Podstawy nauk o ziemi


1

Nauki o Ziemi - nauki przyrodnicze, których przedmiotem badań jest Ziemia. Należą do nich:

Nauki o Ziemi mogą być rozumiane jako dział nauk planetarnych.

Geodezja - nauka zajmująca się ustalaniem wielkości i kształtu Ziemi oraz określaniem położenia punktów na jej powierzchni. Wynikiem geodezyjnych pomiarów terenowych i prac kameralnych są różnego typu opracowania graficzne np. mapy czy profile ale także dokumenty tekstowe o charakterze prawnym (np. podczas rozgraniczenia nieruchomości).

Geofizyka - dyscyplina w dziedzinie nauk o Ziemi, w której bada się Ziemię jako planetę metodami naukowymi używanymi w fizyce. Przedmiotem badań w geofizyce są procesy fizyczne zachodzące obecnie oraz w przeszłości w geosferach: litosferze, atmosferze i hydrosferze. Celem badań geofizycznych jest wyjaśnienie zjawisk obserwowanych w Ziemi na gruncie pojęć i terminów fizyki wykorzystując prawa i teorie fizyki. Geofizyka jest nauką teoretyczną, której ważnym elementem są także obserwacje i eksperymenty terenowe

Geografia - nauka przyrodnicza, humanistyczna i społeczna zajmująca się badaniem powłoki ziemskiej (przestrzeni geograficznej), jej zróżnicowaniem przestrzennym pod względem przyrodniczym i społeczno-gospodarczym, a także powiązaniami pomiędzy środowiskiem przyrodniczym, a działalnością społeczeństw ludzkich.

Geografia fizyczna - jeden z podstawowych działów geografii (obok geografii społeczno-ekonomicznej, i geografii regionalnej), bada środowisko przyrodnicze jako całość (geografia fizyczna ogólna) oraz jego poszczególne komponenty (składniki):

Geografia społeczno-ekonomiczna (także: antropogeografia, geografia człowieka) - nauka geograficzna badająca różne aspekty działalności człowieka, w tym także konsekwencje społeczne i gospodarcze dla tej aktywności w przestrzeni geograficznej. Jeden z dwóch głównych działów geografii (obok geografii fizycznej)

Geologia (gr. gḗ `Ziemia', lógos `słowo', `nauka') - jedna z nauk o Ziemi, zajmuje się budową, własnościami i historią Ziemi oraz procesami zachodzącymi w jej wnętrzu i na jej powierzchni, dzięki którym ulega ona przeobrażeniom. W szerszym znaczeniu geologia dotyczy również innych planet skalistych.

Oceanografia (od greckiego Ωκεανός 'ocean' + γράφειν 'pisać', także oceanologia) - interdyscyplinarna nauka z pogranicza biologii, meteorologii, fizyki, geofizyki, zajmująca się badaniem zjawisk i procesów zachodzących w oceanach.

System nauk o Ziemi
Geografia- jest jedna z wielu nauk zajmujących się Ziemia. Definicja określa geografie jako naukę, która bada powłokę Ziemi, jej przestrzenne zróżnicowanie pod względem przyrodniczym i społeczno - gospodarczym oraz związki, jakie zachodzą miedzy środowiskiem demograficznym a działalnością człowieka. Pod pojęciem środowisko geograficzne należy rozumieć zespół warunków przyrodniczych występujących na określonym obszarze, które to wpływają na rozwój społeczno - gospodarczy społeczeństw oraz ulęgają cały czas przemiana pod wpływem sil przyrody i działalności człowieka. Zaliczamy do nich wszystkie elementy składające się na atmosferę, hydrosferę, litosferę i biosferę. Inaczej mówiąc, środowisko geograficzne jest to powłoka krajobrazowa rozpatrywana z uwzględnieniem potrzeb człowieka i zachodzących w niej zmian wywołanych jego działalnością.

Przestrzeń geograficzna- która odpowiada powłoce krajobrazowej, jest obszarem na ziemi ograniczonym w przekroju pionowym, sięgającym do dolnej granicy skorupy ziemskiej po górną granice troposfery. Jest to obszar, gdzie najsilniej zaznacza się działalność człowieka.

Geografie dzielimy na geografie fizyczna i ekonomiczna. W skład geografii fizycznej wchodzą:
geomorfologia- badającą formy na powierzchni lądów, na dnie mórz oraz procesy kształtujące te powierzchnie, wyjaśniającą powstanie form, ich rozwoju i rozmieszczenie,
hydrologia i oceanologia- zajmującą się wodami lądowymi, jak tez morzami i oceanami,
klimatologia i meteorologia- zajmuje się badaniem procesów zachodzących w atmosferze, czynnikami kształtującymi klimat, badaniem klimatów współczesnych i w minionych okresach geologicznych oraz ich klasyfikacja a także prognozowaniem zmian klimatycznych w przyszłości.
pedologia- badająca gleby, ich typ i rozmieszczenie,
fitogeografia- zajmująca się rozmieszczeniem zwierząt na Ziemi,
zoogeografia- zajmująca się rozmieszczeniem zwierząt na Ziemi.
Fitogeografia i zoogeografia badają także przyczyny zmian zachodzących w tym rozmieszczeniu w aspekcie historycznym.
Geografie ekonomiczna dzielimy na: geografie przemysłu, rolnictwa, ludności, osadnictwa, komunikacji i usług. Nauki te zajmują się każdą z osobna swoją dziedziną. Ponadto wyróżniamy geografie turyzmu, która bada wszelkie zjawiska dotyczące ruchu turystycznego.
Nauką łączącą w sobie geografie fizyczna i ekonomiczna, jest geografia regionalna, która zajmuje się zjawiskami przyrodniczymi i społeczno - gospodarczymi na danym regionie. Naukami zajmującymi się Ziemią poza geografia, są: geologia, geofizyka i geodezja.
Geologia- jest nauką, której przedmiotem badań jest skorupa ziemska, jej budowa oraz dzieje Ziemi i zachodzące w niej procesy. Podstawowymi działaniami geologii są:
geologia dynamiczna- zajmująca się procesami zachodzącymi w obrębie litosfery i na jej powierzchni kształtującymi zachodzącymi w obrębie litosfery i na jej powierzchni kształtującymi powierzchnie Ziemi;
geologia historyczna- badająca przeszłość Ziemi
geologia regionalna, obejmująca całość zagadnień geologicznych na wybranych fragmentach terenu.

Geofizyka- zajmuje się Ziemią jako cialem fizycznym i zachodzącymi procesami we wnetrzu Ziemi, litosferze, atmosferze i hydrosferze. Sposrod wielu dzialow geofizyka najbardziej znane są:
sejsmologia- nauka o trzęsieniach Ziemi
meteorologia- nauka o stanach i ruchach atmosfery
Geodezja - jest nauką, która zajmuje się określaniem kształtu Ziemi i jej rozmiarów oraz określeniem tych parametrów na wybranych fragmentach ziemi. Ponadto zajmuje się tworzeniem map i planów. Bardzo ważną nauką geograficzną jest:
kartografia- nauka o mapach i sposobach ich tworzenia, procesie redakcji i opracowania oraz o metodach przedstawiania różnych zjawisk na mapach.
Nauki geograficzne znajdują się na pograniczu nauk przyrodniczych i nauk społecznych i ekonomicznych.

2

Ziemia jest jedną z mniejszych planet naszego Układu Słonecznego, położoną jako trzecia od gwiazdy centralnej - Słońca. Nasz rodzimy Układ Słoneczny składa się z gwiazdy centralnej, 9 planet z 63 (łącznie) księżycami oraz dziesiątków tysięcy planetoid (małych planet), komet i meteorów.

Gwiazda centralna naszego układu to Słońce, wokół którego krążą liczne ciała niebieskie. Największe z tych ciał, planety, krążą wokół Słońca w jednym kierunku, po prawie kolistych orbitach. Wokół planet krążą z kolei ich satelity, m.in. największe księżyce. Planety dzielimy na:

a) wewnętrzne, nazywane też planetami grupy ziemskiej (Merkury, Wenus, Ziemia, Mars);
b) zewnętrzne, nazywane też planetami grupy jowiszowej lub planetami olbrzymami (Jowisz, Saturn, Uran i Neptun).

Schemat układu słonecznego.

0x01 graphic



Jedną z podstawowych właściwości Ziemi jako planety jest wytwarzanie przez nią rozległego pola magnetycznego. Ponieważ oś magnetyczna Ziemi nie pokrywa się z osią obrotu, bieguny magnetyczne oddalone są od biegunów geograficznych. Ponadto oś magnetyczna stale zmienia swoje położenie; bieguny magnetyczne zatem „wędrują” po powierzchni Ziemi. Obecnie północny biegun magnetyczny znajduje się na 77°18' N, 101°48' W (w Archipelagu Arktycznym, na pd. od Wysp Sverdrupa), natomiast południowy biegun magnetyczny na 65°08' S, 139°00' E (w pobliżu brzegów Antarktydy, na pd. od Australii).

Nasza planeta poddawana jest nieustannemu oddziaływaniu czynników kosmicznych. Głównymi kosmicznymi „wejściami” do geosystemu kuli ziemskiej są:

• dostawa energii słonecznej;
• filtracja części promieniowania słonecznego;
• wiatr słoneczny;
• promieniowanie gwiazd i (wtórne) Księżyca;
• przyciąganie Księżyca i Słońca;
• meteory.

Ziemia - trzecia w kolejności (licząc od Słońca) i piąta co do wielkości planeta Układu Słonecznego.
Wokół Ziemi krąży jeden naturalny satelita - Księżyc oraz prawdopodobnie dwa księżyce pyłowe i znaczna liczba sztucznych satelitów. Planeta ta uformowała się około 4,5 miliarda lat temu.
Ziemia ma właściwą masę i grawitację dla utrzymania atmosfery, która chroni przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym, a także pole magnetyczne chroniące przed pochodzącym ze Słońca promieniowaniem korpuskularnym. Oddalenie od Słońca jest właściwe dla utrzymania odpowiedniej temperatury. Uważa się, że czynniki te sprzyjały powstaniu życia na naszej planecie. Ziemia jest największą z planet skalistych w Układzie Słonecznym, a także jak dotychczas jedynym znanym miejscem występowania życia.
Płaszcz
Płaszcz ziemski sięga do głębokości 2890 km. Ciśnienie u podstawy płaszcza wynosi ok. 140 GPa. Płaszcz, w którym rozróżnia się dwie warstwy, składa się głównie z substancji bogatych w żelazo i magnez. Płaszcz górny, zwany zewnętrznym - budują go związki: chromu (Cr), żelaza (Fe), krzemu (Si) i magnezu (Mg). Górna część zewnętrznego płaszcza ma od 80 do 150 km głębokości; jest już warstwą o cechach plastycznych - stanowi jak gdyby podściółkę zapewniającą skorupie ziemskiej ruchliwość. Zachodzą w niej wszystkie procesy tektoniczne
Jądro
Ciężar właściwy Ziemi wynosi 5515 kg/m3, czyniąc ją najbardziej gęstą planetą w Układzie Słonecznym. Ciężar właściwy przy powierzchni wynosi tylko ok. 3000 kg/m3. Jądro składa się z bardziej gęstych substancji. Jądro podzielone jest zasadniczo na dwie części, stałe jądro wewnętrzne o promieniu ok. 1250 km i płynne jądro zewnętrzne wokół niego sięgające promienia ok. 3500 km. Przyjmuje się, że wewnętrzne jądro jest w stanie stałym i składa się głównie z żelaza z domieszką niklu.
Pole magnetyczne
Ziemia wytwarza pole magnetyczne zwane polem magnetycznym Ziemi pole to odpowiada w przybliżeniu polu wytworzonemu przez wielki magnes w kształcie kuli, którego bieguny położone są w pobliżu biegunów geograficznych. Oś magnetyczna nie pokrywa się jednak z osią obrotu Ziemi, lecz jest od niej odchylona o kilkanaście stopni i zmienia swoje położenie w czasie (obecnie odchylenie to wynosi około 11).

Główne parametry planety Ziemi

Objętość

1,083 x 1012 km3

Masa

5,975 x 1024 kg

Średnia gęstość

5,52 g/cm3

Średni promień

6371,00 km

Największy promień (równikowy)

6378,14 km

Najmniejszy promień (biegunowy)

6356,75 km

Różnica długości promienia pomiędzy równikowym a biegunowym

21,39 km

Spłaszczenie biegunowe

0,0034

Największa średnica

12 756,28 km

Obwód wzdłuż równika

40 075,00 km

Obwód wzdłuż południków

40 007,40 km

Powierzchnia

510,066 mln km2

Czas obrotu wokół osi

23 godz. 56 min 4,09 s

Średnia prędkość ruchu obrotowego na równiku

468,8 m/s

Najbliższa odległość od Słońca (w peryhelium)

147,1 mln km

Najdalsza odległość od Słońca (w aphelium)

152,1 mln km

Czas obiegu wokół Słońca

365 dni 5 godz. 48 min 45,975 s

Średnia prędkość ruchu po orbicie

29 600 m/s

Średnie przyspieszenie grawitacyjne

9,81 m/s2

Prędkość ucieczki (II prędkość kosmiczna)

11,2 km/s

Nachylenie płaszczyzny równika do płaszczyzny ekliptyki (orbity Ziemi)

23°26'21''

3

KSZTAŁT ORBITY- orbita Ziemii jest nieznacznie eliptyczna, różnica między peryhelium a aphelium wynosi 5,1 mln km przy sredniej odległości 149,5 mln km

CHARAKTER I PRĘDKOŚĆ RUCHU OBIEGOWEGO- ruch Ziemi wokół Słońca po orbicie o kształcie elipsy w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara (z punktu widzenia obserwatora patrzącego na północną półkulę).

Prędkość liniowa tego ruchu zmienia się w zależności od położenia na elipsie orbity i wynosi od 29,291 km/s do 30,287 km/s. Ziemia obiega Słońce w ciągu jednego roku gwiazdowego, czyli: 365 dni 6 godzin 9 minut 9,54 s.

Ruch obrotowy Ziemi - inaczej ruch wirowy Ziemi - obrót Ziemi wokół własnej osi. Czas jednego obrotu względem odległych gwiazd wynosi 23 godziny 56 minut i 4,1 sekundy. Okres ten nazywa się dobą gwiazdową. Na równiku prędkość wywołana obrotem Ziemi wynosi około 1674,4 km/h], bieguny natomiast pozostają w miejscu

PRECESJA- Polega ona na tym, że północny biegun Ziemi nie jest ustawiony w przestrzeni kosmicznej sztywno, w jednym kierunku, lecz zatacza koło. Oś obrotu Ziemi sama obraca się, „mierząc” w coraz to nowe punkty na tle gwiazd. Pełny obrót osi - czyli właśnie cykl precesji - trwa około 26 000 lat.

Nutacja osi Ziemi, okresowe wahania osi obrotu Ziemi nakładające się na jej ruch wywołany zjawiskiem precesji.
Nutacja powstaje w wyniku zmian położeń Słońca i Księżyca względem równika oraz ich odległości od Ziemi. Zmiany te wywołują zmienność sił wywieranych przez Słońce i Księżyc na glob ziemski. W przypadku Ziemi głównym źródłem sił pływowych są Słońce i Księżyc, które stale zmieniają swoje względne położenie powodując nutację osi ziemskiej.
Nutacja przejawia się w okresowych zmianach zarówno prędkości cofania się punktu równonocy wiosennej po ekliptyce, jak też nachylenia równika do ekliptyki.

Planeta podwójna - nieoficjalne i niezdefiniowaneokreślenie na układ podwójny składający się z dwóch obiektów o masie planetarnej - planet lub planet karłowatych.
Stosunek mas Ziemi i Księżyca stosunek wynosi 0,01230.
Bardzo wyraźnie odczuwamy wpływ sily Ksiezyca na Ziemie- to ona decyduje o powstawaniu pływów morskich, oraz wpływa na hamowanie ruchu obrotowego naszej planety.

Zaćmienie Słońca - zjawisko astronomiczne powstające, gdy Księżyc znajdzie się pomiędzy Słońcem a Ziemią i tym samym przesłoni światło słoneczne.(2-5 na rok)

Zaćmienie Księżyca zachodzi, gdy Ziemia znajduje się między Słońcem a Księżycem będącym w pełni i Księżyc (naturalny satelita Ziemi) "wejdzie" w stożek cienia Ziemi

Barycentrum-środek ciężkości ciałą lub układu ciał jest punktem, w którym przyłożona jest wypadkowa siła ciężkości danego ciała; geometryczny środek ciężkości dwóch lub więcej mas związanych siłą grawitacji. Dla układu Ziemia - Księżyc berycentrum znajduje się około 1700 km pod powierzchnią Ziemi.

4

Ziemia ma kształt spłaszczonej na biegunach kuli, nazywanej elipsoidą obrotową lub geoidą.

Dowody potwierdzające kulistość Ziemi:

- wyprawa Magellana

- loty kosmiczne

- zdjęcia satelitarne

- kształt Księżyca

Szerokością geograficzną punktu nazywamy jego odległość od równika. Szerokość liczymy w stopniach (od 0o do 90o), w kierunku na północ lub na południe od równika

Długością geograficzną punktu nazywamy łuk równoleżnika od południka zerowego do tego punktu. Długość liczy się w stopniach (od 0o do 180o) na wschód lub zachód o południka zerowego.


Elipsoida - powierzchnia, której wszystkie przekroje płaskie są elipsami. Czasem tym słowem oznacza się też bryłę, ograniczoną tą powierzchnią. Szczególnym przypadkiem elipsoidy jest elipsoida obrotowa, powierzchnia ograniczona powstała przez obrót elipsy wokół własnej osi symetrii.

Geoida - bryła, której powierzchnia w każdym miejscu jest prostopadła do pionu wyznaczonego przez siłę ciężkości. Geoida jest teoretyczną powierzchnią, na której potencjał siły ciężkości Ziemi jest stały, równy potencjałowi siły ciężkości na średnim poziomie mórz otwartych i przedłużoną umownie pod powierzchnią lądów. Ponieważ zawiera ona lustro wody w morzach i oceanach dodatkowo określana jest jako Geoida Zerowa. Jako powierzchnia ekwipotencjalna, geoida w każdym swym punkcie jest prostopadła do kierunku siły ciężkości (lokalnego pionu).

Ponieważ 71% powierzchni naszej planety stanowią oceany, przeto najbardziej reprezentatywne przybliżenie figury Ziemi stanowi geoida. Jednak pod lądami przebieg geoidy jest skomplikowany ze względu na bardzo urozmaicony rozkład przestrzenny gęstości, głównie w przypowierzchniowych warstwach skorupy ziemskiej. Henri Poincaré (1854-1912) wykazał, że jest niemożliwe wyrażenie w sposób ścisły równania geoidy na obszarze lądów i oceanów jedną funkcją analityczną.

Przebieg geoidy jest efektem równowagi pewnych sił, jest ona zatem powierzchnią dynamiczną, stale ulegającą pewnym okresowym zmianom. W praktyce korzysta się z modelu geoidy, czyli zbioru liczb będących wartościami wysokości geoidy w węzłach siatki geograficznej.

Pojęcie geoidy wprowadził w 1873 J. F. Listing.

5

Ruch obrotowy:
- występowanie dnia i nocy
- spłaszczenie Ziemi przy biegunach
- występowanie siły Coriolisa
- różnica czasu słonecznego pomiędzy miejscami położonymi na różnych południkach
- pozorny dobowy ruch Słońca i innych gwiazd po niebie.
Ruch obiegowy:
- występowanie astronomicznych pór roku
- zmiana oświetlenia Ziemi w ciągu roku
- zmiana wysokości górowania Słońca nad widnokręgiem.
- zmiana miejsca wschodu i zachodu Słońca nad widnokręgiem
- zmienna długość trwania dnia i nocy.

Ekliptyka jest więc kołem wielkim na sferze niebieskiej po którym Słońce odbywa widomy ruch roczny.

Nie należy mylić ekliptyki i orbity Ziemi. Ekliptyka jest widomą drogą Słońca, jest wielkim kołem leżącym na sferze niebieskiej, natomiast orbita Ziemi leży w przestrzeni i jest elipsą. Ekliptyka i orbita Ziemi tylko mają ze sobą wspólnego, że leża w jednej płaszczyźnie.

Nachylenie równika niebieskiego do ekliptyki jest stałe co do kierunku i co do kąta który wynosi 23º27'.

Układ współrzędnych równonocnych - układ współrzędnych astronomicznych, którego kołem podstawowym jest równik niebieski (będący rzutem równika ziemskiego na sferę niebieską), a punktem początkowym punkt Barana oznaczany symbolem γ (odpowiednikiem punktu Barana w systemie ziemskich współrzędnych geograficznych jest południk Greenwich). Biegunami układu są północny i południowy biegun niebieski (będące rzutami biegunów geograficznych na sferę niebieską). Koła wielkie przechodzące przez te bieguny nazywa się kołami godzinnymi.

Deklinacja, δ - łuk koła godzinnego przechodzącego przez rozpatrywane ciało niebieskie, zawarty pomiędzy płaszczyzną równika niebieskiego a promieniem łączącym dane ciało niebieskie ze środkiem sfery niebieskiej.

Deklinacja zmienia się w zakresie od 90° (biegun północny) przez 0° (równik niebieski) do -90° (biegun południowy).

Rektascensja, α - (wznoszenie proste) jest łukiem równika niebieskiego zawartym pomiędzy punktem Barana a płaszczyzną koła godzinnego danego ciała niebieskiego).

Siła Coriolisa spowodowana dziennym ruchem obrotowym działa na poruszające się poziomo na Ziemi ciała, osiągając największe wartości na biegunach (przy ruchu poziomym wektory ω i v są prostopadłe, niezależnie od kierunku v), a jej składowa pozioma zanika na równiku. Siła Coriolisa działa na spadające swobodnie ciała, odchylając je od pionu w kierunku wschodnim. Siła działająca na jednostkową masę nazywa się przyspieszeniem Coriolisa. Jej istnienie zauważył Gaspard Gustave de Coriolis (1792-1843), francuski matematyk.

Fcor = -2m ω×v,
gdzie m - masa ciała, ω - wektor prędkości kątowej obracającego się układu, v - wektor prędkości liniowej ciała mierzony w obracającym się układzie odniesienia.

Pierwszą prędkość kosmiczną, odpowiadającą prędkości niezbędnej do umieszczenia ciała na niskiej, kołowej orbicie wokółziemskiej

(wynosi ona 7,91 km/s).

Prędkość ucieczki, uogólnienie drugiej prędkości kosmicznej dla dowolnego (niekoniecznie ziemskiego) pola grawitacyjnego. Jest to najmniejsza prędkość potrzebna do opuszczenia danego pola grawitacyjnego. Jeśli teoretyczna prędkość ucieczki byłaby większa od prędkości światła, to źródło pola staje się czarną dziurą.

Aberracja światła, pozorna zmiana położenia obserwowanego obiektu astronomicznego spowodowana skończoną wartością prędkości światła oraz ruchem obserwatora (najczęściej związanego z Ziemią) w czasie, w którym promień światła pokonuje drogę od ciała niebieskiego do obserwatora. Rozróżnia się aberrację światła dobową (wynikającą z ruchu obrotowego Ziemi), roczną (spowodowaną ruchem orbitalnym Ziemi) i wiekową (spowodowaną ruchem Układu Słonecznego). Aberrację światła odkrył 1728 J. Bradley.

Libracja (łc. libratio) astr. typ zjawiska polegający na oscylacyjnym, wahadłowym, nieregularnym ruchu Księżyca lub planety, co pozwala na obserwację więcej niż połowy tarczy tego obiektu.

Libracja Księżyca, wspólna nazwa kilku zjawisk, w wyniku których z Ziemi widoczne jest łącznie więcej niż połowa tarczy Księżyca. Wyróżnia się libracje geometryczne (inaczej: optyczne) i libracje fizyczne. Ruch Księżyca wokół środka układu Ziemia-Księżyc odbywa się po elipsie, przy czym środek wymienionego wyżej układu jest jednym z jej ognisk.

6

Paralaksa to zjawisko pozornej zmiany położenia obiektu oglądanego z dwóch kierunków. W praktyce najłatwiej zobaczyć zmianę położenia na tle innych, odległych obiektów.

Paralaksą geocentryczną nazywamy paralaksę, której bazą jest promień Ziemi, czyli taką, którą mierzymy z punktów odległych od siebie o promień Ziemi. Wyznaczamy ją np. dla planet Układu Słonecznego, Księżyca czy też sztucznych satelitów Ziemi. Ich położenia mierzymy na tle odległych gwiazd.

Satelitę, który krąży po orbicie kołowej przebiegającej nad równikiem Ziemi, w taki sposób, że stale znajduje się nad wybranym punktem równika, nazywamy satelitą geostacjonarnym. Satelity te krążą na orbitach znajdujących się na wysokości 35 786 km nad równikiem czyli 42 160 km od środka Ziemi. Paralaksa geocentryczna jest wygodna do pomiarów odległości w Układzie Słonecznym.


Paralaksa heliocentryczna (p - kąt paralaksy).
0x01 graphic

Paralaksa roczna (paralaksa heliocentryczna)- związana z ruchem Ziemi po orbicie wokółsłonecznej. Paralaksa heliocentryczna stała się podstawą definicji parseka - jednostki odległości używanej w astronomii: 1 pc jest to odległość ciała od Ziemi, dla której paralaksa roczna wynosi 1 sekundę kątową. Parsek jest czasem za mały na określenie odległości, więc astronomowie stosują jego wielokrotność: kiloparsek (kps) = tysiąc parseków i megaparsek (Mps) = milion parseków.


7

Właściwości Słońca

Słońce jest wielką kulą rozżarzonych gazów, odległą od nas o 150 mln km. Jego średnica jest 109 razy większa od średnicy Ziemi, a mogłoby ono pomieścić w sobie ponad milion takich globów jak nasz. Na powierzchni Słońca temperatura wynosi około 6000o C, ale w jego wnętrzu przekracza 16 mlno C. Słońce wysyła także promienie rentgenowskie i ultrafioletowe, szkodliwe dla zdrowia człowieka.

Stała słoneczna, natężenie promieniowania słonecznego, czyli ilość energii cieplnej (cal), jaką otrzymuje jednostka powierzchni (cm2) ustawionej prostopadle do biegu promieni w ciągu jednostki czasu (min), dopływająca do górnej granicy atmosfery.
Wartość stałej słonecznej wynosi 1381,6 W/m2=1,98 cal/ /cm2min. Stała słoneczna zależy od zdolności emisyjnej Słońca i od odległości pomiędzy Ziemią a Słońcem.
Przy dużej przezroczystości atmosfery i pionowym padaniu promieni słonecznych do powierzchni Ziemi (0 m n.p.m.) dochodzi 85% ilości energii, a ze względu na zachmurzenie przeciętnie 70%, przy wysokości Słońca 45° - 55%, a przy wysokości 10° tylko 6,5%.

Rozkład usłonecznienia na powierzchni Ziemi

0x01 graphic

8

Przedmiot badań

GEOMORFOLOGIA - nauka o formach powierz. Ziemi, zajmuje się opisem, klasyfikacją, genezą, wiekiem, ewolucją pojedynczych i zespołów form rzeźby.

Podział procesów geomorfologicznych

9 i 10

Wietrzenie- rozpad mechaniczny i rozkład chemiczny skał wskutek działania energii słonecznej, powietrza, wody i organizmów. Zachodzi na powierzchni Ziemi i w jej powierzchniowej strefie zwanej strefą wietrzenia(głębokość od kilku do kilkudziesięciu metrów). Produktem wietrzenia są między innymi zwietrzelina, rumowisko, glina zboczowa, arkoza. Wietrzenie dzielimy na:

Wietrzenie fizyczne

(skały rozsadzają się na płyty)spowodowany dobowymi wahaniami temperatury. W ciągu dnia, wskutek działania promieni słonecznych nagrzewa i rozszerza się zewnętrzna, cienka powłoka skały. W nocy, pod wpływem obniżonej temperatury, powłoka kurczy się powodując znaczne naprężenia pomiędzy wystawioną na bezpośrednie oddziaływanie temperatury, zewnętrzną częścią, a resztą skały.

Wysokie dobowe zmiany temperatury prowadzą do występowania wielkich naprężeń, odpęknięcia i odpadania zewnętrznych części skały. Zjawisko eksfoliacji najczęściej zaobserwować można w górach, na stepach i pustyniach, obszarach pozostających pod wpływem klimatów kontynentalnych.

woda zamarzająca w szczelinach skalnych zwiększa swoją objętość o ok. 9% rozsadzając skałę; produkty: rumowiska skalne, gołoborza, pył

charakterystyczne dla obszarów o dużych amplitudach dobowych temperatur; intensywnie przebiega w przypadku skał ciemniejszych; może występować w dwóch formach: rozpad ziarnisty na skutek różnej rozszerzalności cieplnej oraz wietrzenia skorupowego (łuszczenie się skały), czyli odrywanie przypowierzchniowej warstwy skalnej, która była najbardziej narażona na wahania temperatury

krystalizująca w szczelinach skalnych sól, podobnie jak woda, zwiększa swoją objętość i rozsadza skałę; gdy proces zachodzi na powierzchni skały, tworzą się polewy i skorupy zwane lakierem pustynnym

skały ilaste mają właściwości higroskopijne, pod wpływem wody znacznie pęcznieją; gdy woda odparowuje, skały kruszeją i powstają szczeliny

Wietrzenie chemiczne

skały takie jak gipsy, chlorki, dolomity, wapienie rozpuszczają się całkowicie, natomiast margle, piaskowce ulegają częściowemu rozpuszczeniu, w czasie rozpuszczania zachodzi proces solwatacji - łączenie się cząstek rozpuszczalnika z cząsteczkami substancji rozpuszczanej.

proces rozpuszczania i wymywania minerałów.

zachodzi pod wpływem wody i powoduje rozpad minerałów na części zasadowe i kwaśne, które łatwiej erodują. Dotyczy głównie krzemianów oraz skaleni.

przemiana minerałów bezwodnych w słabo uwodnione, nie niszczy minerałów ale zmienia ich własciwosci fizyczne np. suche iły - zwięzłe, uwilgotnione - wzrasta objętość, spada spoistość; czerwony bezwodny hematyt w połączeniu z wodą daje mniej zwięzły żółty limonit; anhydryt po połączeniu z wodą daje gips.

przekształcenie minerałów (głównie krzemianów i glinokrzemianów) w węglany. Przykładem jest węglan wapnia, który w połączeniu z wodą zawierającą dwutlenek węgla przechodzi w łatwo rozpuszczalny kwaśny węglan wypłukiwany przez wodę.

minerały łączą się z tlenem np. zamiana siarczków na siarczany.

pozyskiwanie elektronów walencyjnych, zmiana formy utlenienia związku z wyższego poziomu na niższy.

proces produkcji przez organizmy substancji organicznych (np. hemoglobina, chlorofil, kwasy humusowe i fulwowe), w centrum związku występuje metal, który jest związany z pierwiastkami C,N,H,O, proces ten powoduje dekompozycje skał, które zawierają w swym składzie metale.

Wietrzenie biologiczne

korzenie roślin wciskają się w szczeliny skalne i rozpychają je

działanie substancji organicznych będących produktami zwierzęcymi lub roślinnych

np. bakterie beztlenowe zamieniają gips w siarkę

przedostawanie się wody przez nory i korytarze wspomaga wietrzenie chemiczne

Produktem wietrzenia (zarówno fizycznego jak i chemicznego) jest zwietrzelina.

Intensywność i charakter wietrzenia zależą od rodzaju skały oraz od warunków klimatycznych (głównie od ilości wody oraz temperatury). W klimacie suchym (pustynnym) przeważa wietrzenie fizyczne. W klimacie gorącym i wilgotnym - wietrzenie chemiczne.

Denudacja - degradacja, procesy denudacyjne-procesy niszczące powodujące wyrównywanie i stopniowe obniżenie powierzchni Ziemi. Obejmuje procesy takie jak wietrzenie i erozja (ruchy masowe -przemieszczanie okruchów skalnych (efektów dezintegracji blokowej i ziarnowej) z terenów wyżynnych na nizinne, powodujące wyrównanie terenu (peneplenizacja)). Zazwyczaj transportowany materiał trafia ostatecznie do oceanów, gdzie jest deponowany w postaci skał okruchowych jak piaskowce. Na obszarach obfitych w zwietrzelinę denudacja zmierza do obniżenia podłoża skalnego.

Średnia prędkość "zdzierania kontynentów" wynosi około 6 mm/1000 lat. Po odciążeniu terenu przez denudację zwykle następują ruchy tektoniczne, które wynoszą obniżony teren.

Wyróżnia się cztery stadia denudacyjne:

Erozja - proces niszczenia powierzchni terenu przez wodęwiatrsłońcesiłę grawitacji i działalność organizmów żywych (w tym człowieka).

Efekty działania erozji:

Rodzaje erozji:

erozja lodowcowa (glacjalna)- to żłobienie terenu przez płynący lodowiec, który:

erozja wodna