Zem a zemsk zdroje Vesmr Vesmr obsahuje vetko

Zem a zemské zdroje

Vesmír

Vesmír obsahuje všetko, od subatómových častíc až po superkopy galaxií. Najuznávanejšou vedeckou teóriou vzniku vesmíru je teória veľkého tresku (Big Bang). Predpokladá sa , že vesmír vznikol z obrovskej explózie pred 16, 5 miliardami rokov. Veľký tresk vznikol výbuchom superhustej a vysoko teplotnej hmoty, ktorej rozpínanie trvá dodnes a určil aj samotný vesmírny priestor.

Galaxia je zhluk hviezd, hmlovín a medzihviezdneho materiálu. Obsahuje 100 -3000 miliárd hviezd. Galaxie sa formujú vplyvom protogalaxie v dôsledku jej hmotnosti, rotačného momentu, charakteru zloženia látky strednej hustoty a zhluku látky medzigalaktickej hmoty vplyvom gravitácie. Galaxia môže mať oválny, špirálový a nepravidelný tvar.

Galaxia oválna

Galaxia špirálovitá

Hmloviny a hviezdokopy

Hmlovina je mrak prachu a plynu vo vnútri galaxie. Emisná hmlovina žiari, ak plyn vyžaruje svetlo v dôsledku radiácie horúcich malých hviezd. Tmavé hmloviny tienia svetlo emisných hmlovín, čím sa javia ako obrysy. Planetárna hmlovina je plyn vzďaľujúci sa od jadra zanikajúcej hviezdy. Hviezdokopy sú tvorené skupinou hviezd.

Emisná hmlovina

Tmavá hmlovina

Planetárna hmlovina

Hviezdy

Hviezdy vznikajú v hmlovinách. Majú rôznu veľkosť (450 -krát menšiu alebo 1000 -krát väčšiu ako je priemer Slnka) a teplotu (3 000 až 50 000 °C). Energia vzniká jadrovou syntézou v strede hviezdy.

Malé hviezdy majú hmotnosť najviac 1, 5 násobku hmotnosti Slnka. Vznikajú gravitačným kolapsom plynu a prachu. Zvyšuje sa tým teplota až po začatie jadrovej reakcie, pri ktorej sa H mení na He. Priemerná doba premeny H na He je 10 miliárd rokov.

Ak sa He-jadro zmenšuje: - zvyšuje sa teplo jadrových reakcií, - He sa mení na C, - vonkajšie vrstvy hviezdy sa rozpínajú a chladnú, svietivosť klesá, - vznikne červený obor, - po celkovej premene He jadra sa vonkajšie obaly hviezdy rozplynú do formy planetárnej hmloviny, - zvyšok jadra sa mení - na bieleho a po jeho vychladnutí - na čierneho trpaslíka.

Mohutné hviezdy

Mohutné hviezdy majú 3 – 50 násobnú hmotnosť Slnka. Premena He je rýchlejšia a trvá len niekoľko miliónov rokov. Z mohutnej hviezdy vzniká červený nadobor. Zánik – zrútenie jadra spôsobuje explóziu nazývanú supernova. Menšie hviezdy tohto typu sa zmršťujú na husté, neutrónové hviezdy a väčšie sa zmršťujú do štádia čiernej diery.

Neutrónové hviezdy sú pozorované ako pulzary – majú rýchlu rotáciu a vyžarovanie dvoch zväzkov rádiových vĺn.

Čierne diery majú extrémne vysokú gravitáciu, v dôsledku čoho z nich neuniká ani svetlo. Sú neviditeľné, ale dajú sa detekovať. Gravitácia priťahuje plyn z blíz-kej hviezdy a vytvá-ra akrečný disk vo forme špirály. Ukazuje to pohyb hmoty do čiernej diery.

Mliečna dráha našej galaxie

Naša galaxia sa sformovala pred 10 -12 miliardami rokov. Obsahuje 150 miliárd hviezd. Má tvar plochého disku špirálovitej štruktúry, s priemerom 100 000 svetelných rokov. Slnečná sústava sa nachádza v galaktickej rovine, na okraji jedného z jej špirálových ramien.

Naša Slnečná sústava vznikla asi pred 4, 6 miliardami rokov. Má svoje planéty, ich mesiace, planétky, kométy a meteority. Všetky obiehajú okolo Slnka a tvoria slnečnú sústavu. Okolo Slnka obieha 9 planét s 33 mesiacmi, viac ako 150 000 planétiek, veľké množstvo komét a meteoritov.

Planéta Zem

Charakteristiky Zeme Vývoj Zeme je úzko spätý s fyzikálnymi zákonmi vesmíru. Veľmi citlivo reaguje na všetky výkyvy rovnovážneho stavu tohoto systému.

Celková plocha zeme je 510 069 000 km 2, z čoho kontinenty a ostrovy zaberajú 149 000 km 2. Na moria a oceány pripadá 361 000 km 2. Tento priestor sa nazýva hydrosférou. Vzdušný oceán, obklopujúci Zem, tvorí atmosféru. Spodné vrstvy atmosféry sú presýtené vodnými parami, ktoré sa zrážajú na prachových časticiach a vytvárajú oblaky.

Zem rotuje okolo svojej osi s premenlivou uhlovou rýchlosťou rotácie. Tieto zmeny spomaľujú ročnú periodickú zmenu asi o 22 milisekúnd. Spôsobuje to pravidelné klimatické zmeny na zemskom povrchu vo forme presunov vzdušných hmôt, ľadu a snehu. Rotácia Zeme

Obeh Zeme okolo Slnka Zem obieha okolo Slnka rýchlosťou 29, 785 km. s-1, po mierne excentrickej dráhe. Stredná vzdialenosť Zeme od Slnka je 149 597 926, 5 km. Rovina dráhy Zeme okolo Slnka sa nazýva ekliptika. Rotačná os Zeme je od kolmice na ekliptiku odklonená o uhol 23, 5°.

Malá excentricita dráhy (0, 0167) spôsobuje zmeny vzdialenosti Zeme od Slnka a zmeny jej dráhovej rýchlosti. Stredná vzdialenosť Zeme od Slnka 149 597 926, 5 km je zároveň aj astronomickou jednotkou.

Precesia Precesný, dlhodobý pohyb zemskej osi zapríčiňujú príťažlivé sily Mesiaca, Slnka a zmeny polohy zemskej dráhy, spôsobené príťažlivými silami planét. Zemská os pri precesii akoby vytvárala kužeľové teleso. Celý takýto obeh trvá 25 780 rokov a nazýva sa Platónsky rok.

Nutácia Periodické zmeny polohy dráhy Mesiaca vzhľadom na zemský rovník, ako i meniace sa vzájomné polohy Slnka, Zeme a Mesiaca, sú príčinou mnohých zmien v precesnom pohybe zemskej osi – nutácie. Prejavujú sa v tom, že os Zeme opisuje nutačnú elipsu, na obvode ktorej vzniká niekoľkosekundové zvlnenie precesného kužeľa, po ktorom sa rotačná os pohybuje okolo pólu ekliptiky precesnou uhlovou rýchlosťou.

Slapy Zeme V mieste najbližšom k nebeskému telesu pôsobí gravitačné zrýchlenie maximálnou a v protiľahlom bode Zeme minimálnou silou. Z týchto dvoch okrajových gravitačných zrýchlení môžeme vypočítať priemerné gravitačné zrýchlenie.

Vo všetkých bodoch Zeme pôsobí aj odstredivé zrýchlenie. Je rovné priemernému gravitačnému zrýchleniu, ale má opačný smer. Ak sa pevná Zem, prípadne morská voda posunie k rušivému nebeskému telesu, nastane opačný posun aj v protiľahlom bode Zeme.

Tvar Zeme Podlieha dynamickým zmenám v rôznom merítku. Globálne sa vzťahujú na celú Zem. Ide o pohyb pólov, nepravidelnosť zemskej rotácie, zmena polohy hmotného stredu Zeme, zmena osi zotrvačnosti Zeme, výškové zmeny hladín morí a oceánov, morské prílivy, slapy zemskej kôry. Veľkopriestorové majú charakter kontinentálny, alebo sa vzťahujú na oceány. Patria sem pohyby blokov litosféry, zmeny hladín morí a oceánov, zmeny slapov zemskej kôry. Regionálne geodynamické javy určujú zmeny polohy bodov zemského povrchu a smery zemskej príťažlivosti. Lokálne charakterizujú pohyby zemskej kôry, spôsobené najmä procesmi v horných vrstvách zemskej kôry a na povrchu Zeme.

Teleso s väčšou hmotnosťou pritiahne teleso s menšou hmotnosťou. Vzájomná príťažlivosť hmoty spôsobila akréciu protoplanetárnej hmoty pri vzniku našej Zeme. Zem sa sformovala do guľatého tvaru, ktorý je z pohľadu gravitácie najvýhodnejší. Gravitačné pole Zeme, závislé od jej hmotnosti, je dostatočne veľké a udeľuje predmetom pri voľnom páde zrýchlenie g = 9, 78 m. s-2. Gravitačná sila

Celkový účinok gravitačného a odstredivého zrýchlenia vytvára tzv. tiažové zrýchlenie. Odstredivé zrýchlenie znižuje hodnotu gravitačného zrýchlenia o určitú časť. V dôsledku toho dochádza k preskupovaniu hmoty Zeme od pólov k rovníku, čo pretvára pravidelnú guľu Zeme na rotačný sploštený elipsoid.

Geoid predstavuje idealizované zemské teleso, reprezentované strednou hladinou morí a oceánov, s rovnakým potenciálom tiažového poľa Zeme (ekvipotenciálna hladina).

Geoid by bol pravidelným rotačným elipsoidom len v tom prípade, ak by bola hustota zemskej hmoty všade rovnaká. V dôsledku inhomogenity zemskej hmoty však miesta s rovnakou príťažlivosťou nemajú od stredu Zeme rovnakú vzdialenosť. Povrch geoidu je teda zvlnený. Sploštenie Zeme má pomer 1: 298, 25 čo znamená, že polárna poloos je o 21, 38 km kratšia ako rovníková poloos s dĺžkou 6378, 137 km (meranie 1984).

Zvlnenie geoidu Odchýlky od geocentrického referenčného elipsoidu sú v rozsahu menej ako 110 m. Odchýlky sú prejavom zmien hustoty vo vnútri Zeme v horizontálnom smere. Ťažké hmoty spôsobujú vydutie a ľahšie hmoty zasa preliačinu na ekvipotenciálnej ploche.

Mapa geoidu, na ktorej pomocou kladných a záporných hodnôt možno sledovať, o koľko metrov je hladina geoidu nad resp. pod referenčným elipsoidom. Červené miesta sú 85 m nad a modré 107 m pod referenčným elipsoidom.