Země jako vesmírné těleso
NÁZORY NA VZNIK PLANETY ZEMĚ
– Podle představ současné vědy se naše planeta vyvíjela současně s ostatními planety naší Sluneční soustavy.
– Časová periodizace země se vyvozuje z poznatků studia stavby a vývoje zemské kůry a zkamenělin
– Nejdelším časovým úsekům odpovídají nejmohutnější souvrství hornin, které jsou umístěny v největších hloubkách neporušené zemské kůry
– Planeta Země se začala vyvíjet asi před 4,6 mld. let
– Domněnkami vzniká názor, že země vznikla shlukováním mezihvězdné hmoty a teprve potom došlo k jejímu roztavení. Když se teplota povrchu snížila, začaly ze žhavého magmatu vznikat pevné horniny jako zárodky zemské kůry
– Vznik zemské kůry představuje začátek geologického období
– Mocnost tuhnoucí zemské kůry se postupně zvětšovala, vznikaly tak zárodky budoucích světadílů. Toto období trvalo asi 1 mld. Let
Prvotní zemská atmosféra vznikala z plynů, které unikaly ze zemského nitra.
Po dostatečném ochladnutí prvotní atmosféry začala z ní kondenzovat voda. Postupně se hromadila v zemských prohlubních a vznikl tak základ prvotní hydrosféry.
– Nejstarší představy
– původně představy tvaru krychle, válce, placky.
– Aristoteles (4. st. př. n. l.) – zjistil, že Země vrhá stín na Měsíc – je kulatá
– I. Newton – zjistil, že Země má tvar rotačního elipsoidu
– v 19. st. zaveden pojem geoid (pro potřeby kartografie později rotační elipsoid)
– Charakteristika země
– kulový tvar
– nehomogenní
– zploštělá v oblasti pólů + vlivem rotace Země
– vzdálenost od Slunce: 149,6 mil. km
– poloměr: 6378 km
– plocha: 510 mil. km2
Vesmír:
– soubor všech kosmických těles, která na sebe vzájemně působí.
– Stáří vesmíru je odhadováno na 15-18 mld. Let.
– Teorií vzniku vesmíru se zabývají kosmologické hypotézy (nejznámější je hypotéza velkého třesku= asi před 15 mld. Let existovala látka o vysoké teplotě a superhustém stavu. V této látce nastal výbuch, tzv. Velký třesk, látka se začala rozpínat a začaly se tvořit struktury, základy budoucích kosmických těles: hvězdy, planetky, planety, měsíce, komety a meteoroidy.
Galaxie:
– Hvězdné soustavy obsahující miliardy hvězd.
– Naše galaxie tzv. Mléčná dráha má tvar spirálovitého disku a obsahuje asi 150 mld. hvězd. Uskupení hvězd má 3 skupiny:
a) Spirálové
b) Eliptické
c) Nepravidelné
Galaktický rok: 225- 250 mil pozemských let, doba oběhu Slunce kolem středu Galaxie
Hvězdy:
– Kulová gravitačně vázaná tělesa tvořena z plazmy.
– Probíhají v nich termojaderné reakce, které vytvářej vysokou teplotu a zářící světlo.
– Hvězdy jsou základními stavebními prvky vesmíru (cca 90% viditelné hmoty vesmíru)
– Významné jsou Polárka, Vega
– Největší hvězda je Slunce, druhá největší je Proxima Centauri
Planety:
– = Oběžnice
– Větší tělesa obíhající kolem hvězdy
– Nemají vlastní zdroj záření, svítí pouze světlem odraženým od hvězdy
MERKUR, VENUŠE, ZEMĚ, MARS, JUPITER, SATURN, URAN, NEPTUN
– Merkur- planeta ohně a ledu, značné teplotní rozdíly, jako jediný nemá atmosféru
– Venuše- Jitřenka i Večernice, velmi pomalá rotace, nejjasnější těleso
– Země- živá planeta
– Mars- rudá planeta, 2 měsíce, červená barva symbolizuje železo
– Jupiter- největší planeta, Gravitační síla na všechny tělesa kolem, 16 měsíců, Jupiterův měsíc Ganymédes je větší než Merkur
– Saturn- pán prstenů, 18 měsíců, tvořen prachem a kamením
– Uran- tvořen z plynného vodíku a hélia, atypický sklon osy
– Neptun- obsahuje methan, proto má modrý vzhled, velmi podobný charakter Uranu
– Pluto- nejmenší planeta, velmi protáhlá dráha oběhu
Planety sluneční soustavy tvoří 2 skupiny:
1. Terestrické planety (planety zemského typu, mají pevné vnitřní jádro)- Merkur, Venuše, Země, Mars. Jedná se o planety stejného složení a srovnatelných rozměrů.
2. Velké planety- Jupiter, Saturn, Uran a Neptun, jsou tvořeny zkapalněnými plyny a pravděpodobně pevným jádrem. Kolem těchto velkých planet jsou tzv. prstence (prstencovité útvary tvořené meteorickým prachem a balvany), tzv. plynné planety
Planetky:
– Mešní planety obíhající kolem slunce
– Pás planetek najdeme mezi Marsem a Jupiterem
– Nově se řadí do planetek Pluto
Měsíce:
– přirozené družice planet, obíhající kolem nich.
– Jsou tvořeny pevnými tělesy.
Komety:
– menší tělesa obíhající kolem hvězdy po protáhlých drahách.
– Jádro komety tvoří prach a led
– kolem jádra je plynoprachový obal přecházející v ohon, který je protáhlý vždy směrem od hvězdy
– Halleyova kometa- periodická kometa
Meteoroidy: malá tělesa meziplanetární hmoty, velikost řádově v metrech
– Meteor: záblesk záření meteoroidu při průletu zemskou atmosférou
– Meteorit: zbytek meteoroidu, který dopadl na Zemi.
– Na místě dopadu vzniká meteoritový kráter.
– Meteority se rozdělují na železné a kamenné (podle chem. Složení a podle hustoty)
– Meteorické roje: astronomický jev, z jednoho místa vylétává mnoho meteoritů
– Perseidy v srpnu
– Leonidy v listopadu
Měsíc:
– je přirozená družice země
– Má poloměr 4 menší než země
– Je to dosud jediné vesmírné těleso, na kterém stanul člověk (Neil Armstrong 1969)
– obíhá kolem země po eliptické dráze, jejíž střední vzdálenost je 384 000 km.
– Vykonává dva pohyby:
– Kolem své osy (Měsíc se točí kolem své osy za stejnou dobu jako je doba oběhu kolem Země, proto se přivrací k Zemi stále stejnou stranou)
– Kolem Země (Měsíc při oběhu okolo země mění tvar osvětlené části z oka pozorovatele. Důvodem je změna vzájemné polohy vůči slunci. Stav osvětlení se nazývá fáze)
a. Nov- nebo novoluní, Měsíc je mezi Zemí a Sluncem (ozářená strana měsíce je odvrácená od země) měsíc ze země není vidět.
b. 1. čtvrť- měsíc dorůstá- (tvar písmene D) je vidět polovina přivrácené strany
c. Úplněk- Měsíc je na opačné straně než slunce, je vidět celá přivrácená strana
d. 3- čtvrť- Měsíc couvá- tvar písmene C, je vidět polovina přivrácené strany
Doba mezi dvěma následujícími úplňky je asi 29,5 dne.
Zatmění je jev, kdy jedno Vesmírné těleso vstoupí do stínu jiného vesmírného tělesa.
1. Zatmění Slunce- Měsíc se dostane mezi Slunce a zemi a vrhá na ni stín. Zatmění je vidět jen na malé části země (přibližně velikosti Čech) stín se rychle pozoruje, max. 7 minut.
2. Zatmění Měsíce: Měsíc vstoupí do stínu země. Měsíc musí být v úplňku. Jsou vidět na celé neosvětlené polokouli. Trvají cca 2 hodiny.
Sluneční soustava:
– Sluneční soustavu tvoří Slunce, tělesa, která okolo něj obíhají a prostředí, kde se tento pohyb uskutečňuje.
– Vznikem sluneční soustavy se zabývají tzv. kosmogonické hypotézy (řec. Goné= vznik).
– Stáří sluneční soustavy se odhaduje na 4,7 mld let, kdy se z mezihvězdné hmoty vytvořil diskový útvar, který začal rotovat. Uprostřed diskovitého tělesa se zvyšovala hustota i teplota a formoval se zárodek budoucího Slunce.
Z prachových částic mimo střed se seskupovala hmotná tělesa a z nich se tvořily planety a měsíce.
Geocentrismus= Poprvé vyslovil Aristoteles, Země je středem vesmíru a všechna vesmírná tělesa se točí okolo ní
Heliocentrismus= Koperník 15. -16. stol., země a ostatní planety obíhají okolo slunce po kruhových drahách
J. Kepler – 16. -17. stol. – planety obíhají kolem Slunce po určitých drahách
Slunce:
– hvězda v naší galaxii
– ústřední hvězda sluneční soustavy
– má tvar koule o průměru 1,4 mil km
– Svojí hmotností tvoří 99% hmotnosti celé sluneční soustavy
– Látka, ze které je Slunce tvořeno se nazývá plazma (horký ionizovaný plyn)
– Slunce obsahuje převážně 75% vodíku, 25% helia a 2% ostatních prvků
– V nitru slunce probíhají termojaderné reakce, které jsou zdrojem vyzařované energie
Vykonává dva základní pohyby:
a. Rotace kolem vlastní osy: vzhledem k tomu, že Slunce není tuhé těleso, rychlost rotace není na povrchu slunce stejná. Na rovníku má 25 dní a na pólech 34 dní.
b. Pohyb okolo středu Galaxie: s celou sluneční soustavou se otočí jednou za 250 mil. Let.
Tvar a velikost Země
– Země má tvar zploštělého rotačního elipsoidu, což je těleso, které vzniklo otáčením elipsy okolo své kratší osy
– rovníkový poloměr Země je 6378 km
– doba oběhu je 365,25 dne a doba rotace okolo vlastní osy je 23h 56min 4s
– V 19. století byl zaveden název geoid= těleso nejpřesněji vystihující tvar země. Je to vlastně hrbolatá brambora, kterou musím zbavit nesrovnalostí
– Získám lepší tvar- elipsoid- těleso matematicky vypočitatelné (rovníková poloosa je větší než poledníková poloosa, je tam pořád zploštěný)
– Potlačí se zploštění- vytvoří se těleso nerotující- nerotuje= stane se homogenním- přestane být zploštělé= referenční koule (6 378 km poloměr) šetři se, osle
Zploštění Země 1:298,26
Rovníkový poloměr 6 378 km
Poledníkový poloměr 6 356 km
Obvod rovníku 40 075 km
Obvod poledníkové elipsy 40 008 km
Střední hodnota 1° zeměpisné šířky 111 km
Povrch Země 510 mil km2
Objem Země 1 083 mil km3
ZEMĚPISNÉ SOUŘADNICE
= Poloha bodů na zemském povrchu se určuje pomocí zeměpisných souřadnic
Zeměpisná šířka je jedna z zeměpisných souřadnic, určuje polohu na povrchu Země směrem k severu nebo jihu od rovníku.
=úhel, který svírá rovina rovníku a spojnice středu Země (odchylka od rovníku)
– 0°-90° s. š
– 0°- 90° j. š
– Rovnoběžky- čáry spojující místa, se stejnou zeměpisnou šířkou
– 23°27‘ s. š. Obratník Raka
– 23°27‘ j. š. Obratník Kozoroha
– = V poledne nejdelšího dne v roce dopadají sluneční paprsky kolmo
– 66° 30‘ s. a j. š. Polární kruhy = polární den a polární noc
– 90° s. a j. š. Póly
Zeměpisná délka je jedna z zeměpisných souřadnic, určuje polohu na povrchu Země směrem k východu nebo západu od Greenwichského poledníku.
=úhel, který svírá rovina základního poledníku a rovina místního poledníku
– 0°-180° z. d.
– 0°-180° v. d.
– Poledníky= čáry spojující místa se stejnou zeměpisnou délkou
– Základní poledník= Prochází astronomickou observatoří v Greenwich
– Místní poledník= závisí na poloze pozorovatele
POHYBY ZEMĚ
– vykonává dva základní pohyby a to rotace kolem své osy a oběh kolem Slunce
– ZEMSKÁ OSA = myšlená čára, která prochází středem Země, severním a jižním pólem
– při oběhu kolem Slunce si zachovává stálý sklon:
– k rovině oběžné dráhy Země: 66,5°
– ke kolmici na ekliptiku: 23,5°
– kdyby byla kolmá k rovině oběžné dráhy, neexistovala
by roční období + dny a noci by byly stejně dlouhé
– důsledky sklonu:
– roční období – polární den a noc
– tepelné pásy na Zemi
a. Rotační pohyb Země:
– znamená rotace kolem své osy
– Země rotuje od západu k východu (proti chodu hodinových ručiček)
– Doba jedné otočky trvá 23 hod a 56 min = hvězdný den= siderický den, střední slunečný den (24 hod)
– Rychlost rotace nevnímáme
– Úhlová rychlost rotace je 15° za hodinu to je 360° za den.
– Obvodová rychlost se mění v závislostech na zeměpisné šířce (větší na rovníku, menší na 50° s. š a nulová na pólech)
Vlivem rotace dochází k:
– Zploštění Země na pólech
– Zdánlivý pohyb vesmírných těles
– Střídání dne a noci
– Coriollisova síla = síla zemské rotace
-proudy se stáčejí se na S polokouli vpravo, na J vlevo
-Na zemi má význam- ohyby větrů (mění původní směr pasátů), stáčení mořských proudů
– Slapové jevy- příliv a odliv
b. Oběh země kolem Slunce:
– země obíhá po eliptické dráze
– Země proběhne okolo Slunce jednou za 365 dní a 6 hodin= tropický rok= Siderický rok. Ten trvá o 6 hodin déle než kalendářní, proto je jednou za 4 roky (6×4=24 = 1 den na víc) přestupný rok.
– Vzdálenost Země od slunce není stálá
– Perihélium (přísluní)= planeta země je nejblíže slunci na začátku ledna, 147 mil km od slunce
– Afélium (odsluní)= začíná začátkem července 152 mil km od slunce
Důsledku oběžného pohybu:
– Střídání ročních období (na rovníku se roční období nestřídá)
– Jarní rovnodennost= 21.3.
– V savanách začíná déšť
– Podzimní rovnodennost=23.9 (bod podzimní rovnodennosti 23.9.)
– V těchto obdobích jsou dny stejně dlouhé a paprsky dopadají kolmo na rovník
– Letní slunovrat= 21.6
– Severní pól je maximálně přikloněný ke slunci
– Na severní polokouli je nejdelší den a nejkratší noc
– 16 hodin trvá den
– Paprsky v poledne dopadají kolmo na obratník Raka
– Zimní slunovrat=22.12.
– Ke slunci je nejvíce přikloněný jižní pól
– V poledne sluneční paprsky dopadají kolmo na obratník Kozoroha
– 8 hodin trvá den
Polární pásy severní a jižní polokoule- kruhové vrchlíky vymezené polárními kruhy obou polokoulí. Polární dny a noci
– Polární den: sluneční paprsky dopadají „za roh“. Po dobu jednoho dne slunce nezapadne.
– Polární noc: opak, slunce nevystoupí nad horizont.
Polární kruh: je myšlená kružnice, která odděluje na povrchu Země oblasti, kde alespoň jeden den v roce nevystoupí Slunce nad obzor (tzv. polární noc) nebo nesestoupí pod obzor (polární den).
ČAS A ČASOVÁ PÁSMA
– Důsledkem zemské rotace vrcholí slunce postupně od východu na západ nad různými poledníky
– Proto má každý poledník jiný místní čas
– 15° odpovídá 1 hodině
– Čas určitého časového pásma se nazývá pásmový čas
– Světový čas neboli západoevropský čas, je čas se středním poledníkem 0°
– Při přechodu z jednoho časového pásma si musíme:
– na východ 1 hodinu přičíst
– na západ 1 hodinu odečíst
– Datová hranice: prochází neobydlenými oblastmi Tichého oceánu, 180°. Při překročení datové hranice ze západní polokoule na východní přidáme k datu jednu hodinu. V opačném případě ponecháme datum stejné.
ČAS A ČASOVÁ PÁSMA
=mořské dmutí, příliv a odliv
– Vznikají gravitačním působením měsíce a slunce na naši planetu
– Měsíc a Země vytváří spjatou dvojici, která se otáčí okolo společného těžiště= barycentra
– Rotací kolem barycentra vzniká odstředivá síla, která má vliv pro vznik přílivu a odlivu
Příliv = vzniká na straně přivrácené k měsíci jeho gravitačním působením
Odliv= Na straně odvrácené je odstředivá síla, vzniká odliv
– Největší příliv = skočný příliv
– Slunce, Země a Měsíc jsou v jedné přímce (úplněk a nov).
– Výsledné síly gravitačního působení jsou největší
– Nejmenší příliv= hluchý příliv
– V období 1. a 3. čtvrti měsíce je příliv nejmenší
Příliv a odliv je nejvíce znatelný v zálivech. Lze jich využívat v námořní dopravě nebo pro výrobu elektrické energie v přílivových elektrárnách.
Kvůli velkým vesmírným vzdálenostem se používají zvláštní délkové jednotky:
a. Astronomická jednotka (AU)- střední vzdálenost země od Slunce (150 mil. Km)
b. Světelný rok (ly)- vzdálenost, kterou urazí světelný paprsek za jeden rok
c. Paprsek (pc)- vzdálenost, ze které je 1 astronomická jednotka vidět pod úhlem 1 vteřiny (asi 206 000 astronomických jednotek)