zpět

ZEMĚ

Střední vzdálenost od
Slunce
149,60 mil. km
Země ZEMĚ
Hmotnost 5,97 × 1024 kg
Průměr 12 756 kilometrů
Sklon zemské osy 23,45°
Průměrná hustota 5,515 g×cm-3
Doba oběhu kolem
Slunce
365,256 dnů
Oběžná rychlost[km/sec] 108 000 kilometrů v hodině
Měsíce Měsíc

Složení

78 % z dusíku
21 % kyslíku
1 % ostatních plynů

Atmosféra

Atmosféru lze rozdělit z hlediska chemického složení nebo ji rozčlenit vertikálně, tj. podle stupně ionizace vzduchu a podle teploty vzduchu v závislosti na výšce. Naše atmosféra se z chemického hlediska skládá z tzv. čisté atmosféry, vody a aerosolů. Dokonale suchá a čistá atmosféra je směs plynů, která se z hlediska fyziky chová jako ideální plyn. Obsahuje 78 % dusíku, 21 % kyslíku a 1 % ostatních plynů (argon, oxid uhličitý, vodík, helium, neon, radon, xenon, ozon a stopové příměsi dalších plynů). Voda v atmosféře se vyskytuje hojně a sice ve všech třech skupenstvích (vodní pára, vodní kapky i ledové krystaly). Množství vody v atmosféře je proměnlivé jak v prostoru tak v čase. Např. obsah vodní páry kolísá mezi neměřitelnou hodnotou až po 4% v oblasti tropů. Suchý vzduch snadněji vychladne, protože voda velice dobře pohlcuje tepelnou energii, proto bývají noci v oblasti tropů teplejší. Třetí složkou jsou různé znečišťující aerosoly (prachové a půdní částice, částečky z vulkanické činnosti, pylová zrna, produkty spalování meteoritů, atd.), které jsou běžnou součástí atmosféry, dále sem patří aerosoly antropogenního původu, které vznikají lidskou činností (doprava, spalování uhlí, atd.). Někdy však není možné odlišit, zda se tyto aerosoly do atmosféry dostaly lidskou činnosti či přirozenou cestou. Mnohé z těchto aerosolů jsou velice významné, protože v atmosféře působí jako kondenzační jádra, což způsobuje větší oblačnost, ale zároveň dochází k většímu odrážení slunečního záření v mracích.

Atmosféru dle závislosti teploty vzduchu na výšce rozdělujeme na troposféru, stratosféru, mezosféru, termosféru a exosféru, která již tvoří přechod do meziplanetárního prostoru. Vrchní hranice exosféry je asi ve výšce 1000 kilometrů nad povrchem Země.
Hustota atmosféry s rostoucí výškou dramaticky klesá, atmosféra do výšky 30 km nad zemským povrchem tvoří 99% její celkové hmotnosti.
Šířka troposféry je v závislosti na ročním období a na zeměpisných šířkách v rozmezí mezi 8 až 18 kilometry nad úrovní moře. Nejširší je v létě a nejužší naopak v zimě, u pólů dosahuje 8-9km, nad rovníkem asi 17–18 km. V této části atmosféry se odehrávají převážně veškeré atmosférické děje, které nazýváme počasí. Tato vrstva se vyznačuje poklesem teploty s výškou, v průměru asi o 0,006 K/m.

Země je tedy jedinou známou planetou ve vesmíru, kde existuje život. Pro život na zemi velmi důležité vrstvy jsou právě troposféra společně s biosférou.
Biosféra je vrstva, do které spadají dna nejhlubších oceánů a zasahuje až několik kilometrů do atmosféry. Je to vrstva, která v porovnání s ostatními částmi zemské atmosféry nedosahuje takových rozměrů, ale najdeme v ní několik milionů známých žijících organismů.

Stratosféra je oddělena od troposféry přechodnou vrstvou – tropopauzou, která je charakteristická konstantní teplotou.

Stratosféra sahá až do výšek asi 50 kilometrů nad zemským povrchem. V této vrstvě teplota s rostoucí výškou roste, přičemž růst v první polovině stratosféry je velice nepatrný. Součástí stratosféry je pro život na Zemi velmi významná ozónová vrstva (vrstva plná tříatomového kyslíku). Tato vrstva je oproti stratosféře mnohem teplejší v důsledku absorpce UV slunečního záření. Právě tato absorpce ji činí nepostradatelnou pro život na Zemi. Ozónová vrstva se nachází mezi 20 a 30 km a reguluje množství procházejícího ultrafialového záření (380nm). Kdyby došlo k jeho zvýšenému průniku na povrch naší planety, mělo by to katastrofické následky pro životní prostředí. V dnešní době je tato vrstva díky lidskému působení značně narušena. Ozón v této vrstvě je nepostradatelný, naopak v blízkosti zemského povrchu je nežádoucí a působí negativně nejen na lidské zdraví.

Mezi 50 a 85 kilometrem se nachází mezosféra. Tato vrstva je charakteristická značným poklesem teploty, ve výšce 80 km dosahuje -100 °C, což je způsobeno zanedbatelným obsahem vodních par, vody a ozónu a tedy nedochází k absorpci slunečního záření. Meteory, které dopadají na povrch Země v této části atmosféry většinou pohasínají a sice jako důsledek kolize s miliardami částeček plynu obsažených v této vrstvě. Kolize vytvoří dostatečné množství tepla, aby objekt padající k Zemi shořel, než dosáhne jejího povrchu.

Mezopauza je tenká vrstva ve výšce kolem 80 km, která odděluje mezosféru a termosféru.

Termosféra navazuje na stratosféru a rozpíná se až do výšky asi 500 kilometrů nad zemský povrch. Teplota v této vrstvě nejprve výrazně s výškou roste, poté zůstává konstantní a může dosáhnout až hodnot přes 1000°C ale až 1600°C v závislosti na aktivitě Slunce. V této vrstvě vznikají polární záře, také zde v současnosti obíhají družice a sondy a vesmírná stanice ISS (360 km).

Exosféra je vnější vrstva atmosféry, která tvoří přechodovou vrstvu do meziplanetárního prostoru, dosahuje výšky asi 1000 km. Pouze z této vrstvy mohou unikat atmosférické plyny, atomy a molekuly do meziplanetárního prostoru.

Dále tedy atmosféru můžeme dělit dle stupně ionizace vzduchu na ionosféru a neutrosféru. Neutrosféra je vrstva zasahující 60 km nad úroveň moře, kde je elektrická vodivost vzduchu nízká.

Oblast mezosféry a termosféry se nazývá ionosféra (60 až 500km), protože obsahuje velké množství volných iontů a elektronů. Celkově však tato vrstva zaujímá pouhých 0,1% z celkové hmoty atmosféry. V této vrstvě dochází k ionizaci ultrafialovým zářením.
Magnetosféra

Magnetosférou rozumíme magnetické pole v okolí Země nebo v okolí jakéhokoli vesmírného objektu. To, že existuje magnetické pole kolem Země, je pravděpodobně zapříčiněno tekutým železo-niklovým jádrem, které rotuje rychleji než zemská kůra. Země je vlastně obrovský dvojpólový magnet a stejně jako běžný magnet má tedy i naše Země severní a jižní magnetický pól, který se během geologického vývoje posouvá. V současnosti je jižní magnetický pól v blízkosti severní zeměpisného pólu a naopak.

Magnetosféra je neustále vystavena tlaku způsobeného slunečním větrem, který se převážně skládá z kladně nabitých protonů a záporně nabitých elektronů, které jsou emitovány ze Slunce a pohybují se rychlostí 400 km/s. Díky tlaku, který je vyvíjen na magnetosféru, dochází k částečné deformaci této vrstvy a sice tak, že na přivrácené straně (den, na obrázku vlevo) je stlačena a siločáry magnetického pole jsou uzavřené křivky, zatímco na odvrácené straně se vytváří dlouhý ohon magnetosféry, který zasahuje hluboko do meziplanetárního prostoru (až 600 000 km).

Vnější ostrá hranice magnetosféry se nazývá magnetopauza, vnitřní hranici tvoří ionosféra, nicméně tvar magnetopauzy se neustále mění, protože intenzita slunečního větru není konstantní. Při silných magnetických bouřích se magnetosféra z obvyklých 60 000 km na přivrácené straně může stlačit až na polovinu. Ne vždycky dokáže magnetické pole Země zabránit vniknutí částic slunečního větru do zemské atmosféry. Sluneční vítr obtéká Zemi, ale v oblastech pólů se mohou nějaké částečky dostat do oblasti ionosféry a dochází k reakcím, při nichž se uvolňuje energie ve formě světla, tento jev nazýváme polární září.

Hydrosféra

Zemský pokrývá asi 71% vody. Většina vody není z důvodu vysokého obsahu soli pitná. 3% zahrnují vodu čistou, tedy pitnou. Velká část pitné vody je ukryta pod zemským povrchem nebo ve formě ledu na polárních čepičkách a vysoko v horách. Tato vrstva, v níž je po dva roky teplota pod bodem mrazu, se nazývá kryosféra.

Voda má takové chemické a fyzikální vlastnosti, že je nenahraditelná pro život na zemi. Velice důležitá je její schopnost dobře absorbovat teplo slunečního záření a schopnost postupného uvolňování tepla do atmosféry. Další vlastností je tzv. anomálie vody, která dává přežít živočichům na dně řek. Hustota vody je nejvyšší právě při této teplotě, což v zimě způsobuje, že se tato čtyř stupňová vrstva propadá stále níže na dno rybníku, který zamrzá odshora, zatímco dno nezamrzá.