سیاره ما یعنی سیاره زمین از جهات بسیاری اهمیت دارد. اولین و مهمترین ویژگی آن این است که زیستگاه ما است و زندگی خود را به این سیاره مدیون هستیم. ویژگی مهم و دیگر آن این است که تاکنون تنها سیاره‌ در منظومه شمسی است که حیات در آن کشف شده است. در این مطلب در مورد سیاره زمین و ویژگی‌های آن مطالبی را ارائه کرده و خواندن آن را به علاقه‌مندان به نجوم و زمین شناسی پیشنهاد می‌کنیم.

سیاره زمین چیست؟

سیاره خانه ما یعنی سیاره زمین سومین سیاره از خورشید و تنها مکانی از منظومه شمسی است که تاکنون می‌شناسیم و موجودات زنده در آن ساکن هستند. در حالی که سیاره زمین پنجمین سیاره بزرگ منظومه شمسی است، اما تنها سیاره‌ای است که دارای آب مایع روی سطح خود است. کره زمین که کمی بزرگتر از سیاره ناهید است بین چهار سیاره نزدیک به خورشید که همگی از سنگ و فلز ساخته شده‌اند، بزرگترین است.

سیاره زمین سومین سیاره منظومه شمسی از خورشید است.
تصویر ۱: سیاره زمین سومین سیاره منظومه شمسی از خورشید است.

نام سیاره زمین حداقل 1000 سال قدمت دارد. همه این سیارات به غیر از زمین به نام خدایان و الهه‌های یونانی و رومی نامگذاری شده‌اند. با این حال نام زمین یک کلمه آلمانی است که به معنای ساده The Ground است.

اندازه و فاصله زمین تا خورشید چه قدر است؟

زمین با شعاع 6٬371 کیلومتر (3،959 مایل) بزرگترین سیاره زمینی و پنجمین سیاره بزرگ منظومه شمسی است.

با در نظر گرفتن فاصله متوسط 150 میلیون کیلومتر (​​93 میلیون مایل) زمین دقیقاً یک واحد نجومی با خورشید فاصله دارد زیرا یک واحد نجومی که مخفف آن AU است، فاصله خورشید تا سیاره زمین است. این واحد راهی آسان برای مقایسه سریع فاصله سیارات از خورشید را فراهم می‌کند. همچنین حدود هشت دقیقه طول می‌کشد تا نور خورشید به سیاره ما یعنی زمین برسد.

محیط و مساحت زمین چه قدر است؟

همان طور که گفتیم زمین شعاعی برابر با 6٬371 کیلومتر (3،959 مایل) دارد. با استفاده از رابطه مساحت کره و محیط دایره، زمین مساحتی برابر با ۵۱۰٫۱ کیلومتر مربع و محیطی برابر با ۴۰٬۰۰۷ کیلومتر دارد. در این بیان محیط کره زمین را حول قطب‌های آن در نظر گرفته‌ایم. اگر محیط دایره حول خط استوا را در نظر بگیریم این مقدار برابر با ۴۰٬۰۷۵ کیلومتر است.

مدار و چرخش سیاره زمین چگونه است؟

همانطور که زمین به دور خورشید می‌چرخد، خود نیز هر 23٫9 ساعت یک چرخش را انجام می‌دهد. تکمیل یک دور کامل چرخش سیاره زمین به دور خورشید 365٫25 روز طول می‌کشد. این یک ربع اضافی روز چالشی برای سیستم تقویم ما به حساب می‌آید که یک سال را 365 روز می‌داند. برای اینکه تقویم‌های سالانه ما با مدار خود به دور خورشید سازگار باشد هر چهار سال یک روز به آن اضافه می‌کنیم که آن روز را یک روز کبیسه و سالی که به آن یک روز اضافه می‌شود را یک سال کبیسه می‌نامند.

محور چرخش زمین نسبت به صفحه مدار سیاره زمین به دور خورشید 23٫4 درجه انحراف دارد، این شیب باعث چرخه سالانه فصول در زمین می‌شود. در بخشی از یک سال زمینی، نیمکره شمالی به سمت خورشید و نیمکره جنوبی به سمت عقب متمایل می‌شود. با افزایش مدت زمان حضور خورشید در آسمان، گرمایش خورشید در شمال بیشتر تولید می‌شود و تابستان را تولید می‌کند. همچنین گرمایش مستقیم کمتر خورشید زمستان را در جنوب ایجاد می‌کند. این وضعیت شش ماه بعد برعکس می‌شود.

هنگامی که بهار و پاییز شروع می‌شود هر دو نیمکره تقریباً به یک اندازه گرما از خورشید دریافت می‌کنند. برای آشنایی بیشتر با تغییر فصل‌ها در سیاره زمین مطلب فصل ها چگونه پدید می آیند؟ | به زبان ساده را مطالعه کنید.

ساختار زمین چگونه است؟

سیاره زمین از چهار لایه اصلی تشکیل شده است که از یک هسته داخلی در مرکز سیاره شروع شده و توسط هسته خارجی، گوشته و پوسته پوشانده شده است.

هسته داخلی یک کره جامد است که از شعاع 1٬221 کیلومتر (759 مایل) از فلزات آهن و نیکل ساخته شده است. در هسته دما تا 5400 درجه سانتیگراد (9800 درجه فارنهایت) است. اطراف هسته داخلی هسته خارجی است، این لایه حدود 2300 کیلومتر (1400 مایل) ضخامت دارد که از آهن و مایعات نیکل ساخته شده است.

در بین هسته خارجی و پوسته، گوشته وجود دارد که ضخیم‌ترین لایه است. این مخلوط گرم و چسبناک سنگ مذاب حدود 2،900 کیلومتر (1800 مایل) ضخامت دارد و قوامی شبیه به یک دسر کارامل دارد.

لایه‌های سیاره زمین
تصویر ۲: لایه‌های سیاره زمین

لایه خارجی، یعنی پوسته زمین به طور متوسط در زمین 30 کیلومتر (19 مایل) عمق دارد. در انتهای اقیانوس ضخامت پوسته نازک‌تر است و از کف دریا تا بالای گوشته حدود 5 کیلومتر (3 مایل) گسترش می‌یابد. برای آشنایی بیشتر با لایه‌های زمین مطلب لایه های زمین — از صفر تا صد (+ دانلود فیلم آموزش گام به گام) را مطالعه کنید.

تشکیل زمین چگونه بوده است؟

وقتی منظومه شمسی در حدود 4٫5 میلیارد سال پیش به شکل فعلی خود رسید، زمین را با کمک نیروی جاذبه گاز و گرد و غبار به درون خود کشیده و آن را به سومین سیاره از خورشید تبدیل کرد. زمین مانند دیگر سیارات زمینی و سنگی، دارای یک هسته مرکزی، یک گوشته سنگی و یک پوسته جامد است.

سیاره زمین ما یک سیاره سنگی و زمینی است که اصطلاحاً به آن سیاره terrestrial نیز می‌گویند. سطح زمین یک سطح جامد و فعال با کوه‌ها، دره‌ها، دشت‌ها و موارد دیگر است. زمین یک سیاره ویژه است زیرا یک سیاره اقیانوسی است و آب 70 درصد سطح زمین را پوشانده است.

جو زمین بیشتر از نیتروژن ساخته شده و اکسیژن زیادی برای تنفس ما دارد. جو همچنین ما را در برابر شهاب سنگ‌های ورودی محافظت می‌کند که بیشتر آن‌ها قبل از برخورد به سطح زمین متلاشی می‌شوند. برای آشنایی بیشتر با جو زمین مطلب جو زمین چیست؟ — به زبان ساده را مطالعه کنید.

سطح زمین چگونه است؟

مانند سیاره مریخ و زهره، زمین دارای آتشفشان، کوه و دره است. لیتوسفر زمین، که شامل پوسته (قاره‌ای و اقیانوسی) و گوشته فوقانی است، به صفحات عظیمی تقسیم می‌شود که به طور مداوم در حال حرکت هستند. به عنوان مثال صفحه آمریکای شمالی که بر روی حوضه اقیانوس آرام به سمت غرب حرکت می‌کند، تقریباً با سرعتی برابر با رشد ناخن‌های انگشت ما این حرکت را انجام می‌دهد.

هنگامی که لایه‌های زمین در هنگام عبور از کنار یکدیگر با هم برخورد می‌کنند تا کوه‌ها را بسازند، در داخل یکدیگر فرو می‌روند، به هم سابیده می‌شوند یا شکافته شده و از هم جدا می‌شوند زمین لرزه رخ می‌دهد.

اقیانوس جهانی کره زمین که تقریبا 70 درصد از سطح کره زمین را در بر می‌گیرد عمق متوسطی ​​در حدود 4 کیلومتر (2.5 مایل) دارد و 97 درصد آب زمین را در خود جای داده است.

تقریباً همه آتشفشان‌های کره زمین در زیر این اقیانوس‌ها پنهان شده‌اند. آتشفشان «مائوناکی» (Mauna Kea) هاوایی از قاعده تا قله بلندتر از کوه اورست است، اما بیشتر آن در زیر آب است. طولانی‌ترین رشته کوه زمین نیز در زیر آب و در انتهای اقیانوس‌های قطب شمال و آتلانتیک قرار دارد. این رشته کوه چهار برابر کل «آندس» (Andes)، «راکیز» (Rockies) ​​و «هیمالیا» (Himalayas) است.

اتمسفر زمین چگونه است؟

در نزدیکی سطح سیاره زمین، این سیاره دارای اتمسفر متشکل از 78 درصد ازت، 21 درصد اکسیژن و 1 درصد گازهای دیگر مانند آرگون، دی اکسید کربن و نئون است. اتمسفر زمین بر آب و هوای بلند مدت کره زمین و آب و هوای محلی کوتاه مدت تأثیر می‌گذارد و ما را از بسیاری از تشعشعات مضر خورشید محافظت می‌کند.

همچنین از ما در برابر شهاب سنگ‌ها قبل از اینکه بتوانند به عنوان شهاب سنگ به سطح زمین برخورد کنند محافظت می‌کند هر چند که اکثر آن‌ها در جو می‌سوزند و در آسمان شب به صورت شهاب سنگ دیده می‌شوند. برای آشنایی بیشتر با اتمسفر زمین مطلب اتمسفر و لایه‌های جو — از صفر تا صد را مطالعه کنید.

مگنتوسفر زمین چگونه است؟

چرخش سریع سیاره ما و هسته ذوب شده نیکل و آهن باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی می‌شود که باد خورشیدی آن را به شکل قطره در فضا کج می‌کند. باد خورشیدی نوعی ذره باردار است که به طور مداوم از خورشید خارج می‌شود. وقتی ذرات باردار از باد خورشیدی در میدان مغناطیسی زمین قرار می‌گیرند و به اصطلاح در این میدان گیر می‌افتند، با مولکول‌های هوا در بالای قطب‌های مغناطیسی سیاره ما برخورد می‌کنند.

در مرحله بعد این مولکول‌های هوا شروع به درخشیدن کرده و باعث شفق قطبی یا نورهای شمالی و جنوبی می‌شوند.

مگنتوسفر زمین
تصویر ۳: مگنتوسفر زمین

میدان مغناطیسی همان چیزی است که باعث می‌شود سوزن‌های قطب نما بدون توجه به اینکه به کدام سمت بپیچید، به قطب شمال اشاره کنند. اما قطب مغناطیسی زمین می‌تواند تغییر کند و جهت میدان مغناطیسی را تغییر دهد. سوابق زمین شناسی به دانشمندان می‌گوید که معکوس شدن میدان مغناطیسی تقریباً هر 400٬000 سال یکبار اتفاق می‌افتد اما زمان آن بسیار نامنظم است.

تا آنجا که ما می‌دانیم عکس شدن میدان مغناطیسی تاکنون هیچ آسیبی به حیات کره زمین وارد نکرده و احتمالاً این معکوس شدن حداقل تا هزار سال دیگر اتفاق نمی‌افتد. اما زمانی که این اتفاق در حال رخ دادن است سوزن‌های قطب نما به مدت چند قرن در جهات مختلف قرار دارند و پس از اتمام این تغییر، همه آن‌ها به جای شمال به جنوب اشاره می‎‌کنند. برای مطالعه بیشتر در مورد میدان مغناطیسی سیاره زمین مطلب میدان مغناطیسی زمین | به زبان ساده را مطالعه کنید.

حلقه‌های زمین چگونه هستند؟

در اطراف کره زمین هیچ حلقه‌ای وجود ندارد و زمین بدون حلقه است.

قمرهای سیاره زمین

زمین تنها سیاره‌ای است که دارای یک قمر واحد است که به آن ماه می‌گوییم. ماه ما درخشان‌ترین و آشناترین شی در آسمان شب است. از بسیاری جهات، ماه مسئول ایجاد سیاره زمین به چنین محل سکونت خوبی است. ماه لرزش سیاره ما را تثبیت می‌کند که باعث تغییر آب و هوا در طول هزاران سال شده است.

سیاره زمین گاهی اوقات به طور موقت میزبان سیارک‌ها یا سنگ‌های بزرگ در مدار خود است. آن‌ها معمولاً چند ماه یا چند سال قبل از بازگشت به مدار خورشید توسط گرانش زمین گرفتار می‌شوند. برخی از سیارک‌ها به همراه زمین در حالی که هر دو به دور خورشید می‌چرخند در یک رقص طولانی با زمین قرار خواهند گرفت، این رقص را می‌توانیم رقص اجرام آسمانی بنامیم.

برخی از قمرها قطعه سنگ‌هایی هستند که تحت تاثیر گرانش یک سیاره قرار گرفته‌اند اما احتمالاً ماه زمین نتیجه یک برخورد از میلیاردها سال پیش است. هنگامی که سیاره زمین یک سیاره جوان بود، یک تکه سنگ بزرگ به آن برخورد کرد و بخشی از فضای داخلی زمین را جابه‌جا کرد.

قمر زمین
تصویر ۴: قمر زمین

تکه های حاصل از این برخورد بهم پیوستند و ماه یا قمر سیاره زمین را تشکیل دادند. ماه با شعاع 1738 کیلومتر (1٬080 مایل) پنجمین قمر بزرگ در منظومه شمسی است که بعد از «گانیمد» (Ganymede)، «تیتان» (Titan)، «کالیستو» (Callisto) و «آیو» (Io) قرار دارند.

ماه دورتر از آن چیزی است که اکثر مردم تصور می‌کنند و به طور متوسط 384،400 کیلومتر (​​238،855 مایل) با زمین فاصله دارد. این بدان معنا است که 30 سیاره به اندازه زمین می‌توانند بین زمین و ماه جای بگیرند. برای مطالعه بیشتر در مورد ماه مطلب ماه چیست ؟ | به زبان ساده را مطالعه کنید.

ترکیب شیمیایی زمین چگونه است؟

اکسیژن فراوان‌ترین عنصر در سنگ‌های پوسته زمین است که تقریباً 47 درصد از وزن کل سنگ‌ها را تشکیل می‌دهد. دومین عنصر فراوان سیاره زمین سیلیکون است که 27 درصد عناصر زمین را تشکیل می‌دهد و پس از آن آلومینیوم با 8 درصد فراوانی قرار دارد. آهن با 5 درصد، کلسیم با 4 درصد و سدیم، پتاسیم و منیزیم هر کدام با حدود 2 درصد در زمین وجود دارند.

هسته سیاره زمین بیشتر از آهن و نیکل و مقادیر بالقوه کمتری از عناصر سبک‌تر مانند گوگرد و اکسیژن تشکیل شده است. گوشته از سنگ‌های سیلیکات غنی از آهن و منیزیم ساخته شده است. در حقیقت ترکیب سیلیکون و اکسیژن به سیلیس معروف است و مواد معدنی حاوی سیلیس به عنوان مواد معدنی سیلیکات شناخته می‌شوند.

ساختار داخلی زمین چگونه است؟

عرض هسته زمین در حدود 7٬100 کیلومتر (4٬400 مایل)، کمی بزرگتر از نیمی از قطر زمین و تقریباً هم‌ اندازه قطر مریخ است. همچنین در حدود 2٬250 کیلومتر (1٬400 مایل) هسته مایع است، در حالی که ساختار هسته داخلی جامد است. این قطر تقریباً به اندازه چهار پنجم اندازه ماه زمین است و قطر آن حدود 2600 کیلومتر (1600 مایل) است. هسته مسئول اصلی میدان مغناطیسی سیاره زمین است که به انحراف ذرات باردار مضر پرتاب شده از خورشید کمک می‌کند.

بالای هسته گوشته زمین قرار دارد که حدود 2900 کیلومتر (1800 مایل) ضخامت دارد. گوشته کاملاً سفت نیست اما می‌تواند به آرامی جریان یابد. پوسته زمین همانطور که یک تکه چوب روی آب شناور است روی گوشته شناور می‌شود. حرکت آرام سنگ در گوشته قاره‌ها را به هم می‌زند و باعث زمین لرزه‌ها، آتشفشان‌ها و تشکیل رشته کوه‌ها می‌شود.

در بالای گوشته، زمین دارای دو نوع پوسته است. سرزمین خشک قاره‌ها بیشتر از گرانیت و سایر مواد معدنی سیلیکات سبک تشکیل شده است در حالی که کف اقیانوس‌ها بیشتر از یک سنگ آتشفشانی تیره و متراکم به نام بازالت تشکیل شده است.

پوسته قاره‌ها به طور متوسط ​​حدود 64 کیلومتر ضخامت دارد اگر چه در بعضی مناطق می‌تواند نازک و ضخیم باشد. پوسته اقیانوسی معمولاً فقط حدود 8 کیلومتر (5 مایل) ضخامت دارد. آب مناطقی با بازالت کم را پر می‌کنند و اقیانوس‌های جهان را تشکیل می‌دهند.

سیاره زمین به سمت هسته خود گرم‌تر می‌شود. در پایین پوسته قسمت‌های قاره‌ای دما به حدود 1٬000 درجه سانتیگراد (1٬800 درجه فارنهایت) می‌رسد و در حدود 1 درجه سانتیگراد در هر کیلومتر (3 درجه فارنهایت در مایل ) در زیر پوسته افزایش می‌یابد.

باور زمین شناسان بر این است که دمای هسته خارجی سیاره زمین در حدود 3،700 تا 4،300 درجه سانتیگراد (6،700 تا 7800 درجه فارنهایت) است و ممکن است دمای هسته داخلی به 7٬000 درجه سانتیگراد (12٬600 درجه فارنهایت) که گرمتر از سطح خورشیداست، برسد.

پتانسیل زندگی بر روی سیاره زمین

سیاره زمین دارای دمای بسیار مناسب مهمان نوازانه است و ترکیبی از مواد شیمیایی را دارد که زندگی را در اینجا امکان پذیر کرده است. از همه قابل توجه‌تر این است که سیاره زمین از آن جهت منحصر به فرد است که بیشتر سیاره ما از آب پوشیده شده است، زیرا دما اجازه می‌دهد آب مایع برای مدت زمان طولانی وجود داشته باشد. اقیانوس‌های وسیع سیاره زمین مکانی مناسب را برای شروع زندگی در حدود 3٫8 میلیارد سال پیش فراهم کرده‌اند.

برخی از ویژگی‌های سیاره ما که آن را برای حفظ زندگی عالی می‌کند، به دلیل تأثیرات مداوم تغییرات آب و هوا در حال دگرگونی است.

کدام سیاره به سیاره زمین شبیه است؟

ونوس و مریخ بیشترین شباهت را به زمین دارند اما از جهات مختلف به سیاره زمین شبیه هستند. از نظر اندازه، چگالی متوسط، جرم و گرانش سطح سیاره زهره بسیار شبیه زمین است.

سیاره‌های شبیه به زمین
تصویر ۵: سیاره‌هایی شبیه به زمین

اما مریخ سیاره‌ای است که از جهات دیگر شباهت زیادی به زمین دارد. یک روز مریخی کمی بیش از 24 ساعت است و محور چرخش آن تقریباً به همان اندازه زمین از حالت عمود انحراف دارد. از همه جالب‌تر این است که تصور می‌شود در برخی از دوره‌های گذشته ممکن است مریخ مانند سطح زمین، آب مایع روی سطح خود داشته باشد. این باعث می‌شود که برخی از مردم گمان کنند که ممکن است روزی بر روی سطح مریخ زندگی وجود داشته باشد.

معرفی فیلم آموزش مقدماتی نجوم – نجوم باستان تا کیهان شناسی

آموزش نجوم

مجموعه فرادرس در تولید و تهیه محتوای آموزشی خود اقدام به تهیه فیلم  آموزش مقدماتی نجوم – نجوم باستان تا کیهان شناسی کرده است. این مجموعه آموزشی از شش درس تشکیل شده و برای دانشجویان رشته فیزیک و افراد علاقه‌مند به نجوم و کیهان‌شناسی مفید است. پیش‌نیاز این درس آموزش فیزیک پایه ۱ و آموزش ریاضی پایه دانشگاهی است.

درس اول این مجموعه مروری بر نجوم باستان و درس دوم به روش های اخترشناسی می‌پردازد. درس سوم به تعریف و مطالعه ویژگی‌های منظومه شمسی و درس چهارم به بررسی اجزای دیگر منظومه شمسی غیر از ماه و سیارات اختصاص دارد. در درس پنجم اخترفیزیک و مفهوم‌های به کار برده در این موضوع را خواهید آموخت و در درس ششم ویژگی‌های سحابی‌ها و کهکشان‌ها بررسی می‌شود.

جمع بندی

در این مطلب در مورد سیاره زمین و ویژگی‌های آن مطالبی ارائه شد. به این منظور ابتدا در مورد اندازه و مدار سیاره زمین مطالبی بیان کردیم و سپس به بررسی ساختار زمین و تشکیل آن پرداختیم. در ادامه در مورد اتمسفر، مگنتوسفر زمین و حلقه‌ها و قمر این سیاره مطالبی بیان شد. همچنین شبیه‌ترین سیاره‌های منظومه شمسی به سیاره زمین نیز معرفی شدند.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

«سارا داستان»، دکتری فیزیک نظری از دانشگاه گیلان دارد. او به فیزیک بسیار علاقه‌مند است و در زمینه‌ متون فیزیک در مجله فرادرس می‌نویسد.

آیا این مطلب برای شما مفید بود؟

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *