Deskripsi tema: Dibutuhkan 20 menit untuk kantong plastik untuk membawa pembelian dari toko ke rumah, dan dibutuhkan 400 tahun bagi alam untuk mendaur ulangnya.

Jadi esai akan membahas topik: Tentang ekologi dan penghormatan terhadap alam, yaitu, revisi sikap semua orang terhadap planet kita, yang satu dan disayangi semua orang.

"Kita harus lebih bijak, bukan lebih modis"

Bumi kita adalah planet unik di alam semesta, satu-satunya rumah kita. Setiap orang harus menjaga lingkungan dan tidak bergantung pada orang lain. Ini, seperti mencuci piring, harus menjadi kebiasaan.

Ekologi Bumi semakin menderita setiap hari. Pabrik-pabrik baru sedang dibangun, lebih banyak mobil di jalan, roket dan satelit diluncurkan. Hal ini menyebabkan polusi udara, pemanasan global, mencairnya gletser, dan muncul lubang ozon. Seluruh spesies hewan sekarat karena penggundulan hutan, banyak mamalia air dan ikan telah lama terancam punah karena pencemaran badan air, karena banyak penggemar mobil menghemat pencucian mobil dan mencuci kuda besi mereka di sumber alami menggunakan bahan kimia rumah tangga.

Di kota-kota besar, orang menderita penyakit pernapasan karena ekologi yang buruk. Tumpukan sampah tumbuh di luar batas kota, karena tas dan botol tidak didaur ulang, melainkan dibuang. Hal-hal kecil seperti itulah yang tidak kita pikirkan yang menyebabkan hewan pengerat berkembang biak dan penyakit baru yang kemudian mereka bawa ke kota-kota.

Untuk melindungi Bumi kita dari kehancuran, setiap orang harus memulai dari diri mereka sendiri. Pertama-tama, harus ada sikap hati-hati terhadap alam, tanaman yang memberi kita udara. Tidak perlu mencemari kota dengan sampah kecil yang tidak sulit untuk dibawa ke tempat sampah, membuang puntung rokok, kertas permen, tutup botol di sepanjang trotoar.

Jika semua orang melihat ke dalam dirinya sendiri dan mengingat betapa banyak kerusakan yang telah dia timbulkan terhadap alam, dan setelah itu dia mencoba untuk menjadi lebih bijaksana dan lebih peduli, maka "Planet Biru" kita akan bertahan ratusan tahun lebih lama, bersama dengan cicit kita dan keturunan mereka. .

Kitab Suci mengatakan bahwa "Tuhan ... yang menciptakan bumi, membentuknya untuk tempat tinggal" (Yesaya 45:18). Penelitian yang tidak bias planet bumi akan meyakinkan setiap siswa bahwa di balik pernyataan sederhana ini ada makna yang sangat besar dan menakjubkan.

Bumi

Sekilas tentang planet bumi akan cukup untuk memahami betapa berbedanya planet ini dari planet lain yang kita kenal. Bahkan jika dilihat dari luar angkasa planet bumi menonjol tajam dari tujuh planet lain kita tata surya. Planet bumi ia memiliki warna biru dan putih cerah yang menyenangkan, sementara semua planet lain (dan bulannya) memiliki warna merah, jingga, atau abu-abu kusam yang tidak menarik. Selain itu, planet Bumi kita adalah satu-satunya planet yang berputar mengelilingi Matahari di mana kehidupan dapat dan memang ada dalam bentuk yang kita kenal.

Planet bumi terutama terdiri dari oksigen, besi, belerang, silikon, magnesium, aluminium, kalsium, hidrogen dan nikel (bersama-sama zat ini membentuk 98% dari Bumi). Dua persen lainnya mencakup lebih dari seratus elemen lainnya. Tidak seperti planet lain, planet bumi ditutupi dengan vegetasi hijau, samudra biru-hijau besar, berisi lebih dari satu juta pulau, ratusan ribu aliran dan sungai, massa besar Bumi yang disebut benua, gunung, lapisan es, dan gurun, yang memberi Bumi variasi spektakuler dari warna dan tekstur. Semua planet lain yang diketahui, selain dari malapetaka mengerikan yang menimpanya, sebagian besar tertutup lapisan tanah atau gas tak bernyawa, yang sedikit dimodifikasi hanya oleh sedikit pergerakan angin atau arus udara. Permukaan sebagian besar planet yang benar-benar tandus sangat berbeda dari planet kita dengan warna cerah- nuansa hijau, biru dan putih, karena permukaan semua planet lain memiliki warna abu-abu atau coklat kusam, dan sering kali ditutupi oleh lapisan atmosfer yang tebal.

Secara harfiah setiap ceruk ekologis di permukaan planet kita, Anda dapat menemukan beberapa jenis kehidupan. Bahkan di danau Antartika yang sangat dingin, orang dapat menemukan makhluk hidup yang sulit dibedakan di bawah mikroskop. Serangga kecil tak bersayap hidup di tambalan lumut dan lumut dan tanaman tumbuh yang mekar setiap tahun. Kehidupan di Bumi ada di mana-mana- dari lapisan atmosfer paling atas ke dasar lautan, dari titik terdingin kutub ke tempat terpanas khatulistiwa. Sampai saat ini, tidak ada bukti kehidupan yang ditemukan di planet lain.

Planet bumi memiliki ukuran besar - 8000 mil (12756 km) dan memiliki massa 6,6 x 10 21 ton. Planet bumi terletak pada jarak sekitar 93 juta mil dari Matahari. Jika Bumi berputar lebih cepat mengelilingi Matahari dalam orbitnya 584 juta mil, orbitnya akan menjadi lebih panjang dan Bumi akan bergerak lebih jauh dari Matahari. Dan jika ia bergerak terlalu jauh dari zona kecil yang layak huni, semua bentuk kehidupan di Bumi akan lenyap. Jika planet Bumi bergerak dalam orbitnya lebih lambat, ia akan mendekati Matahari, yang juga akan menyebabkan kepunahan kehidupan.

Perjalanan bumi mengelilingi matahari, yang memakan waktu 365 hari, 6 jam, 49 menit dan 9,54 detik (tahun sideris), selalu terjadi dengan akurasi seperseribu detik! Jika suhu tahunan rata-rata Bumi berubah bahkan beberapa derajat, sebagian besar bentuk kehidupan pada akhirnya akan mati karena kepanasan atau pembekuan. Perubahan seperti itu akan mengganggu keseimbangan air-es, dan keseimbangan penting lainnya, yang akan menyebabkan konsekuensi bencana. Jika planet bumi berputar pada porosnya lebih lambat, semua kehidupan pada akhirnya akan mati baik karena membeku di malam hari (karena kurangnya panas matahari) atau karena terlalu panas di siang hari (karena panas dari matahari).

Matahari

Hanya sepersejuta energi yang dihasilkan oleh matahari setiap hari yang digunakan oleh planet kita. Matahari memberi Bumi lebih dari 130 triliun tenaga kuda setiap hari. Meskipun mungkin ada beberapa ratus miliar galaksi di alam semesta, dan masing-masing galaksi memiliki sekitar 100 miliar bintang, ada 333 liter ruang untuk setiap atom, yang berarti bahwa ruang kosong menempati sebagian besar alam semesta!

Jika Bulan lebih besar, atau lebih dekat ke Bumi, ini akan menyebabkan tsunami yang akan membanjiri lembah dan menghancurkan gunung. Para ilmuwan percaya bahwa jika benua berada pada tingkat yang sama, air akan menutupi seluruh permukaan tanah. hingga kedalaman lebih dari dua kilometer! Jika Bumi dimiringkan bukan pada 23°, tetapi, katakanlah, pada 90° terhadap Matahari, kita tidak akan memiliki empat musim. Dan tanpa pergantian musim, kehidupan di bumi tidak akan ada - kutub akan berada di senja abadi, dan air yang menguap dari lautan akan dibawa oleh angin ke utara dan kutub selatan dan membeku di sana. Seiring waktu, benua besar salju dan es akan menumpuk di daerah kutub, dan bagian bumi lainnya akan menjadi gurun yang kering. Akhirnya, lautan akan menghilang dari muka bumi dan hujan akan berhenti. Berat akumulasi es di kutub akan menyebabkan planet menonjol di sepanjang garis khatulistiwa, dan, sebagai akibatnya, rotasi Bumi akan berubah secara dramatis.

keajaiban air

Contoh lain yang akan menggambarkan perubahan hebat yang dapat terjadi karena perubahan kondisi eksternal adalah keberadaan air. Planet bumi- satu-satunya planet yang kita kenal dengan akumulasi air yang begitu besar - 70% permukaannya ditutupi dengan lautan, danau, dan lautan yang mengelilingi daratan besar. Beberapa planet memiliki air, dan itu baik dalam bentuk uap air yang mengambang di permukaan atau sebagai es—tetapi tidak ada benda cair yang begitu besar seperti di Bumi.

Air itu unik karena dapat menyerap panas dalam jumlah besar tanpa menyebabkan perubahan suhu yang signifikan. Koefisien penyerapan panas air lebih dari sepuluh kali lebih tinggi dari baja. Pada siang hari, massa air di Bumi menyerap panas dalam jumlah besar, dan dengan demikian, bumi tetap relatif dingin. Pada malam hari, air melepaskan sejumlah besar panas yang diserap pada siang hari, yang, bersama dengan efek atmosfer, tidak memungkinkan permukaan bumi membeku pada malam hari. Jika Bumi tidak memiliki air sebanyak itu, akan ada perbedaan yang lebih tajam pada suhu siang dan malam hari. Banyak bagian permukaan bumi akan cukup panas di siang hari untuk merebus air di atasnya, dan bagian yang sama itu akan cukup membeku di malam hari untuk membekukan air di atasnya. Karena air adalah penstabil suhu yang sangat baik, keberadaan lautan yang luas sangat penting bagi keberadaan kehidupan di planet kita.

Namun, kelebihan air di Bumi juga bisa menimbulkan masalah. Sebagian besar bahan memuai saat dipanaskan dan menyusut saat didinginkan. Oleh karena itu, jika Anda mengambil dua benda dengan ukuran yang sama dan terdiri dari bahan yang sama, maka benda yang lebih dingin akan memiliki massa jenis yang lebih besar. Ini mungkin tidak tampak seperti masalah bagi kita, tetapi bisa menjadi masalah serius dalam kasus air, jika bukan karena satu anomali langka.

Air, seperti hampir semua zat lain, berkontraksi ketika didinginkan, tetapi tidak seperti semua zat lain secara harfiah (karet dan antimon juga merupakan pengecualian yang jarang), ia berkontraksi ketika didinginkan hingga 4 ° Celcius, dan kemudian mengembang luar biasa hingga membeku. Jika air terus mendingin dengan cara yang sama seperti semua zat lain, itu akan menjadi lebih padat, dan, sebagai akibatnya, akan tenggelam ke dasar lautan. Selain itu, berubah menjadi es, airnya juga akan tenggelam ke dasar lautan. Seiring waktu, dasar laut akan semakin tertutup es, sementara air di permukaan akan terus membeku, tenggelam, dan menumpuk di dasar.

Jadi, berkat anomali ini, es yang terbentuk di laut, samudra, dan danau tetap berada di permukaan, tempat matahari memanaskannya di siang hari, dan air hangat dari bawah membantu mencairkannya di musim panas. Berkat proses ini, dan efek Coriolis yang menyebabkan arus laut, sebagian besar lautan berbentuk cairan, dan ini memungkinkan makhluk yang tak terhitung jumlahnya untuk hidup di dalam air dan menegaskan bahwa itu benar, “Tuhan dengan hikmat mendirikan bumi, Dia mendirikan langit dengan akal”; (Amsal 3:19).

Keajaiban udara

Di darat, hal sebaliknya terjadi. Udara di dekat permukaan bumi dipanaskan oleh energi matahari, dan setelah pemanasan udara menjadi kurang padat dan naik. Akibatnya, di dekat permukaan Bumi, suhu dipertahankan di mana keberadaan kehidupan dimungkinkan. Jika udara berkontraksi dan menjadi lebih padat ketika dipanaskan, suhu di dekat permukaan bumi akan sangat tidak tertahankan - pada suhu seperti itu, sebagian besar bentuk kehidupan tidak dapat hidup untuk waktu yang lama. Sebaliknya, suhu beberapa meter di atas permukaan akan sangat rendah dan sebagian besar bentuk kehidupan juga tidak dapat hidup di sana untuk waktu yang lama. Akan ada lapisan atmosfer yang sangat tipis di bumi yang cocok untuk kehidupan, tetapi bahkan di dalamnya kehidupan tidak dapat bertahan lama, karena tanaman dan pohon yang diperlukan untuk menopang kehidupan akan berada di "zona dingin". Dengan demikian, burung tidak akan memiliki tempat tinggal, makanan, air atau oksigen. Tetapi karena fakta bahwa udara naik ketika dipanaskan, kehidupan mungkin terjadi di Bumi.

Pergerakan udara hangat ke atas dari permukaan bumi menciptakan arus udara (angin) yang juga merupakan bagian yang sangat penting dari sistem ekologi bumi. Mereka membawa karbon dioksida jauh dari daerah di mana ia diproduksi dalam jumlah berlebihan (seperti kota) dan mengangkut oksigen ke tempat-tempat yang dibutuhkan (seperti pusat padat penduduk).

Campuran gas yang terkandung di atmosfer yang tidak tercemar oleh aktivitas manusia, sempurna untuk hidup. Jika rasio mereka berbeda secara signifikan (misalnya, akan ada 17% oksigen bukannya 21%, atau akan ada terlalu sedikit karbon dioksida, atau Tekanan atmosfer jauh lebih tinggi atau lebih rendah), kehidupan di Bumi akan lenyap. Jika lapisan atmosfer jauh lebih tipis, jutaan meteor yang terbakar sebelum mencapai Bumi akan jatuh ke tanah dan membawa kematian, kehancuran, dan kebakaran bersama mereka.

Lingkungan Layak Huni: Adaptasi atau Penciptaan?

Jika evolusi menghasilkan bentuk kehidupan yang dapat hidup dalam kondisi lingkungan yang sesuai, lalu mengapa kehidupan tidak tersebar merata di mana-mana? Planet bumi jauh lebih baik beradaptasi untuk kehidupan daripada planet lain, tetapi bahkan sebagian besar Bumi memiliki iklim mikro yang terlalu panas atau terlalu dingin. Kehidupan tidak dapat eksis terlalu dalam di bawah tanah atau terlalu tinggi di atas permukaannya. Pada jarak ribuan kilometer dari pusat Bumi ke tepi atmosfernya, hanya ada beberapa meter habitat yang cocok untuk sebagian besar bentuk kehidupan, dan dengan demikian hampir semua makhluk hidup terpaksa hidup di celah ini. Meskipun hanya di tata surya kita planet bumi diciptakan layak huni (Yesaya 45:18), bahkan di Bumi hanya lapisan tipis atmosfer yang dapat dihuni oleh sebagian besar bentuk kehidupan yang paling kita kenal—mamalia, burung, dan reptil.

Dan lapisan ini benar-benar penuh dengan berbagai bentuk kehidupan. Para ilmuwan memperkirakan bahwa satu hektar tanah pertanian biasa sedalam 15 cm mengandung beberapa ton bakteri hidup, sekitar satu ton jamur, 90 kg protozoa, sekitar 40 kg jamur ragi dan jumlah ganggang yang hampir sama.

temuan

Garis yang sangat tipis antara lingkungan di mana kehidupan dapat eksis dan lingkungan di mana kehidupan tidak dapat eksis dapat diilustrasikan oleh satu fakta. Menurut para ilmuwan, perubahan suhu global rata-rata hanya lima derajat dari waktu ke waktu akan sangat mempengaruhi keberadaan kehidupan di Bumi, dan perubahan suhu yang lebih signifikan dapat merusak kehidupan.

Ini toleransi dapat diabaikan, dan bahkan jika ada planet lain di seluruh alam semesta, sangat tidak mungkin bahwa mereka dapat dihuni, karena kondisi yang sangat keras diperlukan untuk keberadaan kehidupan.

Kemungkinan sebuah planet akan memiliki ukuran yang tepat, bahwa ia akan berada pada jarak yang tepat dari bintang dengan ukuran yang tepat, dan bahwa semua kondisi lain yang dijelaskan dalam artikel ini akan terpenuhi sangat kecil - bahkan mengingat mungkin sebagian besar bintang mengorbit banyak planet, seperti yang diyakini banyak ilmuwan. Probabilitas matematis bahwa semua ini dan kondisi penting lainnya dari keberadaan diciptakan oleh kebetulan keadaan astronomi kira-kira beberapa miliar banding satu!

Tautan dan catatan

1. G. Guillermo, J. W. Richards. Planet Keistimewaan: Bagaimana planet kita di luar angkasa dibuat untuk penemuan. Washington, DC: Regnery. 2004.
2. P.D. Ward, D.Vrowley. Planet Bumi Langka: Mengapa Kehidupan Kompleks Tidak Biasa di Alam Semesta. New York: Copernicus. 2000

*Terima kasih kepada Dr. David Johnson, Profesor Kimia di Universitas Spring Arbor, dan Robert Laing, Presiden Laboratorium Aliran Bersih, atas bantuan mereka dalam menulis artikel ini.

Deskripsi singkat tentang planet Bumi. Koordinat Geografis. Keunikan Bumi dalam keluarga planet tata surya terutama disebabkan oleh kenyataan bahwa kehidupan hanya ada di planet kita. Peluang untuk menemukan setidaknya bentuk kehidupan paling sederhana di planet tetangga (bahkan di Mars) diperkirakan oleh sebagian besar ilmuwan mendekati nol. Fitur unik lain dari Bumi (kehadiran atmosfer dengan kandungan oksigen tinggi, keberadaan lautan yang menempati 70% dari permukaan planet, aktivitas tektonik tinggi, medan magnet yang kuat, dll.) entah bagaimana terkait dengan kehadiran kehidupan: mereka berkontribusi pada kemunculannya, atau merupakan konsekuensi dari kehidupan .

Kebulatan Bumi (dan orang Yunani kuno tahu bahwa Bumi adalah bola) menentukan alokasi cangkang konsentris dalam strukturnya. Untuk pertama kalinya, pendekatan seperti itu untuk mempelajari planet kita diusulkan oleh ahli geologi Austria E. Suess, yang juga menyarankan untuk menyebut cangkang ini geosfer. Bentuk bumi yang sebenarnya agak berbeda dari yang bulat, dan dengan pemodelan matematika yang ketat dari bentuknya, konsep seperti itu paling sering digunakan sebagai elips dan geoid. geoid (yang artinya seperti bumi) adalah model Bumi yang paling akurat, itu adalah benda geometris yang unik, yang permukaannya bertepatan dengan permukaan rata-rata tingkat air tenang di lautan, secara mental diperpanjang di bawah benua sehingga garis tegak lurus di titik mana pun berpotongan permukaan ini pada sudut yang tepat. Permukaan ellipsoid dan geoid tidak bertepatan, perbedaan di antara mereka dapat mencapai ± 160 m. Relatif terhadap permukaan geoid, ketinggian dan kedalaman titik-titik di permukaan bumi yang sebenarnya diukur. Everest memiliki ketinggian maksimum (8848 m), dan Palung Mariana di Samudra Pasifik memiliki kedalaman terbesar (11022 m). Jari-jari khatulistiwa Bumi adalah 6375,75 km, sedangkan jari-jari kutub tidak sama: jari-jari utara 30 meter lebih besar dari selatan dan sama dengan 6355,39 km (masing-masing, selatan adalah 6355,36 km).

Sumbu rotasi Bumi, melewati kutub dan pusat planet, condong ke bidang orbitnya pada sudut 66 ° 33 "22". Nilai inilah yang menentukan durasi siang dan malam pada garis lintang yang berbeda dan secara signifikan mempengaruhi karakteristik termal (iklim) dari berbagai zona di dunia. Bumi melakukan satu putaran pada porosnya dalam waktu 23 jam 56 menit 4 detik, periode waktu ini disebut hari sideris, dan hari di mana tepat 24 jam disebut hari rata-rata atau matahari.

Satu-satunya satelit Bumi, Bulan, memiliki dimensi yang mirip dengan Merkurius, diameternya 3476 km, dan jari-jari orbit rata-rata adalah 384,4 ribu km. Orbit Bulan condong ke orbit Bumi sebesar 5 derajat. Periode rotasi Bulan pada porosnya benar-benar bertepatan dengan periode revolusinya di sekitar Bumi, sehingga hanya satu belahan Bulan yang dapat dilihat dari Bumi.

Garis-garis penampang bumi oleh bidang-bidang yang sejajar dengan garis khatulistiwa disebut sejajar, dan garis-garis yang dipotong oleh bidang-bidang yang melalui sumbu rotasi Bumi disebut meridian. Setiap paralel memiliki garis lintangnya sendiri (utara atau selatan), dan setiap meridian memiliki garis bujurnya sendiri (barat atau timur). Himpunan paralel dan meridian disebut grid geografis, dengan bantuannya menentukan koordinat geografis dari setiap titik di permukaan Bumi.

Lintang geografis dari titik sewenang-wenang adalah sudut antara bidang ekuator dan garis normal yang melewati titik ini (garis tegak lurus), garis lintang bervariasi dari nol (di ekuator) hingga 90 derajat. Bujur adalah sudut antara bidang meridian dari suatu titik tertentu dan bidang beberapa meridian, yang secara konvensional diambil sebagai bidang awal (meridian awal seperti itu melewati Observatorium Astronomi Greenwich * dan disebut Greenwich). Bujur bervariasi dari nol hingga 180 °, meridian, yang sesuai dengan garis lintang 180 °, adalah garis tanggal.

Untuk kenyamanan menghitung waktu dan koordinasi temporal aktivitas manusia, permukaan bumi dibagi (dalam perkiraan pertama sepanjang meridian) menjadi 24 zona waktu. Insinyur Kanada Fleming mengusulkan pada tahun 1879 untuk menggunakan sistem zona waktu untuk menghitung waktu, hari ini seluruh dunia menggunakan sistem ini. Perubahan waktu 1 jam harus sesuai dengan perubahan garis bujur sebesar 15 °, namun, batas zona waktu sangat bertepatan dengan meridian hanya di lautan; di darat, zona waktu yang berdekatan dipisahkan, sebagai aturan, bukan oleh meridian, tetapi oleh beberapa yang dekat dengannya (dan terkadang tidak terlalu dekat) batas administratif.

Kemiringan sumbu bumi ke bidang ekliptika, sebagaimana telah disebutkan, menentukan batas-batas garis lintang zona iklim(ikat pinggang). Zona tengah permukaan bumi, yang batasnya adalah tropis utara dan selatan, disebut tropis, garis lintang masing-masing tropis adalah 23 ° 26 "38". Di zona tropis, Matahari melewati zenit dua kali setahun pada siang hari , dan di garis lintang tropis itu terjadi di puncak hanya sekali: pada siang hari pada tanggal 21 Juni di daerah tropis utara dan pada tanggal 22 Desember di selatan.

Paralel geografis, yang sesuai dengan garis lintang 66 ° 33 "22" ", disebut lingkaran kutub, daerah antara kutub dan lingkaran kutub disebut sabuk kutub. Hanya di luar lingkaran kutub (yaitu di wilayah garis lintang yang lebih tinggi) yang dilakukan fenomena seperti kutub siang dan malam kutub terjadi Antara Lingkaran Arktik dan Tropic di setiap belahan bumi terdapat zona beriklim sedang (temperate climate region).

Struktur bumi. Geosfer eksternal dan internal. Merupakan kebiasaan untuk menyebut geosfer luar sebagai atmosfer, hidrosfer dan biosfer, meskipun yang terakhir harus dianggap sebagai cangkang perantara, karena mencakup hidrosfer dan area atmosfer dan kerak bumi (dan ini sudah kulit bagian dalam) di mana kehidupan organik ada. Terkadang magnetosfer dianggap sebagai geosfer luar, yang juga tidak sepenuhnya dibenarkan, karena medan magnet ada di salah satu geosfer.

Suasana. Atmosfer bumi adalah campuran gas, lapisan bawahnya juga mengandung uap air dan partikel debu. Udara kering yang dimurnikan di dekat permukaan bumi mengandung sekitar 78% nitrogen, sedikit kurang dari 21% oksigen, dan sekitar 1% argon. Bagian karbon dioksida menyumbang sekitar 0,03%, dan bagian dari semua gas lainnya (hidrogen, ozon, gas inert, dll.) adalah sekitar 0,01%. Komposisi atmosfer praktis tidak berubah hingga ketinggian orde 100 km. Di permukaan laut di tekanan normal(1 atm \u003d 1,033 kg / cm 2 \u003d 1,013 10 5 Pa) kepadatan udara kering adalah 1,293 kg / m 3, tetapi ketika Anda menjauh dari permukaan bumi, kepadatan massa udara dan tekanan yang terkait dengan itu cepat berkurang. Atmosfer terus-menerus dibasahi oleh penguapan air dari permukaan badan air. Konsentrasi uap air berkurang dengan bertambahnya ketinggian lebih cepat daripada konsentrasi gas - 90% kelembaban terkonsentrasi di lapisan lima kilometer yang lebih rendah.

Dengan perubahan ketinggian, tidak hanya kepadatan, tekanan, dan suhu udara yang berubah, tetapi juga parameter fisik atmosfer lainnya, dan pada ketinggian tinggi komposisinya juga berubah. Oleh karena itu, biasanya untuk membedakan beberapa cangkang bulat dengan sifat fisik yang berbeda di atmosfer. Yang utama adalah troposfer, stratosfir dan ionosfir. Perpanjangan ketinggian (ketebalan) dari satu atau lain cangkang bola Bumi (ini juga berlaku untuk cangkang bagian dalam) sering disebut kekuatannya.

Troposfer mengandung sekitar 80% dari total massa udara, ketebalannya 8-12 km di garis lintang tengah, dan hingga 17 km di atas khatulistiwa. Dengan peningkatan ketinggian, suhu udara di dalam troposfer terus menurun hingga nilai orde -85 ° C (laju penurunan suhu sekitar 6 derajat per kilometer). Karena pemanasan permukaan bumi yang tidak merata, massa udara troposfer bergerak terus-menerus, tidak hanya membawa panas, tetapi juga uap air, debu, dan semua jenis emisi. Fenomena di troposfer inilah yang terutama membentuk cuaca dan iklim di Bumi.

Stratosfer memanjang di atas troposfer hingga ketinggian sekitar 50...55 km. Di dalam lapisan ini, terjadi peningkatan suhu dengan bertambahnya ketinggian; di batas atas stratosfer, suhu mendekati nol. Hampir tidak ada uap air di stratosfer. Di ketinggian dari 20 hingga 40 km ada yang disebut. ozonosfer, yaitu lapisan ozon. Lapisan ini sering disebut perisai planet, karena hampir sepenuhnya menyerap radiasi keras (gelombang pendek) yang berbahaya bagi semua kehidupan di Bumi. radiasi ultraviolet Matahari.

Antara ketinggian 55 dan 80 km ada lapisan di mana suhu kembali menurun dengan ketinggian. Di bagian atas lapisan ini, yang disebut mesosfer, suhunya sekitar -80 °C. Di belakang mesosfer, hingga ketinggian sekitar 800...1300 km, terdapat ionosfer (kadang-kadang lapisan ini juga disebut termosfer, karena suhu di lapisan ini terus meningkat seiring dengan bertambahnya ketinggian).

Hidrosfer. Empat jenis air dibedakan sebagai bagian dari hidrosfer: oseanosfer, yaitu air asin di laut dan samudera (86,5% dari massa), air tawar di darat (sungai dan danau), air tanah dan gletser. 97% perairan oseanosfer terkonsentrasi di Samudra Dunia, yang tidak hanya penyimpanan utama air, tetapi juga akumulator panas utama di planet kita. Berkat lautan, kehidupan berasal dari Bumi, atmosfer oksigen terbentuk dan terpelihara, lautan mempertahankan tingkat karbon dioksida yang rendah di atmosfer, melindungi planet ini dari efek rumah kaca (lautan, ke tingkat yang jauh lebih tinggi daripada terestrial vegetasi, melakukan fungsi "paru-paru" planet kita).

Secara umum, lautan dunia, yang kedalaman rata-ratanya sekitar 3,6 km, dingin, hanya 8% air yang lebih hangat dari 10 o C. Tekanan di kolom air meningkat dengan meningkatnya kedalaman dengan laju 0,1 at/ m. Salinitas perairan laut, nilai rata-ratanya sekitar 35 ppm (35 ), tidak sama (dari 6 ... 8 di permukaan perairan Baltik hingga 40 di permukaan Laut Merah) . Pada saat yang sama, komposisi dan kandungan relatif berbagai garam tidak berubah di mana-mana, yang menunjukkan stabilitas keseimbangan dinamis antara pembubaran zat yang memasuki laut dari darat dan pengendapannya.

Kapasitas kalor jenis air kira-kira 4 kali lebih besar dari udara, namun karena perbedaan densitas yang sangat besar (hampir 800 kali) 1 meter kubik air, pendinginan 1 derajat, mampu memanaskan lebih dari 3.000 meter kubik udara sebesar 1 derajat. Di lintang sedang dan tinggi, perairan Samudra Dunia mengumpulkan panas di musim panas dan melepaskannya ke atmosfer di musim dingin, itulah sebabnya iklim di daerah pesisir selalu lebih ringan daripada di kedalaman benua. Di garis lintang khatulistiwa, air memanas sepanjang tahun, dan panas ini dibawa oleh arus laut ke daerah lintang tinggi, sementara air dingin, yang ditangkap oleh arus balik yang dalam, kembali ke daerah tropis. Selain arus dan arus balik, air laut bergerak dan bercampur karena adanya pasang surut, serta gelombang yang sifatnya berbeda, di antaranya adalah gelombang angin, gelombang barik, dan tsunami.

Lingkungan. Kehadiran hidrosfer dan atmosfer dengan kandungan oksigen yang tinggi secara signifikan membedakan planet kita dari yang lain di tata surya. Tetapi perbedaan utama Bumi adalah keberadaan makhluk hidup di atasnya - tumbuh-tumbuhan dan fauna. Istilah biosfer diperkenalkan ke dalam sirkulasi ilmiah oleh E. Suess yang telah disebutkan.

Biosfer mencakup semua ruang tempat makhluk hidup berada - bagian bawah atmosfer, seluruh hidrosfer dan ufuk atas kerak bumi. Massa materi hidup, yang kira-kira 2,4 10 15 kg, dapat diabaikan bahkan dengan massa atmosfer (5,15 10 18 kg), namun, dalam hal tingkat dampak pada sistem yang disebut Bumi, cangkang ini secara signifikan lebih unggul dari semua yang lain.

Dasar dari materi hidup adalah karbon, yang memberikan berbagai senyawa kimia yang tak terbatas. Selain itu, komposisi makhluk hidup termasuk oksigen, hidrogen dan nitrogen, unsur-unsur kimia lainnya ditemukan dalam jumlah kecil, meskipun perannya dalam mendukung kehidupan organisme tertentu bisa sangat penting. Sebagian besar materi hidup terkonsentrasi di tumbuhan hijau. Proses pembuatan bahan organik secara alami menggunakan energi matahari - fotosintesis- melibatkan massa besar karbon dioksida (3,6 10 14 kg) dan air (1,5 10 14 kg) dalam sirkulasi tahunan, sementara 2,66 10 14 kg oksigen bebas dilepaskan. Dari sudut pandang kimia, fotosintesis adalah reaksi redoks:

CO 2 + H 2 O → CH 2 O + O 2.

Menurut metode nutrisi dan hubungannya dengan lingkungan eksternal, organisme hidup dibagi menjadi autotrofik dan heterotrofik. Yang terakhir memakan organisme lain dan sisa-sisanya, sedangkan makanan untuk organisme autotrofik adalah zat mineral (anorganik). Sebagian besar organisme bersifat aerob, yaitu hanya dapat hidup di lingkungan yang mengandung udara (oksigen). Bagian yang lebih kecil (terutama mikroorganisme) mengacu pada anaerobik, hidup di lingkungan bebas oksigen.

Dengan kematian organisme hidup, terjadi proses yang merupakan kebalikan dari fotosintesis, zat organik terurai oleh oksidasi. Proses pembentukan dan dekomposisi bahan organik berada dalam keseimbangan dinamis, yang menyebabkan jumlah total biomassa praktis tidak berubah sejak kelahiran kehidupan di Bumi.

Pengaruh biosfer pada proses evolusi geologis Bumi dianalisis secara rinci oleh ilmuwan Rusia yang luar biasa, Akademisi V.I. Vernadsky. Selama lebih dari tiga miliar tahun, makhluk hidup telah menyerap dan mengubah energi Matahari. Sebagian besar energi ini dilestarikan dalam endapan mineral yang berasal dari organik, sebagian lainnya digunakan dalam pembentukan berbagai batuan, akumulasi garam di lautan, akumulasi oksigen yang terkandung di atmosfer, serta terlarut di lautan. air dan termasuk dalam batuan. Vernadsky adalah orang pertama yang menunjukkan peran utama biosfer dalam pembentukan komposisi kimia atmosfer, hidrosfer, dan litosfer, karena aktivitas geokimia makhluk hidup yang luar biasa tinggi.

Kehidupan di Bumi ada dalam berbagai bentuk yang sangat besar, namun, semua bentuk ini tidak ada secara mandiri, tetapi dihubungkan oleh hubungan yang kompleks menjadi satu kompleks raksasa yang terus berkembang.

Geosfer internal adalah cangkang di dalam tubuh padat Bumi. Tiga area besar (cangkang dalam utama) dapat dibedakan di dalamnya: pusat - inti, intermediat - mantel dan luar- kerak bumi. Sejauh ini, dimungkinkan untuk menyelidiki perut Bumi untuk tujuan studi langsung mereka hanya hingga kedalaman lebih dari 12 km, sumur yang sangat dalam dibor di negara kita (di Semenanjung Kola). Tapi 12 km kurang dari 0,2% dari jari-jari bumi. Oleh karena itu, dengan bantuan pemboran dalam dan ultra-dalam, dimungkinkan untuk memperoleh data tentang struktur, komposisi, dan parameter interior bumi hanya di dalam cakrawala atas kerak bumi.

Ahli geofisika memperoleh informasi tentang daerah dalam, termasuk permukaan yang memisahkan berbagai cangkang internal, dengan menganalisis dan meringkas hasil berbagai seismik (dari bahasa Yunani. " seismik» - osilasi, gempa bumi) penelitian. Inti dari studi ini (dalam bentuk yang disederhanakan) adalah bahwa, berdasarkan hasil pengukuran waktu perjalanan gelombang seismik antara dua titik di permukaan (atau di dalam) bola bumi, kecepatannya dapat ditentukan, dan dengan nilai kecepatan gelombang, parameter medium yang merambat .

Kerak bumi disebut cangkang batu bagian atas, yang ketebalannya di berbagai daerah berkisar antara 6 - 7 km (di bawah depresi samudera dalam) hingga 70 - 80 km di bawah Himalaya dan Andes. Kita dapat mengatakan bahwa permukaan bawah kerak bumi adalah semacam "cermin refleksi" dari permukaan luar benda padat bumi. Permukaan ini - antarmuka antara kerak dan mantel - disebut bagian Mohorovich.

Komposisi kimia kerak bumi didominasi oleh silikon dan aluminium, oleh karena itu nama konvensional cangkang ini - "sial". Struktur kerak bumi dibedakan oleh kompleksitas yang besar, yang manifestasinya dinyatakan dengan jelas oleh ketidakhomogenan vertikal dan horizontal. Dalam arah vertikal di dalam kerak bumi, tiga lapisan secara tradisional dibedakan - sedimen, granit dan basal. Batuan yang membentuk lapisan ini berbeda komposisi dan asalnya.

Mantel terletak di antara inti dan kerak bumi, permukaan yang memisahkan mantel dan inti disebut bagian Wiechert-Gutenberg. Ini adalah cangkang menengah dan terbesar di Bumi, memanjang hingga kedalaman sekitar 2900 km. Massa mantel adalah sekitar 2/3 dari total massa planet. Di perbatasan kerak dan mantel bumi, suhunya bisa melebihi 1000 °C, dan tekanannya 2000 MPa. Dalam kondisi ini, substansi mantel dapat berpindah dari keadaan kristal ke keadaan amorf (seperti kaca). Jauh lebih sulit untuk menilai komposisi kimia dari zat mantel, namun, cangkang ini disebut " sama Ini berarti bahwa unsur-unsur yang dominan dalam komposisi mantel (setidaknya dalam komposisi mantel atas) adalah silikon dan magnesium.

Inti adalah cangkang pusat dan terpadat di Bumi, radiusnya 3470 km. Pada batas Wiechert-Gutenberg, gelombang transversal menghilang, yang memungkinkan kita untuk menyimpulkan bahwa bagian luar inti dalam keadaan cair. Di bagian dalam inti (jari-jarinya kira-kira 1250 km), kecepatan gelombang longitudinal meningkat lagi, dan materi itu diyakini kembali menjadi padat. Komposisi kimia inti luar dan inti dalam kira-kira sama, besi dan nikel mendominasi, maka nama kondisional cangkang ini adalah "nife".

Bidang fisik Bumi. Deskripsi struktur planet kita tidak akan lengkap jika kita tidak mempertimbangkan medan fisiknya, terutama medan gravitasi dan magnet. Konsep "bidang" digunakan dalam kasus di mana setiap titik di area ruang tertentu dapat dikaitkan dengan nilai beberapa kuantitas fisik. Dalam pengertian ini, seseorang dapat berbicara tentang medan suhu (medan termal), medan kecepatan, medan gaya, dll. Sesuai dengan sifat kuantitas fisik, medan dibagi menjadi vektor dan skalar.

Medan gravitasi Bumi. Hukum gravitasi universal yang ditetapkan oleh I. Newton dinyatakan dengan rumus

F t \u003d GMm / r 2,

di mana F t adalah gaya gravitasi, M dan m adalah massa benda yang berinteraksi, r adalah jarak antara pusat gravitasi benda-benda ini, G = 6.673·10 -11 m 3 s -2 kg -1 adalah gravitasi konstan.

Menggambarkan interaksi gravitasi benda kecil dengan massa m dengan benda langit besar (misalnya, dengan Bumi), akan lebih mudah untuk menulis hukum gravitasi dalam bentuk:

di mana l = GM adalah konstanta gravitasi benda angkasa yang dipertimbangkan. Dalam kasus Bumi, konstanta ini memiliki nilai sekitar 4·10 14 m 3 s -2 .

Jika benda kecil (titik gravitasi) berada dalam jarak dekat di atas permukaan benda langit, gaya tarik-menarik ditentukan sebagai

di mana g \u003d l / r 2 adalah percepatan benda yang jatuh bebas. Dalam kasus Bumi, seperti diketahui, g = 9,8 m/s 2 .

Perhatikan bahwa jika perlu untuk menentukan gaya gravitasi dengan akurasi tinggi, perlu untuk memperhitungkan ketergantungan g pada koordinat titik di mana gaya ini ditentukan. Dengan asumsi distribusi massa yang seragam di atas volume bumi, gravitasi pada titik tertentu dapat dihitung. Penyimpangan nilai aktual (terukur) dari percepatan g dari yang dihitung (yang disebut anomali gravitasi) yang tersedia dalam praktik terutama disebabkan oleh distribusi massa yang tidak merata. Sebuah studi menyeluruh tentang medan gravitasi bumi memungkinkan tidak hanya untuk mengidentifikasi gangguan tektonik besar, tetapi juga untuk mencari deposit mineral.

medan magnet bumi. Fakta bahwa Bumi memiliki sifat magnetik telah diketahui sejak zaman kuno. Cukuplah untuk mengatakan bahwa sejarah pengukuran magnetik langsung di dunia memiliki lebih dari 400 tahun (hasil studi eksperimental "magnet besar - Bumi" diterbitkan oleh naturalis Inggris W. Gilbert pada tahun 1600). Planet kita memang magnet yang besar, bentuk medan magnet bumi modern mendekati apa yang akan diciptakan oleh dipol magnet yang ditempatkan di inti.

Setiap batuan terestrial pada saat pembentukannya di bawah aksi medan geomagnetik memperoleh magnetisasi, yang bertahan sampai batuan ini dipanaskan hingga suhu melebihi suhu Curie. Dengan mempelajari remanen alami batuan yang telah diketahui umurnya, dapat diketahui sebaran spasial dan perubahan temporal medan geomagnet di masa lalu. Dapat dikatakan bahwa informasi tentang evolusi medan geomagnetik secara harfiah "tercatat" di bagian dalam bumi. Peran pembawa magnet paling baik dilakukan oleh batuan beku yang meletus dari gunung berapi selama suhu tinggi(di atas suhu Curie untuk bahan feromagnetik yang terkandung dalam batuan ini). Salah satu hasil terpenting dari itu paleomagnetik penelitian adalah penemuan yang disebut. inversi medan geomagnetik (kadang-kadang istilah " pengembalian”), yaitu, perubahan arah momen magnet bumi ke arah sebaliknya.

Kutub magnet planet kita tidak bertepatan dengan kutub geografis dan dapat berubah posisinya seiring waktu. Selama 100 tahun terakhir, seperti yang ditunjukkan oleh pengamatan, kutub magnet utara telah bergerak ke timur (dari utara Kanada melintasi Samudra Arktik ke Siberia), pergerakannya telah mencapai sekitar 1000 km. Belum jelas bahwa ini adalah awal dari inversi lain, atau bagian dari osilasi normal, setelah itu kutub akan kembali ke tempat semula.

Medan termal Bumi. Planet Bumi berada dalam kesetimbangan termodinamika dengan lingkungan, secara bersamaan menyerap dan memancarkan panas dalam jumlah yang kira-kira sama. Sumber utama energi luar bagi Bumi adalah Matahari. Nilai rata-rata kerapatan fluks energi matahari di atas atmosfer bumi adalah sekitar 0,14 W/cm 2 . Hampir setengah dari energi yang datang (sekitar 45%) dipantulkan ke ruang dunia, sisanya diakumulasikan oleh atmosfer, air, tanah, dan tanaman hijau. Berubah menjadi panas, energi radiasi matahari menggerakkan massa udara atmosfer dan massa besar air di lautan.

Sumber internal juga memberikan kontribusi tertentu pada penciptaan medan panas bumi. Ada cukup banyak sumber ini, tetapi hanya tiga yang harus dikaitkan dengan yang utama: peluruhan unsur radioaktif, diferensiasi materi (gravitasi), dan gesekan pasang surut.

Medan termal skalar Bumi memiliki struktur yang agak kompleks. Pada lapisan atas kerak bumi (sampai 30 - 40 m), pengaruh pemanasan permukaan oleh sinar matahari mempengaruhi, oleh karena itu lapisan ini disebut zona panas matahari. Suhu di zona ini berubah secara berkala di siang hari dan sepanjang tahun. Semakin lama periode fluktuasi suhu permukaan, semakin dalam fluktuasi ini menembus ke bagian dalam bumi, tetapi bagaimanapun juga, amplitudo fluktuasi suhu berkurang secara eksponensial dengan meningkatnya kedalaman.

Rezim suhu zona bawah kerak bumi, disebut zona panas bumi, ditentukan oleh panas dalam. Di zona ini, dengan meningkatnya kedalaman, suhu naik, laju perubahannya berbeda di berbagai bagian permukaan dunia, yang dikaitkan dengan konduktivitas termal yang berbeda dari batuan dan dengan aliran panas yang tidak merata melalui interiornya. .

Antara zona matahari dan panas bumi ada sabuk suhu konstan, di mana suhu tahunan rata-rata yang sesuai dengan wilayah tertentu kira-kira konstan. Kedalaman terjadinya sabuk ini tergantung pada sifat termofisika batuan dan pada garis lintang daerah (meningkat dengan meningkatnya garis lintang). Jika suhu tahunan rata-rata di beberapa daerah negatif, maka curah hujan yang merembes ke perut berubah menjadi es, dalam kondisi ini apa yang disebut es terbentuk. embun beku abadi. Di zona permafrost, total luasnya sekitar seperempat dari seluruh permukaan padat planet kita, lapisan atas tanah mencair di musim panas hingga kedalaman beberapa sentimeter hingga 3 - 4 meter.

Perkembangan ekonomi domestik dan dunia masih bertumpu pada pertumbuhan konsumsi energi. Pada abad ke-20, populasi Bumi meningkat 2,2 kali lipat, dan konsumsi energi 8,5 kali lipat. Dalam konteks krisis energi yang akan datang, energi matahari, serta energi panas interior bumi, dapat dan harus bersaing dengan sumber energi tradisional (minyak, gas, batu bara, bahan bakar nuklir).

Di planet Bumi, udara, air, dan cangkang padat dibedakan. Cangkang udara disebut atmosfer, cangkang air disebut hidrosfer, dan cangkang padat disebut litosfer. Di planet lain, cangkang ini mungkin juga ada, tetapi biasanya tidak ketiganya.

Tidak semua planet memiliki atmosfer. Hidrosfer kemungkinan besar hanya ada di Bumi, karena bahkan jika ada es di planet lain, itu tetap bukan cairan. Tidak semua planet juga memiliki cangkang yang keras. Bumi, Mars, Venus, misalnya, memilikinya, tetapi Jupiter dan Saturnus tidak memilikinya, karena ini adalah planet gas.

Namun kehadiran tiga cangkang jauh dari alasan utama keunikan Bumi. Perlu dicatat komposisi khusus udara di Bumi, suhu khusus, non-soliditas (fragmentasi) dan mobilitas litosfer. Keunikan terpenting Bumi adalah adanya kehidupan di atasnya. Cangkang bumi yang hidup disebut lingkungan.

Tentu saja, munculnya biosfer adalah manfaat dari kombinasi yang "benar" dari atmosfer, hidrosfer, dan litosfer yang sesuai. Namun, ketika biosfer muncul, ia mulai memiliki pengaruh besar di Bumi. Ini terutama mengubah atmosfer di mana oksigen muncul, yang diperlukan untuk respirasi organisme yang lebih kompleks.

Apakah perlu dicatat bahwa fitur lain dari Bumi adalah munculnya manusia, pikiran, di atasnya? Mungkin layak. Tetapi jika kehidupan di luar angkasa adalah fenomena yang sangat langka, dan mungkin satu-satunya, maka keunikan utama Bumi dapat dicirikan oleh keberadaan biosfer di atasnya.

Di Bumi pada zaman sekarang ada 6 benua dan 4 samudra. Setelah semuanya salah. Meskipun lautan lebih sedikit jumlahnya daripada benua, mereka menempati lebih banyak area permukaan Bumi.

Satu lagi fitur Bumi dapat dipilih - ini adalah berbagai macam permukaan, iklim, kompleks alaminya. Pegunungan dan kedalaman laut, hutan dan gurun - setiap area di Bumi memiliki karakteristiknya sendiri.