کره زمین

زمین , سومین سیاره نزدیک به خورشید و بزرگترین سیاره در میان سیارات درونی است 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 هسته داخلی فلزی و جامد بوده و توسط هسته خارجی که فلزی و مذاب است, احاطه شده است

● مقدمه

زمین ، سومین سیاره نزدیک به خورشید و بزرگترین سیاره در میان سیارات درونی است. ساختار درونی زمین مثل سایر سیارات درونی از یک هسته داخلی و یک هسته خارجی به همراه لایه‌های مذاب و نیمه مذاب و سنگی جامد تشکیل یافته است. هسته داخلی فلزی و جامد بوده و توسط هسته خارجی که فلزی و مذاب است، احاطه شده است.

فاصله متوسط از خورشید ۶۰.۱۴۹ کیلومتر

قطر استوا ۱۲۷۵۶ کیلومتر

مدت حرکت وضعی ۹۳.۲۳ ساعت

مدت حرکت انتقالی ۲۶.۳۶۵ روز

سرعت حرکت انتقالی ۷۹.۲۹ کیلومتر در ثانیه

دمای سطحی ۵۵ تا ۷۰ درجه سانتیگراد

جرم (زمین = ۱) ۰۰.۱

چگالی متوسط (آب = ۱) ۵۲.۵

جاذبه (زمین = ۱) ۱

تعداد قمر ۱

زمین شرایط بسیار منحصر بفردی دارد. هیچکدام از سیارات دیگر آب مایع و جو پر اکسیژن نداشته و حیات در آنها وجود ندارد. تکامل تدریجی زمین که ۴.۵ میلیارد سال طول کشیده است، همچنان بطور طبیعی و نیز بر اثر فعالیتهای انسان ادامه خواهد داشت. همچنین چگالی زمین از تمام سیارات دیگر بیشتر است.

● زمین در آغاز شکل گیری

در اوایل پیدایش منظومه شمسی ، ذرات ریز غبار موجود در قرص خورشید که عمدتا از گاز و غبار تشکیل شده بود، پس از برخورد به هم چسبیده و اجسام بزرگ و بزرگتری را بوجود آوردند. بدین ترتیب چهار سیاره درونی از این ذرات شکل گرفتند.

۴.۵ میلیارد پیش ، زمین دارای سطحی داغ ، قرمز و نیمه مذاب بود. پس از گذشت میلیونها سال ، سطح زمین شروع به سرد شدن نمود و پوسته جامدی ، به دور زمین بوجود آمد. گازهای داغ و مواد مذاب از لایه‌های زیرین و از طریق دهانه‌های آتشفشانی بیرون زده و جو ضخیم زمین را بوجود آوردند. در همین مدت شهاب سنگهای زیادی به سطح زمین خوردند و هزاران گودال شهاب سنگی را در سطح زمین بوجود آورد. و مقدار زیادی غبار به جو زمین اضافه کردند.

پس از یک میلیارد سال ، زمین به اندازه کافی سرد شده بود تا بخار آب موجود در جو متراکم شده و قطرات آب را بوجود آورد. این قطرات آب میلیونها سال به شکل باران شدید به سطح زمین افتاده ، باعث پاک شدن جو زمین و بوجود آمدن اقیانوس شدند. کره زمین به تدریج به شکل کنونی درآمده است.

● زمین در آغاز شکل گیری

▪ با سرد شدن زمین ، شرایط لازم برای

▪ پیدایش حیات در آن فراهم شدند.

● نحوه پیدایش و تکامل زمین

زمین در بدو پیدایش بصورت کره‌ای از مواد بسیار داغ و نیمه مذاب بوده که به تدریج عناصر سنگین‌تر ته‌نشین شده و هسته فلزی را به وجود آوردند ، و در عین حال عناصر سبکتر به سطوح فوقانی آمده و جبه و پوسته را تشکیل دادند. پس از گذشت میلیاردها سال زمین سرد شد، سطح زمین جامد گشت، جو زمین شکل گرفت، و اقیانوسها بوجود آمدند. تکامل زمین هنوز ادامه دارد. پوسته زمین توسط فورانهای آتشفشانی در کف اقیانوسها نوسازی شده و دائما بر اثر زمین لرزه‌ها و حرکتهای قاره‌ای در حال تغییر و تحول است. تناسب گازهای مختلف در جو زمین نیز بر اثر دخالتهای انسان به آرامی در حال تغییر است.

● مشخصات زمین

زمین سیاره‌ای است منحصر بفرد ، دارای آب مایع و جوی که قسمت اعظم آن از نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده که تداوم حیات را ممکن می‌سازند. در منظومه شمسی ، زمین پنجمین سیاره از لحاظ بزرگی و سومین سیاره نزدیک به خورشید است. چگالی زمین از تمامی سیارات بیشتر است.

زمین در منظومه شمسی دو نوع حرکت ، وضعی و انتقالی دارد. در حرکت وضعی زمین در یک شبانه روز به دور خودش می‌چرخد و در حرکت انتقالی در یک سال مداری بیضی شکل حول خورشید را طی می‌کند (مدار زمین).

● کره مغناطیسی

با چرخش زمین به دور خودش ، چرخه‌هایی در هسته خارجی آن که از آهن مذاب تشکیل شده بوجود آمده ، جریانهای الکتریکی تولید می‌کنند. این جریانها باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی در فضای اطراف زمین شده و پوششی محافظ در اطراف آن ایجاد می‌کنند (کمربند تشعشعی زمین). این میدان که کره مغناطیسی نامیده می‌شود، زمین را در برابر جریانهای سریع ذرات باردار بادهای خورشیدی محافظت می‌کند.

بعضی از این ذرات در دو نقطه میدان مغناطیسی به نام کمربندهای «وان آلن» به دام می‌افتد. کره مغناطیسی بیشتر بادهای خورشیدی را از زمین دور می‌کند، اما جریانهای ذرات باد خورشیدی آنقدر قوی هستند که قسمت جلویی کره مغناطیسی را مسطح نموده و باعث کشیدگی عقب آن می‌شوند.

● آینده زمین

از آنجا که حیات در زمین) وابسته به خورشید است، آینده کره زمین نیز به آینده خورشید وابسته خواهد بود. حدود ۵ میلیارد سال دیگر ذخایر انرژی خورشید تمام شده و خورشید به یک غول سرخ تبدیل می‌شود و افزایش حجم می‌دهد. گرمای شدید حاصل از افزایش حجم باعث آب شدن یخ مناطق قطبی و بالا آمدن آب اقیانوس می‌شود. سپس جو زمین شروع به تبخیر می‌کند و گیاهان خشک آتش می‌گیرند. در چنین شرایطی امکان حیات در زمین کلا از بین می‌رود.

● انتظار نجومی

▪ شاید انسان در آینده بتواند قبل از وقوع فاجعه‌های فوق زمین را به جایی دورتر از خورشید منتقل کند.

▪ شاید امکانات آینده ، انسانهای آن زمان به سیاره قابل سکونت دیگری کوچ کنند.

▪ شاید بشر بتواند مانع از وقوع فاجعه‌های فوق در خورشید و زمین شود.

▪ باید پنج میلیارد سال انتظار کشید. نقش میدان مغناطیسی در حفاظت از کره زمین

میدان مغناطیسی زمین همانند پوست پیاز کره خاکی ما را در برگرفته است. توفان های خورشیدی آن را مورد حمله قرار داده و موجب بروز توفان های الکتریکی در آن می گردند. این توفان ها نیز متعاقباً بر روی سیستم های الکتریکی زمین اثر می گذارد. اگر چه میدان مغناطیسی زمین کره خاکی ما را از توفان های خورشیدی و تشعشعات فضایی حفظ می کند اما متاسفانه این میدان مغناطیسی به تدریج در حال ضعیف ترشدن بوده و عواقب حاصل از آن مایه نگرانی کارشناسان امر است.

● نخستین خبری که ماهیت میدان مغناطیسی زمین را آشکار ساخت!

در دهه ۸۰ میلادی رسانه های گروهی از وقوع انفجارات شدید در خورشید (در منظومه شمسی) خبر داده و متذکر شدند در اثر این انفجارات، تشعشعات خطرناکی وارد جو زمین شده و ذرات الکتریکی باردار آن برای همگان مضر خواهد بود. در این گزارش ها از قطع ارتباطات رادیویی در سراسر جهان، از کار افتادن ماهواره ها و سیستم های برق رسانی سخن می رفت. این نگرانی ها همه به حق بودند. پس از انفجارهای شدید خورشیدی که ۱۴ سال پیش صورت گرفتند ابری از ذرات باردار پرانرژی ( این ذرات باردار در زبان فیزیکدانان، پلاسما نامیده می شود) با قدرتی ۱۷۰۰ بار بیشتر از روزهای معمولی، به سوی سیاره ما وزیدن گرفت. در آن زمان دانشمندان از این بیم داشتند که اگر توفان حاصل از این ذرات پر انرژی به میدان مغناطیسی زمین برسند، در میدان مغناطیسی، شدت جریان الکتریکی آنچنان زیاد خواهد بود که تقریباً تمامی فیوزهای سیستم های الکتریکی از کار خواهند افتاد. خوشبختانه این فاجعه عظیم به وقوع نپیوست. تنها برخی از فرکانس های رادیویی دچار اشکال پخش شدند و کار بعضی از ماهواره ها به صورت موقت و از روی احتیاط متوقف شد.

● میدان مغناطیسی سپر دفاعی نامریی

کارشناسان به این نتیجه رسیدند که میدان مغناطیسی زمین، سپر دفاعی نامریی ما در برابر توفان های خورشیدی و تشعشعات فضایی بوده است. با این وجود نقش پروتون ها و ذرات آلفا در این تشعشعات و همچنین نقش میدان مغناطیسی زمین هنوز هم معماهای بسیاری را در خود نهفته دارند.

اما اصولاً چرا کره زمین از دو قطب مغناطیسی برخوردار است؟ چه چیزی باعث می شود که زمین همانند یک میله مغناطیسی عظیم، آن طور که همه ما آ ن را از کلاس های درس فیزیک می شناسیم، عمل کند؟ چرا عقربه یک قطب نما همیشه جهت شمال و جنوب مغناطیسی را بر روی زمین نشان می دهد؟ (این مسئله هزاران سال پیش توسط چینی ها کشف شد.)

شاید بد نباشد توضیح دهیم که حتی تا قرن شانزدهم میلادی هم بسیاری از مردم معتقد بودند که یک کوه عظیم مغناطیسی در شمال زمین وجود دارد.

متخصصان رشته های فیزیک و زمین شناسی تنها چند دهه پیش بود که تئوری دیگری را ارائه کردند و این تئوری تازه، در انستیتوی تحقیقاتی شهر کارلسروهه مورد تائید قرار گرفت. طبق این تئوری تقریباً ۹۵ درصد از میدان مغناطیسی زمین از طریق یک ماشین دینام یا در حقیقت ژنراتوری که با کمک اثر مغناطیسی، انرژی الکتریکی تولید می کند، در ماده مذاب قشر بیرونی هسته زمین که کلاً از آهن تشکیل شده است تولید می شود. در این قشر، جریان هایی به وجود می آیند که بر اثر چرخش کره زمین شکلی مارپیچ به خود می گیرند. آزمایش های انجام گرفته نشانگر آنند که این جریان های مارپیچ، واقعاً یک میدان مغناطیسی را به وجود می آورند. میدان مغناطیسی درونی زمین بر جریان های الکتریکی خارجی در یونسفر جو زمین اثر گذاشته و به این ترتیب در برابر توفان های خورشیدی و تشعشعات زیان آور ذرات الکتریکی نقش حفاظ را بازی می کند.

البته این میدان مغناطیسی همانند میدان مغناطیسی زمین که دائماً ضعیف تر می شود، از یک ثبات دائمی برخوردار نیست. علاوه براین، بررسی سنگ های کره زمین نشان می دهد که پس از بروز یک چنین ضعفی در میدان مغناطیسی زمین، تقریباً هر ۷۵۰ هزار سال یک بار، محل قطب های شمال و جنوب مغناطیسی تغییر می کند. اما براساس محاسبات کنونی این تغییر محل قطب های مغناطیسی زمین حدوداً ۵۰۰ سال دیگر انجام خواهد گرفت. اینکه علت این پدیده چیست و آیا به این خاطر، آن طور که برخی از محققان معتقدند، آب وهوای کره زمین تغییر خواهد کرد یا اینکه اصولاً بقای حیات بر روی کره خاکی ما با خطر مواجه می شود، هنوز مشخص نیست.

● تشکیل اولیه کره زمین

انفجار منحصر به فرد یک آتشفشان، وحشت حاصل از یک زلزله، منظره بی بدیل یک دره کوهستانی، و خسارت ناشی از یک زمین لغزش موارد متناقضی هستند که ما همواره شاهد آن بر روی کره زمین هستیم.

کره زمین یک جزء بسیار کوچک از کاینات پهناور است، ولی خانه ماست. کره زمین منابع مورد نیاز برای جامعه پیشرفته و عناصر زندگی ما را تامین میکند. بنابراین آگاهی از این سیاره برای ادامه زندگی ما حیاتی است.

پدید آمدن زلزلههای اخیر که حاصل جابجائی در پوسته زمین است، و انفجار مواد مذاب از یک آتشفشان فعال، تنها نمایشگر قسمتهای پایانی از یک پروسه طولانی است که ساختار کنونی کره زمین را بوجود آورده است. پدیدههای زمین شناسی که در داخل زمین اتفاق میافتند تنها در سایه توجه به تاریخچه کره زمین و نحوه تغییرات آن در طول سالیان کهن قابل شناخت است. به همین منظور ابتدا خلاصه ای از پیدایش اولیه کره زمین ارائه میگردد.

کره زمین یکی از ۹ سیارهای است که به همراه چندین قمر و تعداد زیادی اجسام کوچکتر به گرد خورشید میگردند. طبیعت منظم و مرتبی که بر منظومه شمسی حاکم است، محققان را به این استنتاج هدایت میکند که زمین و سایر کرات هم زمان با خورشید و از عناصر اولیه یکسانی تشکیل شده باشند. بر اساس فرضیه سحابی، اجسام منظوم شمسی از یک توده بزرگ ابر دوار به نام ابر خورشیدی تکوین یافته است که این توده سحابی غالبا از هیدروژن و هلیم و درصد پایینی از عناصر سنگینتر ترکیب یافته بود.

حدود ۵ میلیارد سال پیش، این توده بزرگ ابر از گاز و ذرات ریز بر اساس جاذبه شروع به کشیده شدن به سمت همدیگر کردند. با منقبض شده این ابر مارپیچی بر سرعت چرخش آن افزوده میشد. با گذشت زمان این توده پراکنده تبدیل به یک دیسک صاف با تمرکز مواد در مرکز آن گردید.

همراه با انباشته شدن مواد برای تشکیل کره زمین، اصابت ذرات سحابی با سرعت بالا و زوال عناصر رادیواکتیو باعث افزایش تدریجی دمای کره زمین گردید. این افزایش دما به اندازهای بود که گرمای لازم برای ذوب آهن و نیکل را تامین نمود. پدیده ذوب، حبابهای مایعی از فلزات سنگین ایجاد نمود که به سمت مرکز سیاره زمین فررفتند.

علاوه بر این، در دوره ذوب، تودههای شناوری از سنگ مذاب به سطح کره زمین انتقال یافتند که با استحکام یافتن در سطح کره زمین، پوسته اولیه آن را تشکیل دهند. این مواد سنگی غنی از اکسیژن و عناصر oxygen seeking بخصوص سیلیکون و آلومینیوم و مقدار کمتری کلسیم، سدیم، پتاسیم، آهن و منگزیم بودند. این دوره اولیه تفکیک شیمیایی، سه لایه اساسی داخلی زمین یعنی هسته غنی از آهن، پوسته ابتدائی باریک و بزرگترین لایه زمین به نام گوشته را که بین هسته و پوسته قرار دارد را بوجود آورد. دید کلی

زمین کره‌ای است که روی آن زندگی می‌کنیم. بنا به باورهای دینی از خاک آن آفریده شده‌ایم و روزی دوباره به خاک آن باز می‌گردیم. این کره خاکی یکی از نه سیاره منظومه شمسی است که مانند سایر سیارات در مداری به دور خورشید می‌گردد. زمین سیاره‌ای منحصر بفرد در منظومه شمسی است که در آن آب و اکسیژن و نیتروژن که برای حیات ضروری‌اند، وجود دارد.

● تاریخچه زمین

زمین در بدو پیدایش بصورت کره‌ای از مواد داغ و نیمه مذاب بود. بتدریج عناصر سنگینتر ته‌نشین شده و هسته فلزی را بوجود آوردند و در عین حال عناصر سبکتر به سطوح فوقانی آمده و جبه و پوسته را تشکیل دادند. پس از گذشت چند میلیارد سال ، زمین سرد شد، سطح زمین جامد گشت ، جو زمین شکل گرفت و اقیانوس بوجود آمدند. تکامل زمین هنوز هم ادامه دارد: پوسته زمین توسط فورانهای آتشفشانی در کف اقیانوسها نوسازی شده ، دائما بر اثر زمین لرزه‌ها و حرکتهای قاره‌ای در حال تغییر و تحول است. تناسب گازهای مختلف در جو زمین نیز بر اثر دخالتهای انسان به آرامی در حال تغییر است.

حرکت زمین به شکل یک پوسته سنگی متشکل از ۱۲ صفحه مجزاست. هر یک از قاره‌ها روی یک یا چند صفحه قرار گرفته‌اند. این صفحات با سرعتی شبیه به سرعت رشد ناخنهای انسان در حال حرکت هستند. صفحه‌های جامد ، روی سنگهای نیمه مذاب به حالت شناور هستند که خود این سنگهای نیمه مذاب توسط جریانهای داغی که از هسته فلزی زمین فوران می‌کنند، تکان خورده و باعث حرکت صفحه‌ها در سطح زمین می‌شوند.

● چهره متغیر زمین

۲۵۰ میلیون سال پیش ، سه تکه بزرگ خشکی بهم نزدیک شدند و یک خشکی بزرگ بنام پانجیا را بوجود آوردند. بعد از مدتی دریای تتیس این خشکی عظیم را به دو قسمت لوراسیا و گندوانلند تقسیم کرد. ۱۲۰ میلیون سال پیش اوراسیا از هم شکافت و آمریکای شمالی از اروپا جدا شد. گنوانلند نیز شکافته شد و در نتیجه هندوستان به سمت جنوب آسیا حرکت کرد. قاره‌ها همچنان به حرکت خود ادامه داده و به این شکل کنونی که می‌بینیم در آمدند. ظرف چند میلیون سال آینده قاره آمریکا به حرکت خود در سمت غرب ادامه داده و قاره آفریقا به اروپا و آسیا ملحق خواهد شد.

● حیات در زمین

اولین موجودات زنده حدود ۳.۸ میلیارد سال پیش و اولین دایناسورها حدود ۱۵۰ میلیون سال پیش در زمین ظاهر شدند. حدود ۶۵ میلیون سال پیش نسل داینوسورها از بین رفت(انقراض دایناسورها). یکی از عوامل انقراض داینوسورها برخورد یک شهاب سنگ به زمین و پر شدن جو زمین از غبار بود. در چنین شرایطی نور و گرما به زمین نرسیده و یک دوره کوتاه یخبندان باعث مرگ داینوسورها بر اثر سرما و گرسنگی شده است. اگر همه تاریخچه زمین را در ۲۴ ساعت خلاصه کنیم، نخستین انسانها در ۲ ثانیه مانده به نیمه شب ظهور خواهند کرد.

● زمین و عقاید

یونانیها که پیشروان علم بودند، در قرن ششم قبل از میلاد ، زمین را کروی و ثابت فرض می‌کردند و اکثر تمدنها معتقد بودند که جهان ، زمین مرکز است. ولی بطلیموس ستاره شناس یونانی بیشتر از سایرین بر این اندیشه معروف معتقد بوده است. در جهان زمین مرکز ، زمین در مرکز عالم قرار داشته و خورشید و سیارات و ستارگان حول آن می‌گردند. سالها بعد معدودی از متفکران یونانی مخصوصا آریستار خوس اندیشه زمین مرکزی بودن دنیا را زیر سوال بردند. ولی کتاب بطلمیوس المجسی بر علم آن زمان سیطره داشت و مانع از قبول نظر آریستارخوس شد. تا اینکه در سال ۱۵۴۳ نیکلا کپرنیک ستاره شناس لهستانی ، مرکزیت را از زمین گرفته و به خورشید داد. زمین متغیر و تئوری صفحه زمین ساخت

توسط علیرضا پیشنماز احمدی

http://zaminbank.blogfa.com