولی دلیلی بر آن نیست. حرکت ظاهری خورشید را می‌توان با نظریه زمین مرکزی که بوسیله بطلمیوس عنوان گردید تفسیر کرد. طبق این نظریه که چندین قرن مورد قبول عامه بود زمین ساکن فرض گردیده و خورشید به دور آن می‌گردد. در ابتدای قرن 16 . نیکلاکوپرنیک نظریه خود را ارائه داد. طبق این نظریه خورشید مرکز منظومه شمسی است و تمام سیاره‌ها در مدار دایره‌ای حول آن در چرخش‌اند. یکی از نتایج نظریه کوپرنیکی یا خورشید مرکزی این است که ستاره‌های نزدیکتر وقتی که از زمین در حال چرخش ، مشاهده می‌شوند یک جابجایی پارلاکس نشان می‌دهند. از حرکت ظاهری خورشید برای تعریف سال استفاده می‌شود.

سال

مدت زمانی که طول می‌کشد تا خورشید یک دور کامل از میان ستاره‌گان بگذرد و این سال نجومی است نه سالی که معمولا در نظر داریم و سال اعتدالی نامیده می‌شود و این سال 20 دقیقه از سال نجومی کوتاهتر است. یک روز بر روی کره زمین 93/23 ساعت طول میکشد . (این به این معنی است که مددت 93/23ساعت طول می کشد تا کره زمین یک بار به دور محور خودش بچرخد – این فرآیند یک روز نجومی نام دارد ).

یک سال

بر روی کره زمین به اندازه 256/365 روز بر روی این کره طول می کشد . ( این به این معنی است که256/365روز طول می کشد تا کره زمین یک بار مدار خورشید را دور بزند ). حرکت وضعی زمین به مرور زمان تا اندازه ای کند میشود یعنی تقریبا هر ده سال یک ثانیه کندتر خواهد شد.

زمین در خطر

با افزایش جمعیت جهان ما از زمین های بیشتری استفاده می کنیم و صنایع و خودروهای موتوری سبب الودگی بیشتری می شوند.این مسئله به کل محیط صدمه می زند ؛ زمین ،اقیانوس ها و جو. ما به زمین نیاز داریم که برای ما اب ،غذا،الکتریسیته و مواد مورد نیاز زندگی روزمره مان را فراهم می کند .مراقبت از زمین مهم است .ما با قطع تولید مواد زاید و الودگی ،حفاظت از دنیای طبیعی و بازیافت مواد قدیمی می توانیم از کره زمین مراقبت کنیم.