Жер туралы ғылымның негіздері

Күн сәулесі  Жер бетіне әр түрлі бұрыш жасап  түсетіндіктен тропиктерден полюстерге қарай кеми береді. Нәтижесінде ендіктік климат және географиялық белдемділік қалыптасады. Жер шарында бір экваторлық, екі-екіден (Солтүстік және Оңтүстік жарты шарларда) субэкваторлық, тропиктік, субтропиктік, қоңыржай белдеулік, сонымен бірге субтропиктік және арктикалық (Солтүстік жарты шардың жоғарғы ендіктерінде), субантарктикалық және антарктикалық (Оңтүстік жарты шардың жоғарғы ендіктерінде) климаттық белдеулер бар. Олар өзара температуралық, климаттық, ландшафттық жағдайларымен ерекшеленеді.

Жер бетіндегі  жылдық орташа температура 14,8°С-ты құрайды. Егер атмосфера қабаты болмаса, Жер бетіндегі орташа температура –23°С болар еді. Ең ыстық аймақ Солтүстік Африка (Ливия) мен Солтүстік Америкада (АҚШ, Ажал аңғары). Бұл аймақтарда температура 57 – 58°С-ты көрсетеді. Ең төменгі температура (–90°С) Антарктиданың орталық бөлігінде байқалған. Жер шарындағы жауын-шашынның жылдық орташа мөлшері 1000 мм шамасында. Жауынның көп түсетін аймағы – Шығыс Үндістанның тропиктік аудандарында (Гималайдың оңтүстік беткейлері, жылына 12000 мм), ең аз жауатын жері (бірнеше мм, кейде жыл бойы жауын-шашын түспейді) субтропиктік және тропиктік шөлдерде, Антарктида мен Арктиканың жоғарғы ендіктеріндегі мұзды шөлдерде тіркелген. Жердің климаты әр түрлі геологиялық дәуірлерде өзгеріп отырған. Жердің Күн жүйесіндегі басқа планеталардан ерекшелігі – мұнда тіршілік бар.

Географиялық қабығы

Жердің құрылымы және құрылысы жағынан ең күрделі  бөлігі – оның географиялық қабығы. Ол атмосфераның төменгі қабатын, литосфераның беткі қабатын, бүкіл гидросфера мен биосфераны қамтиды. Олардың арасында зат және энергия алмасуы тоқтаусыз жүріп жатады. Географиялық қабықтың қалыңдығы бірнеше километр ғана болғанымен онда табиғи ландшафтының орасан кеңістіктік дифференциясы байқалады. Олар арктикалық және антарктикалық мұзды шөлдер, тундра, тайга, аралас және жалпақ жапырақты ормандар, орманды далалар, далалар, шөлейттер, шөлдер, субтропиктік жерортатеңіздік ландшафтысы, муссонды ормандар, саванналар, гилеялардан, т.б. тұрады. Таулы жерлерде ландшафт түрлері биіктік белдеулік бойынша таралады. Жер бетінің 30%-ын ормандар, 20%-ға жуығын саванналар мен сирек ормандар, 20%-ға жуығын шөлдер мен шөлейттер, 10%-дан астамын мұздықтар және 10%-ға жуығын әр түрлі табиғи ландшафтар, қалған 10%-ын жыртылған жерлер мен урбандалған аумақтар алып жатыр.

 
Адамның пайда болуымен байланысты Жерде тіршіліктің саналық формасы (ноосфера) қалыптасты. Нәтижесінде, адамзат табиғаттың барлық құраушылары мен ландшафттарына антропогендік қысым түсіре бастады. Адамның қоршаған ортаға экологиялық, экономикалық, т.б. әсерлері жылдан-жылға ұлғайып, жаһандық сипат алуда.

Жерді көптеген ғылымдар зерттейді:

• Геодезия – Жердің мөлшері мен пішінін зерттесе,
• астрономия – оны аспан денесі ретінде қарастырады;
• геофизика – Жер геосферасындағы физикалық процестерді және заттық күйін;
• геохимия – химиялық элементтердің Жер қойнауында таралуын;
• геология – Жердің даму тарихын, құрылымын;
• физикалық география мен биология — географиялық қабықтағы және биосферадағы табиғи процестер мен құбылыстарды зерттейді.

 
Ядро шекарасында бойлық сейсмикалық  толқындардың таралу жылдамдығы 13,6 км/с-тен 8,1 км/с-ке дейін кемиді, субядро шегіне таяу 11,2 км/с-ке дейін артады. Субядродағы  сейсмикалық толқындардың таралу жылдамдығы тұрақты. Жердің физикалық қасиеттері мен температурасы тереңдеген сайын өзгереді. Геосфераны құрайтын жыныстар үнемі қозғалыста болады және өзгеріп отырады, бұл процесс, әсіресе, сұйық және газды қабаттарда өте жақсы байқалады. Жер қойнауында және бетінде болатын барлық процестер эндогендік және экзогендік болып екіге бөлінеді. Экзогендік процестер бұзушы (үгілу, өзен және мұз эрозиясы, жел мен жер асты суларының әрекеті, т.б.) және түзуші (құрлықтық ойыстардың, тау жыныстарының жаралуы) болып ажыратылады.

Жер қыртысына  әсер етуші эндогендік процестердің жиынтығы тектоникалық процестер, ал олар байқалған қабаттар тектоносфера деп аталады. Тектоникалық процестер магмалық әрекеттердің барлық түрлерімен тығыз байланысты. Құрлықтардағы экзогендік процестер Жер бетіндегі биіктіктер мен ойпаңдар бойынша анықталады. Ішкі және сыртқы процестердің өзара байланысы Жер бедерін қалыптастырады. Жер бедерін түзуші факторларға Жер бетіндегі ауырлық күшінен туатын гравитациялық процестер, Жер – Күн – Ай жүйесінің өзара тартылыс күштері де әсер етеді. Ішкі күштер Жер бедерінің басты элементтерін түзеді, ал сыртқы күштер оларды бұзып өзгертеді.

Қауiптi обьектілер

Жердің атмосфера  қабаты ғарыштан келетін (метеорит, астеорит, т.б.) қауіптен сақтайды. Жылына орта есеппен 10 – 12 ірі метеорит атмосфера қабаттарынан өтіп, Жер бетіне жетеді. Жер бетінен 20 – 25 км қашықтықта озон қабаты орналасқан. Ол Жер бетіндегі тірі организмдерге қауіп төндіретін ғарыштан келетін қысқа толқынды сәулелерді ұстап қалады. Атмосфера мен Жер беті арасында үздіксіз су айналымы болып тұрады. Нәтижесінде ол Жер бетінің 50%-ға жуығын жауып жататын бұлттар түзеді. Сонымен қатар атмосферадағы ауа үздіксіз қозғалыста болады. Жер бетіндегі географиялық белдеулердің (ендіктердің) әркелкі қызуынан климат пен ауа-райы да әр түрлі келеді. Атмосфераның жоғарғы бөлігінде айқын шекара жоқ. Жерден алыстаған сайын атмосферадағы ауаның, газдың мөлшері азайып, тығыздығы кеми береді де, планетааралық кеңістікке жалғасады.

Географикалық мәлеметтер

Жердің Физикалық  картасы

Ауданы

• Айдын: 510,073 миллион км²
• Құрлық: 148,94 миллион км²
• Су: 361,132 миллион км²

Қолданылған кептер

Құрлық бетінің 30%-ға жуығын ормандар, шамамен, 20%-ын саванналар мен сирек ормандар, 20%-ын — шөлдер мен шөлейттер, 10%-дан астамын мұздықтар, 10%-ға жуығын басқа табиғи ландшафтылар және 10%-дан астамын егістік жерлер мен елді мекендердің жерлері алып жатыр. Адамның пайда болуынан бастап (3 млн жылдай бұрын) Жердегі тіршілік парасатты нысанға жетті. ^[2]

Магнит өрісі

Жердің магнит өрісі біршама зор. Жерден алыстаған  сайын магнит өрісінің индукциясы әлсірей  береді. Жер маңындағы кеңістікті космос аппараттары көмегімен зерттеу  біздің планетамызды қуатты радиациялық  белдеу қоршап тұрғандығын көрсетті, алллл ол- үдей қозғалатын зарядталған элементтер бөлшектер- протондар мен электрондардан тұрады. Оны жоғары энергиялы бөлшекткр белдеуі деп атайды.

 
Белдеудің ішкі жағы шамамен Жер  бетінен 500-5000 км-ге дейін созылып  барады. Радиациялық белдеудің сыртқы жағы Жердің 1-5 радиустарындай биіктіктер аралығында. Ол негізінен он мыңдаған электронвольт энергиясы бар электрондардан тұрады. Радиациялық белдеуді құратын бөлшектерді Жердің магнит өрісі сірә,Күннен ұдайы шығарылып тұратын бөлшектерден қармап алатын болуы керек.

 
Бөлщектердің аса қуатты тасқыны , әсіресе Күндегі жарылыс құбылыстары  кезінде, яғни Күндегі оталыстар  кезінде пайда болады. Күн бөлшектерінің  тасқыны 400-1000 км/с жылдамдықпен заулап ,өздерін туғызған Күн бетіндегі ыстық газдардың оталысынан 1-2 күн өткеннен кейін Жерге келіп жетеді. Осындай күшті корпускулалық тасқын Жердің магнит өрісін ұйытқытады. Магнит өрісінің өзгеріс-сипаты тез және оқыс құбылады, осыны магнит дауылы дейді.

Жердің орташа радиусы

Жердің  орташа радиусы — 6 372,797 км, тығыздығы — 5 515,3 кг/м³, массасы — 5,9736×10²⁴ кг. Жердің мұхит (қалыңдығы 5—7 км) және құрлық (қалыңдығы 40 км) қабығы мен 2900 км тереңдіктегі Гутенберг аралығына дейін баратын және балқыған, темірге бай ядроның үстінде жататын силикат мантия арасында Мохоровичич аралығы жатыр. Ең көне тау жыныстарының жасы 3980 млн жыл шамасында. Жер осыдан шамамен 4,6 млрд жыл бұрын құрылған.

Жер альбедосы

Жердің әлемдік  кеңістікке беретін (атмосферамен бірге) Күн радиациясының атмосфераның шекарасына келіп түскен Күн радиадиясына қатынасы жер альбедосы деп аталады. Жердің Күн радиациясын беруі — жер жөне бұлттар бетінен шағылысуы, сонымен бірге тік радиацияның атмосферамен бірге әлемдік кеңістікке шашырауы арқылы болады. Жер альбедосы мөлшері 35-45% (немесе 0,35—0,45).^[3]

Жер ғаламшарының Күн  жүйесіндегі орны

Кеңістік  пен уақыт жөніндегі алуан  түрлі ұғымдар—бүкіл болмыс пен  бізді қоршаған ғаламды құрайды. Әлемдегі зат атаулының басым көпшілігі жарқыраған алып шар тәрізді плазмалық денелер — жұлдыздарда шоғырланған. Жүздеген миллиард жұлдыздардан тұратын жұлдыздық жүйелер галактикаларды. түзеді. Осындай галактикалардың бірі—Құс жолы, оның диаметрі шамамен 100 000 жарық жылына тең.

Ғалымдар  ғарыштағы қашықтықтарды шамалауда "жарық жылы" деп аталатын өлшем бірлігін пайдаланады, ол жыл ішінде жарықтың жүріп өтетін қашықтығына тең. Жарық жылдамдығы 300 000 км/с екенін ескерсек, ғарыштағы аспан денелерінің бір-бірінен қандай алшақ орналасқанын шамалауға болады. Мәселен, Жерден Сүмбіле жұлдызына дейінгі қашықтық 0,82 жарық жылына тең, ал Күн Құс жолының орталығынан 32 000 жарық жылына тең қашықтықта орналасқан.

Құс жолы өсіресе  айсыз күзгі аспанда айқын байқалады, мұнда ғаламдағы мың сан жұлдыздардың бірі болып саналатын Күн орналасқан. Күн мен оны айналып жүрген мыңдаған аспан денелері бірігіп, Күн жүйесін түзеді. Күн жүйесінің жалпы массасының 99,9%-ы Күнге тиесілі. Күннің салмағы Жердікінен 333 мың есе, көлемі 1,3 млн есе үлкен.

Жер шары —  Күнді айналып жүрген ғаламшардың  бірі. гр. πλάνης планета — "адасқан жұлдыздар" дегенді білдіреді. Күн жүйесіндегі Плутоннан басқа ғаламшарларды жер тобындағы (Меркурий, Шолпан, Жер, Марс) және алып ғаламшарлар (Юпитер, Сатурн, Уран және Нептун) деп екі топқа бөледі. Ғаламшарлар Күнді эллипс тәрізді орбиталарының бойымен айналады. Ғаламшарлардың маңында айналып жүрген шағындау аспан денелерін табиғи серіктері деп атайды. Жердің жалғыз табиғи серігі — Ай, ол Жерден 384 мың км қашықтықта орналасқан. Ай Жер табиғаты мен тіршілік дүниесіне елеулі түрде ықпал етеді.

Жер шары полюстері және пішіні

Магниттi диполь

Жер шарының  айналу білігінің (ось) оның беткі бөлігімен түйісетін нүктелерін географиялық полюстер (оңтүстік және солтүстік) деп атайды. Полюстерден бірдей қашықтықта экватор сызығы өтетінін білесіңдер. Соңғы жылдардағы зерттеулер Жер шарының географиялық полюстері біртіндеп ығысатынын дәлелдеп отыр, ығысу жылдамдығы жылна 10 см-ге тең.

Ғалымдар  географиялық полюстердің орын ауыстыруына ғаламшардағы салмақ күшінің өзгерістері әсер етеді деп болжайды. Мәселен, мұздықтардың еріп, Дүниежүзілік мұхитқа қосылуы; жерсілкінулер нәтижесінде жер қыртысының қозғалысқа келуі; литосфералық тақталардың жылжуы географиялық полюстердің ығысуына себепші болуы мүмкін.

Географиялық  полюстерден басқа Жер шарының магниттік полюстері болады. Жердегі магнит өрісі шамамен 3,5 млрд жыл бұрын пайда болған, бұл уақыт аралығында магниттік полюстер бірнеше рет орын алмастырған. Жердегі магнит өрісі әсерінен атмосфераның жоғарғы қабаттарындағы (100 км биікте) сиреген ауаның жарық шашуын полярлық шұғыла деп атайды. Бұл ғарыштағы ұсақ бөлшектер мен ауа құрамындағы заттардың Жердің магнит өрісінде өзара әрекеттесуі нәтижесінде пайда болады. Бұл заттардын ағыны магниттік полюстер арасын қамтып, полюстер маңында тұтасады. Олардың Жер атмосферасы құрамындағы газдарға шағылысуы нәтижесінде полярлық аудандарда сәуле (полярлық шұғыла) пайда болады.

Өз білігінен айналуы және соның нәтижесінде пайда болатьн ішкі айналу күші әсерінен Жер полюстер маңында қатты сығылады. Сондықтан оның экваторлық радиусы полярлық радиустан 21,4 км артық, осындай полюс маңында сығылған шар сфероид немесе эллипсоид деп аталады. Жердің осындай пішіні нақты математикалық өлшемдермен берілген, ол өлшемдер геофафиялық карталар жасауда кеңінен қолданылады. Әдетте, геодезиялық және картографиялық жұмыстар үшін Ф.Н.Красовский эллипсоиді қолданылады. Бұл өлшем бойынша экваторлық радиус — 6378,2 км, полярлық радиус — 6356,8 км, меридиан ұзындығы — 40008,5 км, экватордың ұзындығы — 40075,7 км, жер бетінің жалпы ауданы — 510 млн км².

Пішіні

Жер тобының  ғаламшарларының өлшемдерiнiң салыстыруы (солдан оңға қарай): Меркурий, Венера, Жер, Марс

Жер шарының  нағыз геометриялық пішіні геоид, оның шекарасы шамамен Дүниежүзілік мұхиттың беткі деңгейі арқылы өтеді. Ол Жердің ішкі қойнауындағы әртүрлі құрылымдар мен олардың салмақтарының түрліше болуына тәуелді. Ауырлық күші ықпалымен геоид пен эллипсоид арасындағы ауытқу ± 50... 100 м-ге жетеді. Геоид беті жер бедерімен тіпті сәйкес келмейді, жазықтармен және таулармен күрделенген жер бедерінің геоид бетінен бірнеше километрге алшақтығы бар. Сондықтан да ауырлық күші үнемі жер бедерін сыртқы күш ықпалымен тегістеп, оны геоид бетімен теңдестіруге тырысады. Негізінде, эллипсоид та, геоид та шардан онша үлкен айырмашылық жасамайды. Сондықтан тек дәл нақты өлшеу жұмыстары үшін ғана болмаса, жалпы алғанда, Жердің пішінін шар тәрізді деп есептеудің еш қателігі жоқ. Жердің пішіні мен өлшемдерінің географиялық мәні аса зор. Ол күн сәулесінін түсу бұрышын анықтауға, жарық және жылу белдеулерінің қалыптасуына, табиғаттағы барлық процестер мен заңдылықтардың экватордан полюстерге қарай өзгеруіне тікелей әсерін тигізеді.

Жер ғаламшарының қозғалыстары

Жердi айналуы

Күн жүйесінің  барлық басқа ғаламшарлары тәрізді  Жер де Күнді эллипстік орбита бойымен айналады. Сондықтан Күнге  дейінгі қашықтық тұрақты емес. Афелий— орбитадағы Күннен ең қашық нүкте (152 млн км), Жер ол нүктеден 5 шілдеде өтеді; ал перигелийден — ең жақын нүктеден (147 млн км) 3 каңтарда өтеді. Орбитаның жалпы ұзындығы — 940 млн км, оның бойымен Жер түрліше жылдамдықпен қозғалады. Орташа қозғалу жылдамдығы — 29,8 км, сонда Жер өз орбитасын 365 тәулік 6 сағ 9 мин 9,6 с-та бір рет айналып шығады. Осы уақыт аралығын жұлдыздың жыл деп атайды. Ал бізге мәлім 365 күндік календарлық жыл қайдан шықты? Қалған 6 сағат пен минуттарды 4 жылда бір тәулікке жинақтап, ең қысқа ай — ақпанға апарып қосады да, ол жылды кібісе жылы (високосный год) деп атайды. Бұл — күнтізбе жасауды жеңілдету үшін қолданылған шара.