|
Η Γη είναι ο τρίτος πλανήτης σε απόσταση από τον
Ήλιο και ο πέμπτος σε μέγεθος:
τροχιά: 149 600 000 km (1 AU) από τον Ήλιο
διάμετρος: 12756,3 km
μάζα: 5.972e24 kg
Το όνομα του πλανήτη προέρχεται από την Γαία, την
αρχέγονη ελληνική θεότητα, την γενέτειρα θεών και ανθρώπων, την μητέρα Γη. Στη ρωμαϊκή
μυθολογία, η θεά της γης ήταν η Tellus. Η αγγλική ονομασία Earth είναι γοτθικής προέλευσης.
Ήταν μόλις την εποχή του Κοπέρνικου (16ος αιώνας) που έγινε κατανοητό ότι η Γη είναι ένας απλός πλανήτης.
Βέβαια η Γη μπορεί να μελετηθεί και χωρίς την βοήθεια
των διαστημοπλοίων. Πάντως, μόλις τον 20ο αιώνα κατέστη δυνατόν να έχουμε χάρτες ολόκληρου
του πλανήτη. Οι φωτογραφίες από το διάστημα είναι μεγάλης σπουδαιότητας, πχ για τις προβλέψεις
του καιρού και για την παρακολούθηση των τυφώνων. Επιπλέον, είναι θαυμαστές.
Η Γη διαιρείται σε στρώματα βάσει των χημικών και
σεισμικών τους ιδιοτήτων (βάθος σε km):
0 - 40 Φλοιός (Crust) 40 - 400 Ανώτερος μανδύας (Upper mantle) 400 - 650 Περιοχή μετάβασης (Transition region) 650 - 2700 Κατώτερος μανδύας (Lower mantle) 2700 - 2890 Στρώμα D" (D" layer) 2890 - 5150 Εξωτερικός πυρήνας (Outer core) 5150 - 6378 Εσωτερικός πυρήνας (Inner core)Το πάχος του φλοιού είναι μικρότερο κάτω από τους ωκεανούς και μεγαλύτερο κάτω από τις ηπείρους. Ο εσωτερικός πυρήνας και ο φλοιός βρίσκονται σε στερεή κατάσταση, ενώ τα υπόλοιπα στρώματα σε ημίρευστη κατάσταση. Τα διάφορα στρώματα χωρίζονται από ασυνέχειες που αποτελούν στοιχεία στη σεισμική έρευνα. Η πιο γνωστή είναι η ασυνέχεια Mohorovicic (Mohorovicic discontinuity) μεταξύ του φλοιού και του ανώτερου μανδύα.
Το μεγαλύτερο μέρος της γήινης μάζας βρίσκεται στον μανδύα και ύστερα στον πυρήνα. Ο φλοιός
όπου κατοικούμε αποτελεί ένα ελάχιστο μέρος της (τιμές σε 1024 χιλιόγραμμα):
ατμόσφαιρα = 0.0000051 ωκεανοί = 0.0014 φλοιός = 0.026 μανδύας = 4.043 εξ. πυρήνας = 1.835 εσ. πυρήνας = 0.09675
Ο πυρήνας πιθανότατα αποτελείται κυρίως από σίδηρο
(ή σίδηρο - νικέλιο), αλλά μπορεί να υπάρχουν και κάποια άλλα ελαφρύτερα στοιχεία. Η θερμοκρασία
στο κέντρο του πυρήνα ίσως φτάνει τους 7500° K, περισσότερο κι από την επιφάνεια του Ήλιου. Ο
κατώτερος μανδύας πιθανότατα αποτελείται κυρίως από πυρίτιο, μαγνήσιο και οξυγόνο και λιγότερο
σίδηρο, ασβέστιο και αργίλιο (αλουμίνιο). Ο ανώτερος μανδύας αποτελείται κυρίως από ολιβίνη
και πυρόξενους, που είναι πυριτικά ορυκτά, και ασβέστιο και
αργίλιο. Αυτά τα γνωρίζουμε κυρίως από σεισμικές έρευνες. Δείγματα του ανώτερου μανδύα βγαίνουν
στην επιφάνεια μέσω της ηφαιστειακής λάβας, όμως το σύνολο της εσωτερικής Γης είναι απροσπέλαστο
για τον άνθρωπο. Ο φλοιός αποτελείται κυρίως από διοξείδιο του πυριτίου (χαλαζίας) και άλλα
πυριτικά ορυκτά όπως ο άστριος. Η χημική σύσταση της Γης συνολικά (βάσει της μάζας) είναι η
εξής:
34.60% Σίδηρος
29.50% Οξυγόνο
15.20% Πυρίτιο
12.70% Μαγνήσιο
2.40% Νικέλιο
1.90% Θείο
0.05% Τιτάνιο
Η Γη είναι το πυκνότερο από τα μεγάλα σώματα του ηλιακού συστήματος.
Οι άλλοι γήινοι πλανήτες πιθανώς έχουν παρόμοια σύσταση και δομή, αλλά με ορισμένες διαφορές: Η Σελήνη έχει έναν πολύ μικρό πυρήνα. Ο Ερμής έχει έναν τεράστιο πυρήνα σε σχέση με την διάμετρό του. Ο μανδύας του Άρη και της Σελήνης έχει μεγαλύτερο πάχος. Η Σελήνη κι ο Ερμής ίσως δεν παρουσιάζουν χημικές διαφοροποιήσεις μεταξύ φλοιού και μανδύα. Η Γη ίσως είναι η μοναδική που διαθέτει διαφοροποιημένο εσωτερικό κι εξωτερικό πυρήνα. Πάντως, αυτές οι γνώσεις είναι θεωρητικές, ακόμα και για τη Γη.
Αντίθετα με τους άλλους γήινους πλανήτες, ο φλοιός της Γης διαιρείται σε πολλές λιθοσφαιρικές πλάκες (ή τεκτονικές πλάκες) που επιπλέουν πάνω στον ημίρρευστο μανδύα. Οι πλάκες αυτές σε κάποια σημεία απομακρύνονται μεταξύ τους και από το χάσμα που σχηματίζεται ανεβαίνει μάγμα δημιουργώντας νέο φλοιό. Σε κάποια άλλα σημεία συγκρούονται μεταξύ τους και τότε το άκρο της μίας πλάκας βυθίζεται και διαλύεται μέσα στον μανδύα. Τέλος, σε κάποια σημεία τρίβονται στα άκρα τους (όπως στην περίπτωση του ρήγματος San Andreas στην Καλλιφόρνια) ή κοντράρονται (Ινδία/Ευρασία). Προς το παρόν, υπάρχουν 8 μεγάλες λιθοσφαιρικές πλάκες:
Η επιφάνεια της Γης είναι πολύ "νέα". Μέσα στο σύντομο (για τα αστρονομικά δεδομένα) χρονικό διάστημα των τελευταίων 500 εκατομμυρίων ετών, η διάβρωση και οι τεκτονικές διαδικασίες κατέστρεψαν και αναμόρφωσαν την επιφάνεια του πλανήτη, εξαλείφοντας έτσι κάθε ίχνος της προηγούμενης γεωλογικής ιστορίας (όπως τους κρατήρες πρόσκρουσης). Επομένως η πολύ πρώιμη ιστορία της Γης έχει σβηστεί. Η Γη είναι ηλικίας 4,5 με 4,6 δισεκατομμυρίων ετών, όμως το παλαιότερο γνωστό δείγμα βράχου είναι ηλικίας 4 δισεκατομμυρίων ετών περίπου, ενώ δείγματα ηλικίας πάνω από 3 δισεκατομμύρια έτη είναι σπανιότατα. Το αρχαιότερο απολίθωμα ζωντανού οργανισμού είναι ηλικίας 3,9 δισεκατομμυρίων ετών το πολύ. Δεν υπάρχει κανένα απομεινάρι από την κρίσιμη περίοδο που η ζωή πρωτοεμφανίστηκε επί της Γης.
Το 71% της γήινης επιφάνειας καλύπτεται από νερό.
Η Γη είναι ο μόνος πλανήτης στην επιφάνεια του οποίου το νερό μπορεί να βρίσκεται σε υγρή
μορφή (ενδεχομένως στην επιφάνεια του Τιτάνα να υπάρχει υγρό αιθάνιο
και μεθάνιο, και κάτω από την επιφάνεια της Ευρώπης να υπάρχει υγρό
νερό). Βέβαια, το υγρό νερό είναι ουσιώδες για τη ζωή όπως την γνωρίζουμε. Η θερμοχωρητικότητα
των ωκεανών είναι πολύ σημαντική στο να διατηρείται η θερμοκρασία της Γης σχετικά σταθερή. Το
νερό είναι επίσης υπεύθυνο για το μεγαλύτερο μέρος της διάβρωσης και της διαμόρφωσης των
καιρικών φαινομένων, πράγμα που δεν συμβαίνει αλλού στο ηλιακό σύστημα (ίσως να συνέβαινε και
στον Άρη κατά το παρελθόν).
Η γήινη ατμόσφαιρα αποτελείται κατά 77% από άζωτο
και κατά 21% από οξυγόνο, ενώ υπάρχουν επίσης και ίχνη αργού, διοξειδίου του άνθρακα
και υδρατμών. Πιθανότατα, όταν πρωτοσχηματίστηκε η Γη, το διοξείδιο του άνθρακα να ήταν άφθονο,
αλλά σχεδόν όλο δεσμεύτηκε μέσα στα ανθρακικά πετρώματα
και σε μικρότερο βαθμό διαλύθηκε μέσα στους ωκεανούς και καταναλώθηκε από τα φυτά. Σήμερα η
ισορροπία του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα ρυθμίζεται από τεκτονικές και βιολογικές
διεργασίες. Αυτή η μικροποσότητά του στην ατμόσφαιρα είναι σημαντικότατη για την διατήρηση της
θερμοκρασίας της επιφάνειας της Γης μέσα σε ορισμένα πλαίσια (από –21° C έως +14° C κατά μέσο
όρο), μέσω του φαινομένου του θερμοκηπίου. Το φαινόμενο
του θερμοκηπίου ανεβάζει την επιφανειακή θερμοκρασία κατά 35° C απ’ ό,τι θα ήταν διαφορετικά,
οπότε οι ωκεανοί θα πάγωναν και η ζωή όπως την γνωρίζουμε θα ήταν αδύνατο να υπάρχει.
Αξιοπαρατήρητη από χημικής πλευράς είναι η παρουσία
ελεύθερου οξυγόνου στην ατμόσφαιρα. Το οξυγόνο είναι πολύ δραστικό αέριο και υπό κανονικές
συνθήκες αντιδρά γρήγορα με τα άλλα στοιχεία σχηματίζοντας ενώσεις. Η παρουσία του οξυγόνου
στη γήινη ατμόσφαιρα συντηρείται και ρυθμίζεται από βιολογικές διεργασίες. Δίχως ζωή δεν θα
υπήρχε ελεύθερο οξυγόνο.
Η αλληλεπίδραση Γης - Σελήνης επιβραδύνει την περιστροφή της Γης κατά 2 χιλιοστά του δευτερολέπτου ανά αιώνα. Σύμφωνα με μελέτες, πριν από 900 εκατομμύρια έτη, το γήινο έτος αποτελείτο από 481 18-ωρες μέρες.
Η Γη διαθέτει ένα μέτριο μαγνητικό πεδίο το οποίο παράγεται από ηλεκτρικά ρεύματα στον εξωτερικό πυρήνα της. Η αλληλεπίδραση μεταξύ του ηλιακού ανέμου μ’ αυτό το μαγνητικό πεδίο και με τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας προκαλεί του φαινόμενο του σέλαος (σχετικό θέμα: Μεσοπλανητική Ύλη). Ανωμαλίες σ’ αυτούς τους παράγοντες μπορούν να προκαλέσουν την μετακίνηση των μαγνητικών πόλων επί του εδάφους ή ακόμα και την αντιστροφή τους. Σήμερα ο μαγνητικός βόρειος πόλος εντοπίζεται στον βόρειο Καναδά.
Το μαγνητικό πεδίο της Γης και οι αλληλεπιδράσεις του με τον ηλιακό άνεμο, παράγουν επίσης και τις δύο ζώνες ακτινοβολίας Van Allen. Οι ζώνες αυτές αποτελούνται από ιονισμένο αέριο (πλάσμα) σε τροχιά γύρω από τη Γη κι έχουν σχήμα δακτυλίων. Η εσωτερική ζώνη βρίσκεται σε υψόμετρο από 7600 km έως 13000 km και η εξωτερική από 19000 km έως 41000 km.
Απόσταση Ακτίνα Μάζα Δορυφόρος (000 km) (km) (kg) --------- -------- ------ ------- Σελήνη 384 1738 7.35e22
Πίνακας Δεδομένων
 The Gateway to Astronaut Photography of Earth |
Earth From Space |
Visible Earth |
| Earth Observatory |
Earth Science Picture of the Day |
Earth Data (EOSDIS) |
| MODIS Web |
ASTER |
Heavens-Above (site: Athens) |
