Земля
Земля не самая большая и не самая маленькая планета в Солнечной системе. Однако ее положение среди остальных планет уникально. Земля в среднем удалена от Солнца на 149,6 миллионов километров, и именно это расстояние обеспечивает на поверхности нашей планеты диапазон температур, в пределах которых может существовать жизнь. В самых горячих точках ее африканских и североамериканских пустынь температура приближается к +60 °C, в Антарктиде она может опускаться до -90 °C. Для незащищенного человека такой перепад окажется смертельным, средние же температуры на поверхности нашей планеты почти идеально подходят для развития жизни.
Не менее важную роль в поддерживании жизни на Земле играет ее водная оболочка - гидросфера (греч. hydor - "вода"). Она составляет всего 1/4000 долю массы нашей планеты, но зато покрывает более 70 % ее поверхности. Масса земной атмосферы в 275 раз меньше массы гидросферы. Воздушная оболочка Земли составляет менее одной миллионной доли ее массы, однако значение этого воздушного океана трудно переоценить. Хотя земной воздух на 3/4 состоит из безжизненного газа азота, примерно пятая его часть приходится на живительный кислород, который необходим для дыхания. К тому же верхние слои земной атмосферы задерживают опасное для живых существ ультрафиолетовое излучение Солнца.
Длину окружности нашей планеты впервые достаточно точно определил греческий ученый Эратосфен. Вычисленный им диаметр отличался от реального (12756 км) всего на 75 км! При этом надо учитывать, что Земля не является идеальным шаром. Центробежные силы, возникающие в результате ее вращения, слегка растянули планету в районе экватора и чуть сплющили с полюсов. Именно такую форму геоида (греч. ge - "земля", eidos - "вид", "образ") примет резиновый шар, если наполнить его водой и раскрутить в состоянии невесомости.
Самая современная техника позволяет пробурить поверхность Земли на глубину чуть более 12 километров. Ясно, что такие возможности не позволяют добраться до ее внутренних слоев. Ученые исследуют их косвенно, как бы "прослушивая" нашу планету с помощью приборов сейсмографов (греч. seismos - "землетрясение"), которые регистрируют колебания ее поверхности, возникающие при взрывах и землетрясениях. Сейсмологи обнаружили, что Земля состоит из относительно тонкой коры, мощной расплавленной мантии и тяжелого внутреннего ядра, температура которого достигает +6000 °C.
Ученые считают, что "внутренности" Земли раскалились еще в период образования нашей планеты, когда ее "лепили" силы притяжения. Хорошо известно, что энергия удара может служить причиной образования тепла. Так, град ударов молотком может разогреть кусок металла. Около 4,5 миллиардов лет назад на поверхность совсем еще молодой Земли обрушивался град метеоритов, возникших в допланетном облаке. Энергия их ударов, накапливаясь в центральной части планеты, постепенно и разогрела ее.
Толщина земной коры не везде одинакова. В районе континентов она составляет 35–45 км, на дне океанов кора в 4–7 раз тоньше. Самый верхний слой земной коры сложен осадочными породами, которые покоятся на твердых породах - гранитах и базальтах. Наружная твердая оболочка планеты называется также литосферой (греч. lithos - "камень"). Она включает десять больших тектонических плит, как бы плавающих на поверхности жидкой мантии.
Впервые гипотезу об их существовании выдвинул молодой немецкий ученый Альфред Вегенера, которого поразило сходство очертаний западных берегов Африки и восточного побережья Южной Америки. Создавалось впечатление, что в древности одна титаническая плита треснула по неровной линии разлома и разъехалась на две половинки! А может, так и было? Время подтвердило блестящую догадку Вегенера. Континенты действительно двигаются! За последний миллион лет Африка "отъехала" от Антарктиды на шестнадцать километров, Гренландия отодвинулась от Европы на двадцать, а Австралия сместилась на семьдесят километров к северу.
Земля вращается вокруг своей оси, делая полный оборот за 23 часа 56 минут и 4 секунды. Благодаря этому вращательному движению человек, стоящий на линии экватора, несется в окружающем его космическом пространстве со скоростью 1674 километров в час. На самом деле, эта скорость еще больше, поскольку Земля мчится еще и вокруг Солнца, каждую секунду покрывая расстояние в 29, 7 км. В греческой мифологии богиней Земли была Гея, порожденная первозданным и безграничным Хаосом. Созидательной силой, помогавшей Гее творить мир, был могучий Эрос. Ему противостоял мрачный всепоглощающий Тартар. Круг и крест в качестве обозначения Земли стали использоваться лишь с конца XVI века, когда она была признана планетой.
Спутник Земли - Луна
Полная луна является самым ярким объектом ночного неба. В новолуние ее светимость в 2,5 тысячи раз превышает яркость Венеры. Между тем Луна отражает менее одной десятой доли падающих на нее солнечных лучей. Яркость нашего спутника объясняется тем, что Луна - самый близкий к Земле космический обект. В среднем она отдалена от нашей планеты на 384,4 тысячи километров. По вселенским меркам это ничтожно маленькое расстояние. Как ты помнишь, сила гравитации зависит от расстояния между телами. Поэтому, несмотря на малую массу Луны, которая в 81 раз меньше массы Земли, наш спутник оказывает весьма существенное влияние на земные события.
Луна притягивает к себе воду морей и океанов Земли, и в результате на их поверхности возникает плоский водяной "горб". Когда он достигает берега, возникает прилив. Приливы бывают особенно сильными, когда Луна оказывается на одной линии между Землей и Солнцем. В этой ситуации силы притяжения Луны и Солнца дополняют друг друга.
Согласно законам Ньютона, Земля также оказывает гравитационное действие на Луну. Воды на нашем спутнике нет, однако толщина его литосферы не слишком велика; на глубине более 800 км лунные породы разогреты более чем на 900 °C и расплавлены. Возможно, благодаря возникавшим в них приливным явлениям Луна настолько замедлила свое вращение вокруг своей оси, что теперь обращена к Земле одним и тем же полушарием - так называемой видимой стороной Луны. Другими словами, Луна совершает оборот вокруг своей оси за время, в течение которого она облетает вокруг Земли, то есть за 27,3 земных суток.
Движение Луны вокруг Земли очень сложно, его расчеты являются одной из труднейших задач небесной механики. На Луну действует не только Земля, но и Солнце. В результате Луна движется по своей чуть вытянутой орбите не всегда равномерно. К тому же плоскость ее орбиты немного отклонена от плоскости экватора. Вот почему в процессе своего движения вокруг Земли Луна как бы чуть-чуть поворачивается то одним краем своей видимой поверхности, то другим. Поэтому с Земли удается разглядеть чуть более половины поверхности Луны. Ее оборотную сторону люди впервые увидели в 1959 году, когда отечественный космический аппарат "Луна-3" облетел вокруг нашего спутника.
В 1966 году на поверхность Луны впервые была спущена автоматическая станция. Еще через три года ракета "Аполлон-11" доставила на Луну первых людей - американских астронавтов Нила Армстронга и Эдвина Олдрина. В 1970 г. по поверхности Луны начал свое движение первый отечественный самоходный аппарат "Луноход-1". И космонавты и луноходы подтвердили предположения ученых о том, что поверхность нашего спутника покрыта слоем каменной пыли. Ее называют реголитом (греч. rhegos - "покрывало", lithos - "камень"). Толщина реголитового слоя колеблется от нескольких сантиметров до десятков метров. Реголит является результатом постоянной бомбардировки лунной поверхности многочисленными метеоритами, в том числе очень маленькими.
Земля защищена от подобного "обстрела" своей атмосферой, в которой мчащиеся с огромной скоростью метеориты буквально сгорают. Малая масса Луны не позволяет ей удерживать собственную атмосферу (хотя количество газа над лунной поверхностью все же чуть больше, чем в вакууме). Кольцевидные лунные горы - кратеры (греч. krater - "чаша") и огромные плоские равнины - лунные "моря" - являются результатами падения на поверхность Луны крупных метеоритов. Из-за отсутствия атмосферы на поверхности Луны происходят резкие колебания температуры. На освещенной Солнцем поверхности она поднимается до +130 °C, а лунной ночью температура реголита, скал и камней падает до -160 °C.