Ziemia we wszechświecie. Kształt i wymiary ziemi.

Ziemia istnieje ok. 4,6 miliarda lat. Jest trzecią planetą od Słońca, największą z 4 planet wewnętrznych. Pod względem budowy przypomina inne planety tej grupy. Metaliczne, stałe jądro otoczone jest przez jądro zewnętrzne z metalu płynnego, po którym następują warstwy płynnych, półpłynnych i stałych skał. Natomiast warunki na powierzchniach tych planet różnią się diametralnie: tylko na Ziemi występuje woda w stanie płynnym, bogata w tlen atmosfera oraz inne warunki sprzyjające życiu. Trwająca od 4,5 miliarda lat ewolucja Ziemi zachodzi nadal, zarówno w sposób naturalny, jak i w wyniku działań człowieka. Ziemia jest jedyną planetą, na której występuje woda w stanie ciekłym i azotowo-tlenowa atmosfera, dzięki czemu mogło się na niej rozwinąć życie. Jest piątą pod względem wielkości planetą Układu Słonecznego, trzecią w kolejności od Słońca. Wśród planet odznacza się największą gęstością. Bezpośrednio po narodzinach, Ziemia była globem bardzo gorącej, półpłynnej materii. Podczas gdy cięższe pierwiastki opadały do środka, tworząc metaliczne jądro, lżejsze unosiły się ku powierzchni tworząc skalny płaszcz i skorupę ziemską. W ciągu miliardów lat Ziemia ostygła, jej powierzchnia stwardniała, wykształciła się atmosfera i powstały oceany. Skalna skorupa pokrywająca powierzchnię Ziemi składa się z kilkunastu oddzielnych płyt, które przesuwają się względem siebie z prędkością równą szybkością wzrostu paznokci u ludzi. Sztywne płyty "pływają" po warstwie półpłynnej magmy, która ulega wzburzeniu pod wpływem gorących prądów z metalicznego jądra. Ruch magmy powoduje powolne przesuwanie się płyt. Gdy Ziemia obraca się, wiry występujące w zewnętrznej, płynnej części jądra generują prądy elektryczne. Prądy te z kolei powodują powstanie wokół planety pola magnetycznego, które rozciąga się daleko w przestrzeń. Pole to, nazywane magnetosferą, chroni Ziemię przed wiatrem słonecznym-strumieniami wysokoenergetycznych cząstek płynących ze Słońca, z których część zostaje uwięziona przez pole magnetyczne w dwóch obszarach nazywanych pasami Van Allena. Ziemia krąży wokół Słońca po orbicie. Jej pełne okrążenie trwa 365 i 1/4 dnia. Nasz kalendarz ma 365 dni. W każdym roku zostaje ćwierć dnia. W związku z tym, aby nie stracić tego czasu, dodaje się w kalendarzu, co cztery lata jeden dodatkowy dzień w roku. Taki rok, w którym jest 366 dni nazywamy rokiem przestępnym. Orbita Ziemi nie jest kolista. Ruch Ziemi po eliptycznym torze wokół Słońca powoduje zjawisko pór roku, a obrót Ziemi wokół własnej osi powoduje powstawanie dnia i nocy - trwa on 24 godziny. Wszystkie planety mają swoje pory roku i okresy pełnego obrotu wokół danej planety. Czas potrzebny do jej obiegu dookoła Słońca nazywamy rokiem.

Natomiast Wszechświat jest to kosmos, przestrzeń z wypełniającą ją energią i materią (gwiazdami wraz z planetami i innymi jeszcze drobniejszymi ciałami niebieskimi, ich skupiskami — galaktykami, gromadami galaktyk, materią międzygalaktyczną i in. obiektami); ściślej — przestrzeń wraz ze znajdującą się w niej materią, która w jakikolwiek sposób może oddziaływać na nas (lub my na nią) w przeszłości, obecnie, lub w przyszłości. Obserwacyjnymi badaniami Wszechświata zajmuje się astronomia pozagalaktyczna, natomiast jego teoriami powstawania i ewolucji kosmologia. I takie pojęcie o wszechświecie obowiązuje dzisiaj. Zagadnienie pochodzenia Wszechświata interesowało ludzi od zarania dziejów. Przy niezwykle fragmentarycznej wiedzy przez całą starożytność i średniowiecze przyjmowano niemal za oczywistość, że Wszechświat powstał w akcie stworzenia, jest stosunkowo młody (ma, co najwyżej parę tysięcy lat) i jest niezmienny w czasie. Centralne miejsce zajmowała w nim Ziemia, jako siedlisko człowieka. Zasadniczego wyłomu w tych koncepcjach dokonał M. Kopernik, wykazując, że Ziemia znajduje się na peryferiach Układu Słonecznego, którego centrum jest Słońce. Odkrycia geol. XIX w. udowodniły, że Ziemia istnieje parę miliardów lat, co odpowiednio odsunęło w przeszłość powstanie Wszechświata. Najdłużej przetrwało przekonanie o niezmienności Wszechświata, bo aż do lat 20. XX w. Według obecnego stanu wiedzy, najbardziej zgodna z obserwacjami jest tzw. standardowa teoria Wielkiego Wybuchu. Zgodnie z nią Wszechświat powstał jako niezwykle zwarty, gęsty i gorący twór; przez pierwsze ułamki sekund po powstaniu jego stan fizyczny był nieokreślony ze względu na ograniczenia związane z zasadą nieokreśloności Heisenberga

Pierwszy model Wszechświata powstał ok. 2,5 tys. lat temu, wraz z rozwojem geometrii i filozofii. Elementy tego modelu występowały już u Pitagorasa, a spopularyzował go i utrwalił Arystoteles. W tym geocentrycznym modelu nieruchoma Ziemia znajduje się w środku Wszechświata, a wokół niej krążą wszystkie pozostałe ciała niebieskie. Aby uzgodnić ten model z obserwacjami, ok. 140 r. p.n.e. Klaudiusz Ptolemeusz przesunął nieco w swoim modelu Ziemię z geometrycznego środka Wszechświata, planetom zaś pozwolił poruszać się dodatkowo po kołach zwanymi epicyklami. Ten model przetrwał aż do czasów M. Kopernika. U podstaw teorii geocentrycznej leżały założenia o centralnym położeniu Ziemi, kulistym kształcie ciał niebieskich oraz o kołowym i jednostajnym charakterze ich ruchów. Teoria geocentryczna powstała w starożytności. Każde ciało Układu Słonecznego poruszało się po małym okręgu, zw. epicyklem, którego środek poruszał się wokół Ziemi po dużym okręgu, zw. deferentem. Powstała w XVI w. teoria heliocentryczna, sformułowana przez M. Kopernika, obaliła definitywnie skomplikowany system teorii geocentrycznej. Coraz większe i lepsze lunety pozwoliły astronomom penetrować coraz dalsze obszary Wszechświata. Galileusz odkrył, że Droga Mleczna (Galaktyka) jasny pas na niebie jest złożona z gwiazd. Zaczęto zastanawiać się nad rozmiarami i strukturą Drogi Mlecznej. Metodą zliczania gwiazd w różnych obszarach sfery niebieskiej F.W. Herschel w 1785 r. stwierdził, że Droga Mleczna jest spłaszczoną, podobną do dysku koncentracją gwiazd, a Słońce znajduje się w przybliżeniu w jej środku. Nadal nie znano sposobu na wyznaczanie odległości do gwiazd. Już Kopernik zdawał sobie sprawę z faktu, że gwiazdy znajdują się bardzo daleko, gdyż nie mógł zaobserwować pozornego ruchu gwiazd bliższych względem tła gwiazd dalszych, spowodowanego ruchem Ziemi wokół Słońca (paralaksa). Paralaksy gwiazd zmierzono dopiero w końcu lat 30. XIX w. Okazało się, że odległości gwiazd od Ziemi są tak duże, że trzeba było wprowadzić nową jednostkę odległości — parsek (pc). Bardziej intuicyjną astronomiczną jednostką odległości jest rok świetlny (w skrócie ly, od angielskiego light year), czyli odległość, jaką przebywa światło w próżni w ciągu jednego roku. Najbliższy Ziemi obiekt astronomiczny, Księżyc, jest odległy od niej o 1,3 s świetlnej, Słońce o 500 s świetlnych, zaś najbliższa gwiazda o ok. 4 ly. Korzystając z tej astronomicznej skali odległości szacuje się, że średnica dysku Galaktyki wynosi ok. 160 tys. ly, a jego grubość ok. 1000 ly. Obecnie wiadomo, że Słońce znajduje się ok. 27 tys. ly (8,5 kpc) od środka Galaktyki. Gwiazdy, gaz i pył zawarte w dysku galaktycznym obracają się względem centrum Galaktyki.

Człowiek wobec ziemi jest wszechmocny a zarazem bezsilny. O ziemi możemy myśleć jako o planecie, gruncie lub czymś nie do końca materialnym. Niezależnie od tego, w jaki sposób ją pojmujemy, śmiało stwierdzamy, że to ona jest podporządkowana nam. Bóg uczynił człowieka władcą na ziemi, ludzie, jako jedyne istoty rozumne, uzurpują sobie prawo do panowania nad światem. To my mamy „wielkie możliwości”, naszym „dziełem” mogłoby być unicestwienie globu, zatrucie czy zanieczyszczenie gleb, odrzucenie w sercu i umyśle tradycyjnych pojęć i wizji domu, ojczyzny, własnego miejsca. Mamy tę moc! Tylko czy jej wykorzystanie miałoby jakikolwiek sens? Jak na razie planeta Ziemia jest jedynym miejscem, gdzie mamy warunki aby żyć a jedyną prawdziwą własnością człowieka jest jego myśl i przeszłość. Zwracając się przeciwko Ziemi krzywdzimy samego siebie, odbieramy sobie coś, być może już nieodwracalnie. Ziemia często przypomina nam o tym, że nie jesteśmy w stanie jej kontrolować. Uderzająca jest bezradność rozumnego, wszechmocnego człowieka wobec powodzi, sztormów, lawin, pożarów, huraganów, trzęsień ziemi... Katastrofy te uświadamiają, że nie wszystko da się zbadać, wyliczyć, przewidzieć i pokonać. Czy nie jest to również wiadomość dla ludzi, aby nie ingerowali za bardzo w tajemnicę i spokój Ziemi? Życie człowieka jest zbyt krótkie, aby mógł posiąść wiedzę o Ziemi, ale za krótkie na to są nawet dzieje gatunku ludzkiego. Być może nie zdążymy odkryć sekretów Ziemi nim nastąpi koniec świata. Albo nasz gatunek przeniesie się na inną planetę, o której dziś jeszcze nic nie wiemy i będzie próbował poznać ją.

O tym ,że Ziemia nie jest płaska wiedziano już w starożytności. Dowody na przedstawił Arystoteles w IV w pne, a Erastotenes około 230 r pne obliczył długość promienia Ziemi.

Zauważył on, że 22 czerwca w południe nawet najgłębsze studnie w Asuanie są oświetlone aż do dna- promienie słońca padają dokładnie pionowo. Kiedy nadarzyła się okazja, w leżącej kilkaset kilometrów na północ Aleksandrii zmierzył tego samego dnia w południe kąt między pionem a kierunkiem padania promieni słonecznych - był to również kąt między promieniami Ziemi przechodzącymi przez Aleksandrię i Asuan. Znając odległość (l) między Tymi miastami obliczył promień Ziemi ze wzoru:

R=(l * 360^o)/(* )

Wynik, który otrzymał różnił się od rzeczywistego jedynie o 100 kilometrów, a wynikał głównie z niedoskonałości instrumentów pomiarowych. W 1686 Francuz Jean Richer odkrył spłaszczenie Ziemi przy biegunach, a Izaak Newton określił bryłę Ziemi jako elipsoidę obrotową, obliczył spłaszczenie Ziemi i stwierdził, że jej kształt jest wynikiem ruchu wirowego planety. Niemiec Johann Listing w XIX wieku wprowadził pojęcie geoidy - bryły , która powstałaby, gdyby poziom swobodnej powierzchni mórz przedłużyć pod lądami. To pojęcie dotyczące kształtu Ziemi obowiązuje do dziś.

Bryłę Ziemi określa się również jako elipsoidę trójosiową - to znaczy bryłę, która w trzech przekrojach prostopadłych do siebie daje trzy różne elipsy. Oznacza to, że promień równikowy Ziemi nie jest identyczny we wszystkich kierunkach, ale zmienia długość (w granicach 200 metrów).

WYMIARY ZIEMI:

promień równikowy	6 378,24 km
promień biegunowy	6 356,86 km
spłaszczenie	21,38 km
objętość	1 083 mld km^3
powierzchnia	510 mln km^2
masa	5 977 tryl ton

---