Jörðin

Jörðin

Jörðin séð úr Apollo 17 geimfarinu.
Einkenni sporbrautar (Viðmiðunartími J2000)
Meðalfjarlægð frá Sólinni (hálfur langás)	149.597.887 km (1,000 000 11 AU)
Ummál jarðbrautar	0,940 Tm (6,283 AU)
Brautarskekkja	0,016 710 22
Sólnánd	147.098.070 km (0,983 289 9 AU)
Sólfirð	152.097.700 km (1,016 710 3 AU)
Stjarnbundinn umferðartími	365,256 96 d (1.000 019 1 Júlíanskt ár)
Sólbundinn umferðartími	n/a
Meðalbrautarhraði	29.783 km/s
Hámark brautarhraði	30.287 km/s
Lágmark brautarhraði	29.291 km/s
Brautarhalli jarðar miðað við Sólina	0,000 05° (7,25° miðað við miðbaug Sólar)
Rishnútur	348,739 36°
Stöðuhorn sólnándar	114,207 83°
Fylgitungl	1 (Tunglið), en sjá einnig 3753 Cruithne
Eðliseinkenni
Þvermál um miðbaug	12.756,28 km
Þvermál milli póla	12.713,56 km
Meðalþvermál	12.742,6 km
Pólfletja	0,003 35
Ummál við miðbaug	40.075 km
Ummál við pólana	40.008 km
Yfirborð	510.067.420 km²
Rúmmál	1,0832×1012 km³
Massi	5,9736×1024 kg
Þéttleiki	5,515 kg/cm³
Þyngdarhröðun við miðbaug	9,780 m/s² 1 (0,997 32 g)
Lausnarhraði	11.186 m/s
Snúningur miðað við fastastjörnur	0,997 258 d (23,934 klst)
Snúningshraði	1674,38 km/klst (Við miðbaug)
Möndulhalli	23,439 281°
Stjörnulengd Norðupóll	0° (0 h 0 mín 0 sek)
Stjörnubreidd	90°
Endurskinshlutfall	0,367
Hiti á yfirborði	minnst meðal mest 185 K 287 K 331 K
Yfirborðs Þrýstingur	100 kPa
Uppbygging gufuhvolfs
nitur	77%
súrefni	21%
argon	1%
koltvíoxíð	0,038%
vatn	óverulegt (fer eftir loftslagi)

Jörðin er þriðja reikistjarnan frá sólu, sú stærsta af innri reikistjörnum og sú fimmta stærsta af þeim öllum. Jörðin, sem talin er hafa myndast fyrir um 4,55 milljörðum ára, er eini hnötturinn sem vitað er til að líf þrífist á. Tunglið er eini fylgihnöttur jarðar og hefur fylgt henni í að minnsta kosti 4,5 milljarða ára.

Ef jörðin er skoðuð utan úr geimnum lítur hún út ekki ósvipað og djúpblá marmarakúla með hvítri slikju sem þekur hana hér og þar. Blái liturinn kemur til vegna úthafanna, en sá hvíti vegna skýja, sem að öllu jöfnu þekja talsverðan hluta hennar. Jörðin er talsvert björt, og af innri plánetunum er það einvörðungu Venus sem endurkastar stærri hluta af því ljósi sem á hana fellur.

Síðan jörðin myndaðist hefur hún þróast stöðugt, og standa nú eftir litlar sem engar leifar af upphaflegri ásýnd hennar. Ysta lag jarðarinnar, jarðskorpan, samanstendur af nokkrum jarðflekum sem fljóta ofan á möttlinum. Þessir flekar eru á hreyfingu hver gagnvart öðrum og breytir þessi hreyfing ásýnd jarðarinnar smátt og smátt. Aflið sem knýr þetta ferli kemur úr iðrum jarðar, en bráðinn möttull hennar er á stöðugri hreyfingu. Möttullinn hvílir á kjarna jarðar, sem er að meginhluta til úr járni, og er uppspretta segulsviðs jarðarinnar.

Úthöf jarðarinnar þekja um 70% af yfirborði hennar, en hin 30% yfirborðsins samanstanda af eyjum og stærri landmössum. Umhverfis jörðina liggur þunnt lag lofttegunda, svokallaður lofthjúpur, sem samanstendur að mestu leyti af köfnunarefni og súrefni. Lofthjúpurinn verndar jörðina fyrir áhrifum geislunar, temprar hitastig hennar, og dýr og plöntur nýta ýmis efni úr lofthjúpnum.

Jarðhræringar eru ekki eini áhrifavaldurinn á ásýnd jarðarinnar, ýmsir kraftar utan úr geimnum verka á jörðina. Tunglið veldur með snúningi sínum sjávarföllunum og hefur að auki hægt á snúningshraða jarðarinnar síðan hún myndaðist. Jörðin verður einnig fyrir stöðugum ágangi loftsteina. Þá hefur sólin að sjálfsögðu mjög mikil áhrif, en hún hitar yfirborð plánetunnar og knýr að auki veðrakerfið.

Saga jarðarinnar

Saga jarðarinnar hefur verið ítarlega rannsökuð og er þekkt með nokkurri vissu. Talið er að jörðin hafi myndast í árdaga sólkerfisins fyrir um 4,55 milljörðum ára, á svipuðum tíma og sólin og hinar reikistjörnurnar. Tunglið myndaðist skömmu síðar, fyrir um 4,5 milljörðum ára. Þegar jörðin myndaðist fyrst var yfirborð hennar bráðið, en þegar hún kólnaði storknaði yfirborðið. Ýmsar lofttegundir sem losnuðu frá jörðinni, meðal annars í eldgosum, voru upphafið að lofthjúp jarðarinnar. Höfin mynduðust við það að vatnsgufa úr andrúmsloftinu þéttist smám saman og ís sem barst til jarðarinnar með halastjörnum bráðnaði . Við þessar ólguríku aðstæður er talið að líf á jörðinni hafi kviknað. Fyrsta sameindin sem var fær um að afrita sjálfa sig er talin hafa orðið til fyrir um fjórum milljörðum ára, og síðasti sameiginlegi forfaðir allra núlifandi lífvera er talin hafa lifað um hálfum milljarði ára síðar.

Þegar lífverur þróuðu með sér getu til ljóstillífunar gátu þær í fyrsta skipti nýtt orku sólarinnar á beinan hátt, og byrjuðu þá að losa súrefni úr koldíoxíði (ildisbyltingin). Súrefnið hafði mikil áhrif á lofthjúpinn. Hluti þess breyttist í óson og myndaði ósonlagið, sem ver lífverur jarðarinnar fyrir skaðlegum útfjólubláum geislum sólarinnar. Þegar ágangur útfjólublárra geisla minnkaði gafst lífverum tækifæri á að stækka, og hópar af einfruma lífverum runnu saman í fyrstu fjölfrumungana. Smám saman breiddust þessar lífverur út um alla jörðina.

Eftir því sem ármilljónirnar liðu urðu til heimsálfur og liðu undir lok. Yfirborð jarðarinnar var á stöðugri hreyfingu, og jarðflekana, sem heimsálfurnar eru á, hefur rekið til og frá, og stundum hafa þeir búið til nokkurs konar risaheimsálfu. Fyrir um 750 milljónum ára byrjaði fyrsta risaheimsálfan, Rodinia, að brotna í sundur. Fyrir um 600 milljónum ára runnu heimsálfurnar aftur saman og myndyðu Pannotiu, sem brotnaði upp 150 milljónum ára síðar. Síðasta risaheimsálfan var Pangaea, sem brotnaði upp fyrir um 180 milljónum ára.

Í jarðsögunni hafa orðið margar ísaldir, og hefur verið leitt að því líkum að sú sem stóð yfir fyrir milli 750 og 580 milljónum ára síðan hafi jafnvel verið svo köld að úthöf jarðarinnar hafi frosið. En óháð því hvort þessi ísöld hafi verið svo afgerandi er vitað að þegar henni lauk fyrir um 535 milljónum ára, spratt upp ótrúlegur fjöldi fjölfruma lífvera, á tímabili sem nefnist kambríatímabilið.

Síðan á kambríatímabilinu hefur það gerst fimm sinnum að stór hluti tegunda hefur skyndilega dáið út. Síðast gerðist það fyrir 65 milljónum ára, þegar risaeðlurnar dóu út, sennilega af völdum stórs loftsteins sem rakst á jörðina. Lítil spendýr lifðu hins vegar af þær hamfarir sem þá gengu yfir. Á síðustu 65 milljónum ára hafa þróast fjölmargar tegundir spendýra og fyrir nokkrum miljónum ára er talið að afrískur api hafi öðlast þann hæfileika að geta staðið á tveimur fótum. Þeir apar sem gátu staðið á tveimur fótum höfðu þar með tvo útlimi lausa sem þeir gátu notað til ýmissa hluta, meðal annars til að fara að nota verkfæri. Í kjölfarið þróaðist akuryrkja, sem gerði mönnunum, afkomendum apanna, kleift að fjölga sér mikið. Mennirnir settust smám saman að alls staðar á jörðinni, nema á Suðurskautslandinu, og hafa gjörbreytt allri ásýnd hennar, umhverfi og loftslagi.

Gerð jarðarinnar

Myndin sýnir innri gerð jarðarinnar (í réttum hlutföllum) og hvolf lofthjúpsins (ekki í réttum hlutföllum)

Jörðin er nánast kúlulaga, en vegna snúnings hennar er hún örlítið aflöguð, og í laginu eins bolti sem einhver hefur sest á. Meðalþvermál jarðarinnar er um það bil 12.742,6 km (~ 40.000 km / π). Jörðin sjálf samanstendur af jarðskorpunni, möttli og kjarna, en fyrir ofan yfirborð jarðarinnar liggur lofthjúpurinn.

Lofthjúpur jarðar samanstendur aðallega af köfnunarefni (78%) og súrefni (21%), en afgangurinn (1%) samanstendur af öðrum lofttegundum, svo sem koldíoxíði og vatnsgufu. Miðað við stærð jarðarinnar er hann örþunnur, og er oft miðað við 80-400 km, þótt hjúpurinn hafi í raun engin föst endimörk, heldur þynnist hann smám saman. Lofthjúpurinn styður við líf á jörðinni með því að draga úr útfjólublárri geislun frá sólinni, tempra hitastig jarðar, stuðla að flutningi vatnsgufu af rakari stöðum á þurrari. Auk þess eru ýmsar lofttegundir í lofthjúpnum lífsnauðsynlegar fyrir dýr, plöntur og aðrar lífverur. Lofthjúpurinn er einn af aðaláhrifavöldunum á veður og loftslag jarðar.

Undir lofthjúpnum liggur jarðkúlan sjálf, og er jarðskorpan efsta lag hennar. Jarðskorpan er á bilinu 5-70 km þykk, og er hún þynnst í úthöfunum en þykkust undir heimsálfunum. Jarðskorpan skiptist í allnokkra fleka. Flekarnir fljóta ofan á möttlinum og eru á hreyfingu hver gagnvart öðrum. Á flekamótum myndast núningur og spenna í jarðskorpunni, sem veldur jarðskjálftum. Þar sem flekana rekur í sundur verður gliðnun og eru þar tíðari eldgos en annars staðar.

Möttullinn liggur undir jarðskorpunni. Möttullinn er miklum mun þykkari en skorpan, og nær niður á 2890 km dýpi. Honum er oft skipt í ytri og innri möttul, vegna mismunandi eiginleika hans eftir dýpi. Þótt möttullinn sé að mestu leyti úr föstu efni veldur hitastigið því að efnið getur hreyfst til yfir lengri tímabil. Hreyfingar möttulsins tengdar reki jarðflekanna sem á honum fljóta, og er það varmaflutningur frá neðri hluta hans til þess efri sem knýr jarðsögulega virkni á yfirborðinu.

Í miðju jarðar er kjarninn. Kjarninn samanstendur af föstum innri kjarna, sem er tæplega 2500 km í þvermál, og fljótandi ytri kjarna, en kjarninn allur er um 7000 km í þvermál. Meginuppistaða innri kjarnans er talinn vera járn, auk einhvers nikkels, en ytri kjarninn er talinn samanstanda af bæði járni og nikkeli, og ögn af léttari frumefnum. Talið er að segulsvið jarðarinnar sé myndað í kjarnanum, sennilega af völdum iðustrauma í ytri kjarnanum.

Þær fræðigreinar sem fjalla um jörðina sérstaklega, myndun hennar, gerð og eðli, nefnast jarðfræði og jarðeðlisfræði.

Jörðin og sólkerfið

Hreyfimynd sem sýnir snúning jarðar

Jörðin er á stöðugum snúningi um möndul sinn, og liggur möndullinn á línu sem liggur gegnum norðurpól og suðurpól jarðarinnar. Hver snúningur miðað við fastastjörnur tekur tæplega einn sólarhring, eða 23 klukkustundir, 56 mínútur og 4,091 sekúndur, en sólarhringur miðast við einn snúning samanborið við sól og er nákvæmlega 24 klst.

Samhliða möndulsnúningnum gengur jörðin umhverfis sólina, eftir sporöskjulaga sporbaug. Auk þess hefur jörðin einn fylgihnött, tunglið, sem gengur í kringum jörðina um það bil einu sinni á hverjum mánuði. Sólin, jörðin og tunglið eru öll hluti af sólkerfinu, sem samanstendur af sólinni og öllum þeim hnöttum og hnullungum sem eru föst í þyngdarsviði hennar. Aðrir fylgihnettir sólarinnar eru meðal annars Merkúríus, Venus, Mars, Júpíter, Satúrnus, Úranus, Neptúnus og Plútó, og hafa flestir þeirra einnig eigin fylgihnetti, eða tungl.

Sú fræðigrein sem fjallar um sólina, aðrar fastastjörnur, reikistjörnur þeirra og hugsanlega fylgihnetti reikistjarnanna nefnist stjörnufræði.

Tenglar

• Upplýsingar um jörðina á Stjörnufræðivefnum