Mekkora a Föld? Tömeg, felszín és átmérő

A Föld mérete az egyik olyan jellemző, amely a Naprendszerünk egyetlen életet fenntartó bolygójává teszi. A Föld tömege, felszíne és átmérője a mi, emberek szemszögéből nézve hatalmasnak tűnik, de a Naprendszer többi részéhez képest bolygónk az egyik legkisebb. Az ilyen jellemzők tanulmányozása segít a tudósoknak jobban megérteni a bolygó szerkezetét, összetételét és fejlődését. Ez lehetővé teszi számukra, hogy elgondolkodjanak azon, hogy mit keressenek más csillagok körül keringő, potenciálisan lakható bolygókon. Ebben a cikkben a Föld méretét vizsgáljuk meg, és azt, hogy ez hogyan segíti az élet kialakulását.

Honnan tudjuk, hogy a Föld nem lapos?

Először is, győződjünk meg róla, hogy egy oldalon állunk. Nem vehetjük ezt természetesnek, mert sajnos néhány rosszul tájékozott egyén elkezdte hirdetni a lapos Föld régen megcáfolt elképzelését. A Föld valójában egy gömb alakú objektum.

A görögök már az i. e. 6. században megértették a Föld görbületét, amikor a filozófus Püthagorasz tanította ezt az elképzelést. Tanítványa, Parmenidész azt állította, hogy a Földnek gömb alakúnak kell lennie, mert holdfogyatkozáskor (amikor a Föld a Nap és a Hold között halad el) kör alakú árnyékot vet a Holdra. Arisztotelész azt mondta, hogy az éjszakai égbolton a csillagok úgy mozognak, mintha egy központi pont körül forognának, ami azt mutatja, hogy a Föld gömb. Az ókori emberek azt is megfigyelhették, hogy amikor a vitorlás hajók a horizont fölött haladtak, a vitorlák a hajó utolsó részei voltak, amelyek eltűntek, ami arra utalt, hogy a Föld görbületes. A Föld görbületét maga is láthatja, ha kinéz egy magasan repülő repülő repülőgép ablakán.

Azt is látjuk, hogy a gravitáció a bolygó minden részéből a tömegközéppontja felé húzza le a tárgyakat a földre, beleértve az embereket is. Az űrutazás végérvényesen bebizonyította a Föld alakját, mivel több ezer műholdat bocsátottunk fel, amelyek a bolygó körül keringenek és nyomon követhetők, több száz űrhajós keringett a bolygó körül, és saját szemével figyelte meg a bolygót, és küldött vissza videofelvételeket, és a Föld és más bolygók gravitációját arra használtuk, hogy űrhajókat „csúzlizzunk” nagy sebességgel a külső Naprendszerbe. Mindez a tudomány és technológia nem működne, ha a bolygó nem lenne gömb alakú.

A Föld tömege

A Föld tömege körülbelül 5,9742 × 1024 kg (1,31629 × 1025 font), amivel a negyedik legnagyobb tömegű bolygó a Naprendszer nyolc bolygója közül (az ötödik legnagyobb, ha még mindig a Plútót állítjuk). Ennek a tömegnek a legnagyobb részét a vas, az oxigén, a szilícium és a magnézium alkotja. A bolygó magja nagyrészt vasból és nikkelből áll. A bolygó tömege határozza meg a gravitációs erejét. Ez fontos a földi élet szempontjából, mert az itteni gravitáció elég erős ahhoz, hogy életfontosságú légkörünk ne sodródjon el az űrbe, anélkül, hogy olyan erős lenne, hogy a felszínre nyomódnánk és működésképtelenné válnánk. A Mars, egy sokkal kisebb bolygó, példa egy olyan égitestre, amelynek nem volt elég gravitációja ahhoz, hogy megtartsa a légkörét.

A gravitáció határozza meg a súlyunkat is a különböző bolygókon. Ha szeretnéd megtudni, milyen súlyú lennél a Naprendszer legnagyobb bolygóján, nézd meg ezt a cikket: Ennyit nyomnál a Jupiteren. (Nincs ilyen cikkünk arról, hogy mennyit nyomnál a Földön: ahhoz csak lépj rá egy mérlegre!) Nézd meg az alábbi táblázatot, hogy összehasonlítsd a Föld tömegét a többi bolygóval, a Plútó törpebolygóval és a Nappal.

A Föld felszíne

A Föld felszíne körülbelül 5,100656 x 108 km2 (1,96907 x 108 mi2), amely 30%-ban szárazföldre és 70%-ban vízre oszlik. Ennek azért van jelentősége a földi élet szempontjából, mert befolyásolja, hogy mennyi napsugárzás nyelődik el, és mennyi verődik vissza az űrbe. A víz önmagában is erősen fényvisszaverő, de a nagy óceánok is párologtatnak, és sok felhőt képeznek, amelyek visszaverik a bolygóról a napfényt, hogy megakadályozzák a bolygó túlmelegedését.

A Föld felszínét tektonikus lemezek tagolják, amelyek a köpeny olvadt magmáján úsznak. Amikor egymáshoz dörzsölődnek, földrengéseket, vulkánokat, hegyeket és hasadékvölgyeket hoznak létre. A mi emberi léptékünkben a Föld domborzata nagyon változatosnak tűnik, tornyosuló hegyekkel, mély kanyonokkal, síkságokkal, óceánokkal és óceán alatti árkokkal. Bár nem igaz, hogy a Föld simább lenne, mint egy biliárdgolyó, ha összezsugorodna, még a legdurvább vonulatai, például a Himalája is alig észrevehetőek lennének. A Föld felszíne 5,100656 x 108 km2 vagy 1,96907 x 108 mi2. Ez a negyedik legnagyobb teljes bolygó a Naprendszerben.

A Föld átmérője

A Föld átmérője 12 756 km (7926,39 mi), ami a negyedik legnagyobb a Naprendszer nyolc bolygója közül. Mit találnál, ha a Földről az egyenlítőnél egy keresztmetszetet készítenél? Úgy nézne ki, mint egy céltábla. Kívül a földkéreg, amely egy 5-70 km vastag szilárd kőzetréteg, a felszínén kontinensekkel és óceánokkal. A céltábla következő gyűrűje a földköpeny, amely a kéreg alatt további 2000 km mélyen húzódik. Ez félig olvadt, forró kőzetből áll. A középpontban található a mag, amely két zónára oszlik. A külső mag körülbelül 2300 km vastag, és folyékony vasból és nikkelből áll. A Föld középpontjában egy szilárd vasból és nikkelből álló gömb van, amelyet belső magnak nevezünk, és amelynek átmérője körülbelül 1200 km.

Bolygónk magja többek között azért olyan fontos a földi élet szempontjából, mert a mag forgása olyan mágneses mezőt hoz létre, amely körbeöleli a bolygót, és megvédi a napsugárzástól és a kozmikus sugárzástól. A Holdnak nincs mágneses mezeje, ezért az űrhajósoknak és a jövőbeli telepeseknek, akik oda mennek élni és dolgozni, olyan lakóhelyekre, járművekre és űrruhákra lesz szükségük, amelyeket kifejezetten úgy terveztek, hogy megvédjék őket a magas sugárzású környezetben. Bolygónk belseje a lemeztektonika révén új szárazföldeket is létrehoz, és vulkanikus gázokat szabadít fel, amelyek befolyásolják légkörünk kémiai összetételét. Ezek szintén fontos folyamatok a földi élet fennmaradása szempontjából.

Vonat a Föld középpontján keresztül?

Nos, itt van egy kérdés, amit valószínűleg nem teszel fel, de mi eláruljuk a választ: megépíthetnénk egy vonatot a Föld középpontján keresztül? A 2012-es Total Recall című film illusztrálja a koncepciót. Az utasok egy hatalmas vonaton ülnek, amelyet Ausztráliában egy egyenesen a földbe épített alagútba dobnak. A gravitáció a vonatot a Föld magja felé húzza, ami elég lendületet ad ahhoz, hogy a vonat a mag túloldalán felgyorsuljon, amíg a bolygó másik oldalán, Londonban meg nem áll. Ha nem lenne súrlódás, az egész rendszerhez nem is lenne szükség energiaforrásra, mivel a fizika törvényei elvégeznének minden munkát. És bár a Föld Hatalmas, az út mindössze 45 percig tartana.

Az úgynevezett „gravitációs vonat” ötlete nem új. Egy brit tudós már a 17. században felvetette, és francia kutatók a 19. században, amikor a grandiózus alagútépítési javaslatok voltak divatban, lehetőségként tanulmányozták. Paul Cooper amerikai fizikus az 1960-as években komoly cikket publikált róla. De vajon tényleg lehetséges lenne? A válasz egyszerre igen és nem. Igen, a matematika működik, de nem, nincs olyan építőanyagunk vagy építési módszerünk, amellyel ez megvalósítható lenne.

Szovjet lyuk

Az 1970-es években a szovjetek kiásták az emberiség történetének legmélyebb lyukát. A Kola szupermély fúrólyuk 7,5 mérföld mélyre hatolt le, körülbelül a földkéreg egyharmadáig. Annak ellenére, hogy csak 9 hüvelyk széles volt, majdnem 20 évbe telt, hogy ilyen mélyre jusson. A hőmérséklet a fenekén 180 °C (vagy 356 °F) volt. Ez forrón hangzik, de a Föld mélyebb részeihez képest valójában nagyon hűvös. A köpeny hőmérséklete 3700 °C-ig (6692 °F) emelkedik, a mag hőmérséklete pedig egészen 5200 °C-ig (9392 ° Fahrenheit). Ez valójában jóval forróbb, mint a Nap felszíne, és jóval több, mint minden ismert fém olvadáspontja.

A Föld legmélyebb pontja, amelyet az ember valaha is meglátogatott, a Mariana-árok alja. Egy speciálisan erre a célra épített tengeralattjáróval kellett utazniuk, hogy ne nyomja össze őket a körülöttük lévő óceán nyomása. A Föld középpontjában a nyomás exponenciálisan nagyobb lenne, és valószínűleg még a hőségnél is nehezebb lenne leküzdeni. Hogyan tudnánk olyan alagutat építeni, amely ezt kibírná? És akkor még nem is beszéltünk arról, hogy a Föld belsejének folyékony és félfolyékony szintjei állandó mozgásban vannak, így nehéz lenne bármilyen állandó szerkezetet mereven a helyén tartani, hogy az alagút ne záródjon el, vagy ne mozduljon el a tervezett kezdő- és végpontjáról.