Föld

Föld
A Kék üveggolyó című kép a Földről, ahogyan az Apollo–17-ről látták
Felfedezése
Felfedezés ideje	nincs nem ismert
Névadó	talaj szárazföld ball szárazföld
Pályaadatok
Epocha	J2000.0
Aphélium távolsága	152 097 701 km (1,0167103335 CsE)
Perihélium távolsága	147 098 074 km (0,9832898912 CsE)
Fél nagytengely	149 597 887,5 km (1,0000001124 CsE)
Fél kistengely	149 576 999,826 km (0,9998604869 CsE)
Pálya kerülete	924 375 700 km (6,1790699007 CsE)
Pálya excentricitása	0,016710219
Orbitális periódus	365,256363004 nap
Sziderikus keringési idő	365,256366 nap (1,0000175 év)
Min. pályamenti sebesség	29,291 km/s (105 448 km/h)
Átl. pályamenti sebesség	29,783 km/s (107 218 km/h)
Max. pályamenti sebesség	30,287 km/s (109 033 km/h)
Közepes anomália	358,617°
Inklináció	1°34'43,3"
Felszálló csomó hossza	348,73936°
Perihélium szöge	114,20783°
Perihélium átmenet	2 459 218,9057727 julián dátum
Központi égitest	Nap
Holdak	1 (a Hold)
Fizikai tulajdonságok
Átlagos átmérő	12 742 km
Átlagos sugár	6372,797 km
Egyenlítői sugár	6378,137 km
Poláris sugár	6356,752 km
Aspektus arány	0,9966471
Lapultság	0,0033528
Egyenlítői kerület	40 075,02 km
Délkör kerülete	40 007,86 km
Átlagos kerület	40 041,47 km
Felszín területe	510 072 000 km2
Szárazföld területe	148 939 100 km2 (29,2%)
Víz területe	361 126 400 km2 (70,8%)
Térfogat	1 083 207 300 000 km3
Tömeg	5 973 600 000 000 000 000 000 000 kg
Átlagos sűrűség	5515,3 kg/m3
Felszíni gravitáció	9,8 m/s2
Szökési sebesség	11,186 km/s (39 600 km/h)
Sziderikus forgásidő	0,99726968 nap (23 h 56 m 4,1 s)
Forgási periódus	24 h 86 164,098903691 s
Forgási sebesség	465,11 m/s (1674,396 km/h) (az Egyenlítőn)
Tengelyferdeség	23,439281°
Az égitest északi égi pólusának rektaszcenziója	0° (0 h 0 min 0 s)
Az égitest északi égi pólusának deklinációja	+90°
Albedó	0,367
Felszíni hőmérséklet
Min.	185 kelvin -89,2 Celsius
Átl.	287 kelvin 14 Celsius
Max.	331 kelvin 57,7 Celsius
Atmoszféra
Felszíni nyomás	101,325 kPa (tengerszintnél)
Összetevők	78,08% nitrogén 20,94% oxigén 0,93% argon 0,038% szén-dioxid nyomokban vízpára (a klímával változik)
A Wikimédia Commons tartalmaz Föld témájú médiaállományokat.
WL entity
Sablon Wikidata Segítség

A Föld (görögül: Γαῖα – Gaia, latinul: Terra vagy Tellus) a Naptól számított harmadik bolygó a Naprendszerben, ahol a legnagyobb átmérőjű, tömegű és sűrűségű Föld-típusú bolygó.

Több millió faj, köztük az ember élőhelye is. A Föld a világegyetem egyetlen olyan bolygója, amelyről tudjuk, hogy életet hordoz. Jelenlegi ismereteink szerint 4,44–4,54 milliárd éve alakult ki, és a felszínén mintegy egy milliárd év múlva az élet is megjelent. Azóta a bioszféra jelentősen megváltoztatta az atmoszférát, és más, biotikus összetevőit. Ezzel lehetőség nyílt az aerob organizmusok osztódásos szaporodására, és létrejött az ózonréteg, amely megszűri a Nap felől érkező ultraibolya sugárzást. A Föld felszínét a Föld mágeneses mezeje védi a nagyenergiájú kozmikus sugárzástól. A Naprendszer külső körülményei a várakozások szerint még mintegy 1,5 milliárd évig támogatják az élet jelenlétét, de ezután a mind fényesebbé váló Nap el fogja tüntetni a bioszférát.

A földkéreg több különálló részre, tektonikai lemezekre töredezett, és ezek az elmúlt évmilliók során, és jelenleg is folyamatosan mozognak egymáshoz képest. A felszín nagyjából 71 százalékát sós vizű óceánok, a fennmaradó területet kontinensek és szigetek foglalják el. Nem tudunk más olyan bolygóról, aminek felszínén folyékony víz található, márpedig az a földi élet elengedhetetlen feltétele. A Marson valaha volt víz, de ma már csak legfeljebb nyomokban, jéggé fagyva fordulhat elő. A Föld belseje aktív maradt. Részei a Goldschmidt-modell szerint:

• a viszonylag szilárd földköpeny,
• a folyékony, a mágneses térért felelős külső mag és
• a szilárd, vas- (nikkel-)szulfidosnak tekintett belső mag.

A Föld pályája a Nap körül (a méretek nem arányosak)

A Föld (elvileg) minden testtel gravitációs kapcsolatban áll a világűrben. Ezek közül gyakorlatilag legjelentősebb a Nap és a Hold gravitációs hatása. Amíg a Föld megkerüli a Napot, addig nagyjából 365,26-szor megfordul saját tengelye körül. Ez az időszak egy sziderikus év, ami nagyjából 365,26 sziderikus napig tart. A Föld tengelyének ferdesége a keringési síkra bocsátott merőlegeshez képest 23,4°. Ennek következményei az évszakok. A Föld egyetlen természetes holdja, a feltételezett 4,53 milliárd éve létrejött Hold vonzása alakította ki az árapályt, amely egyensúlyban tartja a tengelyferdeséget és valamelyest lassítja a bolygó forgását. Az óceánok kialakulásában egyes elméletek szerint a bolygó történetének korai szakaszában nagy szerepet játszott egy üstököseső. Később a felszínt kisrészt kisbolygók becsapódásai alakították még, azonban ezek szerepe elhanyagolható a tektonika és a lepusztulás mellett.

A bolygó egész felszínét belakó emberiség az ásványkincseket és az élőlényeket is hasznosítja. A nagyjából 200 szuverén állam kapcsolatainak fő formái a diplomácia, az utazás, a kereskedelem és a hadi tevékenységek. Az emberek sokféleképpen képzelték el a Föld jellegét és kialakulását az isteni megszemélyesítéstől a lapos Föld elméletén át napjaink integrált, tudományos világképéig. Ember először 1961-ben hagyta el bolygónkat, amikor Jurij Gagarin fölrepült a világűrbe.

Kialakulása

A Föld hét másik bolygótársával, a körülöttük keringő holdakkal, kisbolygókkal, törpebolygókkal, üstökösökkel és meteorokkal, valamint csillagunkkal, a Nappal együtt a Naprendszer tagja. Galaxisunk, a Tejútrendszer 200–400 milliárd csillagból áll. (Az átlagos Föld-Nap távolságot csillagászati egységnek (CsE) nevezzük.)

Az emberiség évezredek óta kutatja a Föld keletkezésének a titkát. Az ókori és középkori tudósok Istennek tulajdonították a Föld keletkezését. Az 1700-as években a természettudományok fejlődése rohamosan felgyorsult, ennek következtében egyre több elmélet született a Föld keletkezésére vonatkozólag. A mai modern teóriák a régebbi elméletek részleteit is tartalmazzák, miszerint a Nap és bolygói por- és gázfelhőből alakultak ki. Ez az anyag kb. 4,6 milliárd éve kezdett összehúzódni, forgása felgyorsult. A középpontban kialakuló sűrű gázgömbből alakult a Nap, a kívül maradt felhőben pedig kristályos anyagok maradtak fenn és csapódtak ki a fokozatos lehűlés következtében. A Nap körüli felhő kristályos anyaga fokozatosan csomósodott előbb kis méretű égitestekké (planetezimálok), majd nagyobb tömegű égitestekké, végül a bolygókká.

Újabb kutatások során a vas izotópjainak eloszlása alapján arra a következtetésre jutottak, hogy a Föld viszonylag „gyorsan”, 5 millió év alatt alakult ki (korábban úgy gondolták, hogy ehhez több tízmillió év kellett).

Felépítése

Kezdetben, kb. 4,6 milliárd éve a Föld izzó, olvadt állapotban volt, a gravitáció hatására ekkor alakult ki a gömbhöz hasonló formája. Ebben az állapotban különböző rétegek alakultak ki, amelyek – a planetáris differenciálódás során – sűrűségüknek megfelelően gömbhéjakba (geoszférákba) rendeződtek. E folyamat során alakult ki a földbelső jelenlegi tudásunk szerinti szerkezete: legkívül van a földkéreg, ezen belül található a földköpeny, és legbelül a külső és belső magból álló földmag. Később, amikor a kéreg megszilárdult és megindultak a vulkanikus folyamatok, a kéreg lemezekre töredezett (vagy sosem állt össze egységes szilárd kéreggé), majd kialakult egy újabb, gázokból álló gömbhéj, a légkör is, valamint a felszínen egy – bolygóméreteket tekintve vékony – részleges vízborítás is kialakult. Tudományos feltételezések szerint a Földön található víz a korai időszakban becsapódó aszteroidákból származik.

A Föld belső felépítéséről közvetlen bizonyítékokkal nem rendelkezünk, hiszen az eddigi legmélyebbre hatolt mélyfúrás, az oroszországi Kola-félszigeten fúrt szupermély fúrás is csak 12 261 méterre hatolt le a felszín alá, de még ez is bőven a kéregben maradt. A belső szerkezet megfigyelésére közvetett módszert, a földrengések megfigyelését használják a szakemberek. A Föld – vagy bármilyen bolygó – belsejében levő anyag fizikai tulajdonságainak változása a földrengéshullámok terjedési sebességének változását okozza, és ezen változások mérésével állapítható meg, hogy hány helyen változnak meg az anyag tulajdonságai, hány fizikailag elkülönülő belső rész mutatható ki.

A Föld alakja

Oronce Fine, Mappemonde en forme de cœur montrant la Terre australe Recens et integra orbis descriptio, Paris, 1536

A Föld alakját alapvetően két fizikai hatás határozza meg: az általános tömegvonzás, amellyel minden egyes tömegrészecske hat az összes többire, továbbá a Föld tengely körüli forgása. A Földhöz rögzített forgó koordináta-rendszerben a tömegvonzás és a forgó koordináta-rendszerből adódó centrifugális erő kölcsönhatására létrejövő, elméletileg forgási ellipszoid alakú folyadékszerű testhez a tényleges Föld-alak nagyon közel áll: e hidrosztatikus egyensúlyi alaktól csak helyenként tér el. A magashegységek és a mélytengeri árkok területén a fizikai földfelszín nem követi az elméleti felületet, mert itt más hatások is közrejátszanak a felszín alakításában. Az elméleti földalak, a geoid, azaz nehézségi gyorsulásnak a közepes tengerszinttel egybeeső potenciálfelülete ezeken a területen a kőzetfelszínt nem követi.

Gyakorlati okokból éppen ezért általában egyszerűsített modellt használunk a Föld alakjaként. A geodéziában lapult forgási ellipszoiddal helyettesítjük a geoidot, de néha a még egyszerűbb gömbi közelítés is megfelelhet. Gömbi közelítésnél a közepes földsugárral (R) számolunk. Ez esetben is a modellnek ugyanolyan a forgása és akkora a tömege, mint a valódi Földnek. Ha a a Föld egyenlítői és b a sarkokon mért sugara, akkor $f={\frac {a-b}{a}}$ adja meg az ellipszoid lapultságát. Ekkor a gömbi és az ellipszoidi térfogatok egyenlőségének felírásával $R^{3}=a^{2}b$ egyenletre jutunk, amiből R meghatározható. A bonyolultabb modellek paramétereit a földközeli műholdak pályájának mérései alapján számítják.

A Föld alakjának (a geoidnak) egyik elfogadott globális közelítése a WGS84 (World Geodetic System) elnevezésű geodéziai dátum, mely nem más, mint egy tömegközépponti elhelyezésű forgási ellipszoid, ahol a fél-nagytengely hossza 6 378 137 méter, fél-kistengely hossza 6 356 752,314 m. Az eltérés alig 0,33% a két tengely között, ezért lehet a gömb is jó közelítés. Amennyiben nem a globálisan jó illeszkedés a cél, hanem valamely kontinenst vagy még kisebb területet térképezünk, akkor más, helyileg jobban illeszkedő dátumot használunk. Magyarországon például az IUGG67 ellipszoidból képzett HD72 dátum jobban írja le a felületet, ezért a magyar polgári térképezés többnyire ezt az alapfelületet használja. Geoidunduláció

Belső szerkezete

A Föld belső része öves felépítésű, az övek elhelyezkedése, kiterjedése, sőt esetenként mozgása is jól ismert ma már. Az övek összetételét illetően azonban még feltételezésekre, elméletekre kell hagyatkozni, mivel a legfelső 30–70 km-t leszámítva ez teljesen ismeretlen. A Föld öveinek kémiai összetételét vizsgáló elméleteknek magyarázatot kell adni az ismert jelenségekre, a Föld átlagsűrűségére, és meg kell felelnie a kozmológiai ismereteinknek is.

A Föld szerkezetére vonatkozó legismertebb elmélet az úgynevezett Goldschmidt-féle vasmagos modell. Ez kémiailag inhomogén öveket tételez fel, amelyben egyszerű ülepedés hatására a mélyebb rétegek a nagyobb fajsúlyú anyagokat tartalmazzák. Magyarázatot ad a felszíni