¿Cuáles son los ejes mayor y menor de la revolución de la Tierra?
Radio polar: ap = 6356755,00 metros.
Radio medio: a = 6371001,00 metros
El diámetro medio de la órbita es 149597870 km.
La Tierra es uno de los ocho planetas del sistema solar, con el nombre internacional "Gaia" ocupa el tercer lugar en orden de cercanía al sol. Tiene un satélite natural, la Luna, que forma un sistema de cuerpos celestes, el sistema Tierra-Luna.
La tierra gira de oeste a este y al mismo tiempo gira alrededor del sol. La combinación de la rotación y revolución de la Tierra produce la alternancia del día y la noche y cambios estacionales en la Tierra (la velocidad de rotación y revolución de la Tierra es desigual). Al mismo tiempo, debido a los efectos gravitacionales del Sol, la Luna, los planetas cercanos y la influencia de diversos factores como la atmósfera terrestre, los océanos y los materiales internos, la dirección del eje de rotación de la Tierra cambiará en el espacio y en la tierra misma. La fuerza centrífuga inercial generada por la rotación de la Tierra hace que la Tierra esférica se expanda gradualmente desde los polos hacia el ecuador, convirtiéndose en el elipsoide actual ligeramente aplanado con un radio polar unos 21 km más corto que el radio ecuatorial.
La nave espacial Apolo vio desde la luna que la Tierra está compuesta por una serie de capas concéntricas. La Tierra tiene una estructura de núcleo (núcleo), manto (manto) y corteza (corteza). Hay hidrosfera, atmósfera y magnetosfera fuera de la Tierra, formando una hermosa capa alrededor de la Tierra sólida.
Como planeta, la Tierra nació en la primitiva nebulosa solar hace 5.600 millones de años.
Parámetros básicos de la Tierra:
Radio ecuatorial: ae = 6378136,49
Radio polar: ap = 6356755,00 metros.
Radio medio: a = 6371001,00 metros
Aceleración de la gravedad ecuatorial: ge = 9,780327 metros/segundo2.
Velocidad angular de rotación media: ωe = 7,29115×10-5 rad/segundo.
Planitud: f = 0,003352819.
Masa: M⊕ = 5,9742 ×1024 kg
Constante de gravedad: GE = 3,986004418×1014m 3/S2.
Densidad media: ρ e = 5,51,5 g/cm3.
La relación de masa del Sol con respecto a la Tierra: S/E = 332946.0
La relación de masa del Sol con respecto al sistema Tierra-Luna: s/(m+e)= 328900.5.
Tiempo de revolución: T = 365,2422 días.
Distancia media del sol: a = 1,49597870×1011m.
Velocidad de revolución: v = 11,19 km/s.
Temperatura superficial: t =-30 ~+45.
Presión atmosférica del suelo: p = 1013.250 milibares.
Aceleración de la gravedad superficial (ecuador) 978,0 cm/s2
Aceleración de la gravedad superficial (polar) 983,2 cm/s2
El periodo de rotación es 23:56:4 (cuando el sol está plano).
El diámetro medio de la órbita es de 149.597.870 km.
La excentricidad de la órbita es 0,0167.
El período de la revolución es de 1 año sidéreo
El ángulo de intersección entre el amarillo y el rojo es de 23 grados 27 minutos
La estructura de las esferas terrestres
La superficie oceánica de la Tierra es de 361.745.300 kilómetros cuadrados.
La corteza terrestre tiene 80.465 kilómetros de espesor.
La profundidad del manto es de 2808,229 kilómetros.
El radio del núcleo es de 3482,525 kilómetros.
La superficie es de 510067866 kilómetros cuadrados.
Hasta hace poco, no se entendía claramente la estructura de la Tierra. La Tierra entera no es un cuerpo isotrópico, sino que tiene una estructura circular obvia. La composición, densidad y temperatura de cada capa de la tierra son diferentes. En astronomía, estudiar la estructura interna de la Tierra es de gran importancia para comprender el movimiento, origen y evolución de la Tierra, explorar la estructura de otros planetas e incluso el origen y evolución de todo el sistema solar.
La esfera terrestre se divide en dos partes: el círculo exterior y el círculo interior.
El círculo exterior de la Tierra se puede dividir en cuatro círculos básicos, a saber, la atmósfera, la hidrosfera, la biosfera y la litosfera. El círculo interior de la Tierra se puede dividir en tres círculos básicos, a saber, el manto, la esfera líquida del núcleo exterior y el núcleo exterior. la sólida esfera interior se bloquea. Además, entre los círculos exterior e interior de la Tierra existe una astenosfera, que es la capa de transición entre los círculos exterior e interior de la Tierra y se encuentra a una profundidad media de unos 150 kilómetros bajo tierra. De este modo, toda la Tierra contiene ocho esferas, entre las cuales la litosfera, la astenosfera y el círculo interior de la Tierra constituyen en conjunto la llamada Tierra sólida. La atmósfera exterior, la hidrosfera, la biosfera y la superficie litosférica de la Tierra generalmente se estudian mediante observaciones y mediciones directas. La investigación actual sobre el círculo interior de la Tierra utiliza principalmente métodos geofísicos como la sismología, la gravedad y la observación e inversión geodésica espacial moderna de alta precisión. Una característica notable de la distribución de las esferas terrestres es que el interior de la Tierra sólida y la gran altitud sobre la superficie son básicamente paralelos hacia arriba y hacia abajo, mientras que cerca de la superficie terrestre, las esferas se cruzan o incluso se superponen entre sí, entre las cuales las La biosfera es la más obvia, seguida de la hidrosfera.
Atmósfera
La atmósfera es la capa más externa de gases del círculo exterior de la Tierra, que rodea los océanos y la tierra. No existe un límite superior exacto para la atmósfera y todavía hay gases finos y partículas elementales a una altitud de 2000 ~ 16000 km. También hay una pequeña cantidad de aire en el suelo, el suelo y algunas rocas, que también pueden considerarse parte de la atmósfera. Los principales componentes de la atmósfera terrestre son nitrógeno, oxígeno, argón, dióxido de carbono y gases traza en menos del 0,04%. La masa total de gases en la atmósfera terrestre es de aproximadamente 5,136×1021g, lo que equivale a una 0,86 millonésima parte de la masa total de la Tierra. Debido a la gravedad, casi todos los gases se concentran en un rango de altitud de 100 km sobre el suelo, y el 75% de la atmósfera se concentra en el rango de la troposfera desde el suelo hasta 10 km. Según las características de distribución de la atmósfera, se puede dividir en estratosfera, mesosfera y estratificación térmica por encima de la troposfera.
Vapor de agua
La hidrosfera incluye océanos, ríos, lagos, pantanos, glaciares y aguas subterráneas. Es un círculo continuo pero irregular. Mirando hacia la Tierra desde una altitud de decenas de miles de kilómetros de la Tierra, se pueden ver las nubes blancas formadas por el vapor de agua en la atmósfera terrestre y el océano azul que cubre la mayor parte de la Tierra, lo que convierte a la Tierra en un "planeta azul". " La masa total de la hidrosfera terrestre es 1,66 × 1,024 gramos, que es aproximadamente 1/3600 de la masa total de la Tierra. La masa del agua del océano es aproximadamente 35 veces la del agua terrestre (incluidos ríos, lagos, poros de rocas superficiales y suelo). . Si toda la Tierra no tuviera partes sólidas, el mundo entero estaría cubierto por una capa de agua de hasta 2.600 metros de profundidad. La atmósfera y la hidrosfera se combinan para formar el sistema de fluidos en la superficie.
Biosfera
Debido a la presencia de minerales en la atmósfera, hidrosfera y superficie terrestre, bajo las condiciones de temperatura adecuadas en la tierra, se ha formado un entorno natural apto para la supervivencia biológica. ambiente. La gente suele referirse a los seres vivos, incluidas las plantas, los animales y los microorganismos. Se estima que hay alrededor de 400.000 especies de plantas, más de 165.438 especies de animales y al menos más de 65.438 especies de microorganismos. Según las estadísticas, hay aproximadamente entre 500 y 10 mil millones de especies de organismos que han sobrevivido a lo largo de la historia geológica. Sin embargo, durante la larga evolución de la tierra, la mayoría de ellos se han extinguido. Los organismos existentes viven en la parte superior de la litosfera, la parte inferior de la atmósfera y toda la hidrosfera, formando una biosfera única en la Tierra, llamada biosfera. La biosfera es la única esfera de todos los planetas del sistema solar que existe en la Tierra.
Litosfera
Para la litosfera de la Tierra, es imposible observar directamente excepto la morfología de la superficie. Está compuesto principalmente por la corteza y la parte superior del manto superior dentro del círculo del manto, que se extiende desde la superficie de la Tierra sólida hacia abajo a través de la primera discontinuidad (superficie de Moho) mostrada por las ondas sísmicas a casi 33 kilómetros, hasta el final. astenosfera. El espesor de la litosfera es desigual, con un espesor medio de unos 100 km. Debido a que la litosfera y su morfología superficial están estrechamente relacionadas con la geofísica y la geodinámica modernas, la litosfera es la parte de la tierra sólida más estudiada, detallada y completa en las ciencias terrestres modernas. Dado que el fondo del océano ocupa dos tercios del área total de la superficie terrestre, y la cuenca oceánica representa aproximadamente el 45% del área total del fondo del océano, con una profundidad de agua promedio de 4.000 a 5.000 metros, A su alrededor se extienden una gran cantidad de volcanes submarinos. Por tanto, se puede considerar que la principal morfología superficial de toda la Tierra sólida está compuesta por cuencas oceánicas y plataformas continentales, y su estudio constituye una teoría "tectónica global" directamente relacionada con la estructura litosférica y la geodinámica.
Astenósfera
En el manto superior, a unos 100 kilómetros por debajo de la superficie terrestre, hay una capa obvia de ondas sísmicas de baja velocidad. Esta capa fue propuesta por primera vez por Gutenberg en 1926 y es. llamado círculo de flujo de capa blanda. Se encuentra en la parte superior del manto superior, que es la capa b, debajo del fondo del océano, a una profundidad de unos 60 kilómetros en China continental, se encuentra por debajo de una profundidad de unos 120 km, con una profundidad promedio de; unos 60-250 km. Las observaciones y estudios modernos han confirmado la existencia de esta astenosfera. Precisamente por esta astenosfera se distingue el círculo exterior de la Tierra del círculo interior de la Tierra.
Esfera del manto
Las ondas sísmicas pertenecen a la esfera del manto, pero hay una discontinuidad significativa (llamada superficie de Moho) a unos 33 kilómetros bajo tierra debajo de la astenosfera, hasta la interfaz. a una profundidad de unos 2900 kilómetros dentro de la Tierra. Debido a que el núcleo externo de la Tierra es líquido, las ondas sísmicas S en el manto no pueden propagarse a través de esta interfaz en el núcleo externo. La velocidad de la curva de la onda P también cae bruscamente en esta interfaz. Esta interfaz fue descubierta por Gutenberg en 1914, por lo que también se la llama superficie de Gutenberg. Forma la interfaz entre la esfera del manto y la esfera de fluido del núcleo externo. Todo el manto está compuesto por el manto superior (capa B a 33 ~ 410 km de profundidad, capa C a 410 ~ 1000 km de profundidad, también llamada capa de zona de transición), la capa D' del manto inferior (1000 ~ 2700 km de profundidad) y la capa D" del manto inferior. Las investigaciones geofísicas muestran que la capa D" tiene una fuerte heterogeneidad lateral, y su grado de heterogeneidad es incluso comparable al de las capas de roca. No es sólo una capa límite térmica la que transfiere calor del núcleo al manto, sino también una estratificación química que difiere de la composición química del manto.
Esfera líquida del núcleo externo
Debajo del manto se encuentra la llamada esfera líquida del núcleo externo, que se encuentra a una profundidad de aproximadamente 2900 km a 5120 km debajo de la superficie. Todo el círculo líquido del núcleo exterior puede estar compuesto básicamente de líquido con una viscosidad dinámica muy baja, y la profundidad entre 2900 y 4980 kilómetros se denomina capa E, que está completamente compuesta de líquido. La capa de profundidad de 4980 km a 5120 km se llama capa F, que es una delgada capa de transición entre la esfera líquida del núcleo externo y la esfera interna sólida del núcleo.
Anillo interior sólido
El más cercano al centro de los ocho círculos mayores de la Tierra es el llamado anillo interior sólido, situado a 5120 a 6371 km del centro de la Tierra, también llamada capa G. Según la detección e investigación de la velocidad de las ondas sísmicas, se demuestra que la capa G es una estructura sólida. La capa interna de la Tierra es desigual. La densidad promedio de la Tierra es de 5,51,5 g/cm3, mientras que la densidad de la litosfera de la Tierra es de sólo 2,6 ~ 3,0 g/cm3. Por lo tanto, la densidad dentro de la Tierra debe ser mucho mayor y la densidad también cambia significativamente con la profundidad. La temperatura del interior de la Tierra aumenta con la profundidad. Según estimaciones recientes, la temperatura a una profundidad de 100 km es de 1300°C, la temperatura a una distancia de 300 km es de 2000°C, la temperatura en el límite entre el manto y la esfera líquida del núcleo exterior es de unos 4000°C, y la temperatura en el centro de la tierra es de 5500 ~ 6000°C.
Uno de los nueve planetas del sistema solar. La Tierra no ocupa una posición destacada en el sistema solar. El Sol es simplemente una estrella ordinaria. Sin embargo, a medida que los humanos se asentaron y vivieron en la Tierra, se vieron obligados a buscar una comprensión más profunda.
El planeta Tierra es el tercer planeta en el orden de distancias al sol. Su distancia media al sol es de 654,38+49,6 millones de kilómetros, lo que se denomina unidad astronómica (A). La órbita de la Tierra es elíptica, con un radio largo de 149597870 km, una excentricidad de 0,0167 y una velocidad media de 29,79 km/s.
El radio ecuatorial de la Tierra es de unos 6378 km, y su radio polar Son unos 6357 km, un desnivel de unos 21 km. El radio medio de la Tierra es de aproximadamente 6371 km. La densidad media de la Tierra es de 5,517 g/cm. La escala y otros parámetros de la Tierra se muestran en la tabla.
Forma y tamaño La antigua comprensión china del cielo y la tierra se llama teoría de Hun Tian. Zhang Heng, de la dinastía Han del Este, escribió en "Notas sobre la esfera armilar": "Los cuerpos celestes son redondos como proyectiles y la tierra es amarilla como un pollo... La tierra envuelta en el cielo todavía está envuelta en el caparazón." El concepto de que la Tierra es redonda ha existido vagamente desde la antigüedad. En 723, el emperador Xuanzong de la dinastía Tang, Nangong Shuo y otros seleccionaron 13 ubicaciones en el mismo meridiano en la actual Henan, midieron la longitud de la sombra en el solsticio de verano y la altura del Polo Norte, y concluyeron que el meridiano en 0 (la unidad de grado y longitud en la dinastía Tang) tenía 3.565.438 +80 pasos de longitud. La escala moderna era de 132,3 kilómetros de latitud, lo que equivale al radio de la Tierra de 7.600 kilómetros, aproximadamente un 20% más grande que el valor moderno.
Esta es la estimación más temprana de la escala de la Tierra (los egipcios midieron antes, pero los puntos de observación no están en el mismo meridiano y se desconoce el estándar de contabilidad para las unidades de longitud, por lo que no se puede estimar la precisión).
Las mediciones topográficas precisas solo fueron posibles después de que Newton descubriera la ley de la gravitación universal y el concepto de la forma de la Tierra se fue aclarando gradualmente. La tierra no es una esfera regular. Su superficie puede aproximarse perfectamente mediante un esferoide de pequeño achatamiento. El achatamiento e es la relación entre el eje mayor y el eje menor del elipsoide y es un parámetro importante que representa la forma de la Tierra. Después de años de mediciones geométricas, mediciones astronómicas e incluso mediciones de satélites terrestres artificiales, sus valores han alcanzado un alto grado de precisión. Este elipsoide no es la superficie real de la Tierra, sino un mejor resumen científico del suelo. Se utiliza como el mismo estándar para la medición geodésica en todo el mundo, por lo que también se le llama elipsoide de referencia. Según este elipsoide de referencia, el último valor medio en los meridianos es 111,1,3 km y el último valor medio en el ecuador es 111,3 km. La energía potencial gravitacional en el elipsoide de referencia es igual, por lo que se puede calcular la aceleración gravitacional de cada punto en él. La fórmula es la siguiente:
G0 = 9,780318(1+0,0053024 sin 2j
.- 0.0000059sin2j ) m/s 2, donde g0 es la aceleración de la gravedad a altitud cero y j es la latitud geográfica. Conociendo la forma de la Tierra, la aceleración debida a la gravedad y la constante gravitacional g = 6,670×10-11 Newton·m2/kg 2, podemos calcular que la masa m de la Tierra es 5,976×1027g.
Debido a la relativa estabilidad de la rotación de la Tierra, la vida humana siempre ha utilizado esto como estándar para medir el tiempo. En pocas palabras, el tiempo que tarda la Tierra en orbitar alrededor del Sol se llama año, y el tiempo que tarda la Tierra en girar una vez se llama día. Pero debido a razones externas e internas, la rotación de la Tierra es en realidad muy complicada. La complejidad de la rotación de la Tierra se refleja en los cambios en la dirección del eje de rotación y los rápidos cambios en la velocidad de rotación.
Entre los cambios en la dirección del eje de rotación, el más importante es la lenta precesión del eje de rotación alrededor del eje de la eclíptica en el espacio, lo que hace que el equinoccio de primavera se mueva hacia el oeste con una precesión de 50.256″ cada año. Este es el abultamiento del sol y la luna con respecto al ecuador de la Tierra. El resultado de la atracción parcial. En segundo lugar, el cambio en la posición del eje de rotación de la Tierra con respecto a la Tierra misma provoca el cambio de latitud de cada punto de la Tierra. El cambio tiene principalmente dos componentes: uno tiene un ciclo anual y una amplitud de aproximadamente 0,09 ″. La vibración forzada es causada por cambios estacionales en la atmósfera, el agua del mar, etc., el otro componente tiene un período de 14 meses y una amplitud. de aproximadamente 0,15″, que es causada por cambios en el interior de la tierra y se llama Oscilación de Chandler, que es una vibración libre, y existen algunas vibraciones libres más pequeñas.
Hay tres tipos principales. de los cambios en la duración del día: los cambios a largo plazo son desaceleración, lo que aumenta la duración del día de 1 a 2 milisegundos cada cien años, que es el resultado de la fricción de las mareas; los cambios estacionales pueden cambiar la duración máxima del día en 0,6 milisegundos; que es causado por factores meteorológicos; cambios irregulares a corto plazo pueden cambiar la duración del día hasta en 4 milisegundos, lo cual es el resultado de cambios en la superficie terrestre
Movimientos de la corteza terrestre La morfología de la superficie terrestre es extremadamente complejo, que incluye montañas interminables, vastas cuencas y estructuras de diversos tamaños.
Las diversas morfologías de la superficie terrestre no son causadas principalmente por fuerzas externas, sino que se originan al menos en la corteza terrestre. las siguientes hipótesis sobre las causas del movimiento de la corteza terrestre: ① La contracción o expansión de la tierra Muchos geólogos creen que la tierra se ha ido enfriando y contrayendo, lo que produce enormes pliegues estratigráficos y fracturas. orden de magnitud como el calor generado por la desintegración de materiales radiactivos en la tierra. Algunas personas también han argumentado que esta cuestión aún no es concluyente ② La carga por unidad de área tiende a ser igual a cierta profundidad debajo de la corteza terrestre. La enorme diferencia de altura en el suelo está regulada por el flujo lateral de material a gran profundidad (3) Hipótesis de la tectónica de placas: la capa de roca de unos 80 a 90 kilómetros de espesor en la parte superior de la tierra está compuesta por varias placas enormes La interacción y el movimiento relativo. Las placas producen todos los fenómenos tectónicos en la Tierra. No está claro de dónde viene la fuerza impulsora del movimiento de las placas, pero mucha gente cree que la convección del material dentro de la Tierra juega un papel decisivo.
El electromagnetismo. El campo magnético no apunta hacia el sur. 165438+ El "Mengxi Bitan" de China tiene registros. La declinación geomagnética es diferente en todas partes. La forma del campo geomagnético real tiene cambios temporales evidentes. -término.
Los cambios a largo plazo provienen del movimiento de la materia dentro de la Tierra; los cambios a corto plazo provienen de los movimientos de las mareas en la ionosfera y de los cambios en la actividad solar. En el campo geomagnético, el llamado campo geomagnético básico se obtiene eliminando cambios a corto plazo mediante promedios estadísticos u otros métodos. Utilizando el método de análisis armónico esférico se puede demostrar que más del 99% del campo geomagnético básico proviene del subsuelo, y la parte equivalente a la función armónica esférica de primer orden representa alrededor del 80%, lo que equivale a un campo dipolo, y sus coordenadas polares son 78,5 de latitud norte y 69,0 de longitud oeste. Los cambios a corto plazo se pueden dividir en dos categorías: cambios tranquilos y cambios perturbadores. Los cambios silenciosos son frecuentes, relativamente regulares y tienen un período determinado, y la intensidad cambiante del campo magnético puede alcanzar decenas de nanómetros. Los cambios de perturbación son a veces globales, con una amplitud máxima de varios miles de nanómetros, y se denominan tormentas magnéticas.
El campo magnético básico no está completamente fijo y la imagen de intensidad del campo magnético se desplaza hacia el oeste entre 0,2 y 0,3 cada año, lo que se denomina deriva hacia el oeste. Esto sugiere que la creación del campo geomagnético puede ser el resultado del flujo de materia dentro de la Tierra. Generalmente se cree que el núcleo de la Tierra está compuesto principalmente de hierro y níquel (con una pequeña cantidad de elementos ligeros), y el movimiento de los conductores en un campo magnético genera corriente eléctrica. Este acoplamiento de fluidos electromagnéticos crea una máquina eléctrica autoexcitada, que genera el campo geomagnético. Esta es actualmente la hipótesis más aceptada sobre el origen del campo geomagnético.
Cuando el magma se enfría y se solidifica en roca en el campo geomagnético, es magnetizado por el campo geomagnético y retiene un poco de magnetismo permanente, lo que se llama remanencia térmica. La mayoría de las rocas ígneas son magnéticas y están orientadas en la misma dirección que el campo geomagnético durante su formación. La posición de los polos magnéticos de la Tierra durante la diagénesis se puede determinar a partir de diferentes muestras de rocas de la misma época. Sin embargo, las posiciones de los polos geomagnéticos determinadas por muestras de rocas de diferentes edades geológicas son diferentes. Esto proporciona una fuerte evidencia a favor de la hipótesis de la deriva continental. El estudio también encontró que la dirección de magnetización de las rocas diagenéticas en ciertas eras geológicas es exactamente opuesta a la dirección de magnetización del campo geomagnético moderno. Esto se debe a que el campo geomagnético se ha invertido muchas veces desde la formación de la Tierra. Esta inversión es comprensible a partir de la hipótesis del origen del campo geomagnético en los motores autoexcitados. Los cambios a corto plazo en el campo geomagnético pueden inducir corrientes subterráneas, que a su vez pueden provocar campos magnéticos inducidos en el suelo. La corriente subterránea está relacionada con la conductividad eléctrica del material subterráneo, por lo que se puede estimar la distribución de la conductividad eléctrica en la tierra. Sin embargo, el cálculo es complejo y la solución no es sencilla. El consenso actual es que la conductividad aumenta con la profundidad y aumenta rápidamente cerca de una profundidad de 60 a 100 km. A una profundidad de 400 a 700 kilómetros, la conductividad eléctrica cambia significativamente, lo que equivale a la capa de transición (también llamada capa C) del manto.
Temperatura y energía El suelo recibe unos 10 julios de energía radiante del sol cada año, pero la mayor parte se irradia de vuelta al espacio y sólo una parte muy pequeña penetra en lugares subterráneos muy poco profundos. El gradiente de temperatura subterráneo poco profundo es de aproximadamente 65438 ± 0 ℃ por cada 30 m de elevación, pero varía mucho de un lugar a otro. El flujo de calor se puede calcular a partir del gradiente de temperatura y la conductividad térmica de la roca. El flujo de calor promedio global desde el suelo es de aproximadamente 6,27 microjulios/cm segundo, y el flujo de calor total desde el suelo es de aproximadamente 10,032 × 1020 julios/año.
Parte de la energía del interior de la Tierra proviene de elementos radiactivos como el uranio, el torio y el potasio contenidos en las rocas. Su contenido en rocas ha sido revisado continuamente en los últimos años. Se estima que la energía liberada cada año por los elementos radiactivos de larga duración en la Tierra es de aproximadamente 9,614 × 1020 julios, lo que está muy cerca del flujo de calor del suelo. Sin embargo, esta estimación es extremadamente aproximada y contiene muchos factores desconocidos. Otro tipo de energía es la energía potencial gravitacional cuando se formó la Tierra, asumiendo que la Tierra se formó por la acumulación de materia difusa en el sistema solar. Esta parte de energía se estima en 25×1032 Julios, pero durante el proceso de acumulación, una gran parte de la energía desaparece en el espacio exterior de la Tierra. Una pequeña parte, alrededor de 1×1032 Julios, se acumula como elasticidad de la Tierra. material terrestre debido a la compresión adiabática de la tierra. Suponiendo que la Tierra fuera bastante uniforme al principio y luego evolucionara hacia la estructura en capas actual, liberaría una parte de la energía potencial gravitacional, estimada en aproximadamente 2 × 1030 julios. Esto hará que el planeta se caliente. La Tierra gira cada vez más despacio. Se estima que la pérdida de energía rotacional desde la formación de la Tierra es de aproximadamente 1,5 × 1031 julios, junto con la energía liberada por las erupciones volcánicas y los terremotos, pero sus magnitudes son mucho menores.
El gradiente de temperatura cerca de la superficie no se puede extrapolar por debajo de una profundidad de decenas de kilómetros. El mecanismo de transferencia de calor en las profundidades subterráneas es extremadamente complejo, y el uso de la teoría de la conducción del calor para estimar la distribución de la temperatura dentro de la Tierra a menudo no produce resultados creíbles. Pero la temperatura a determinadas profundidades de la Tierra se puede estimar basándose en otros fenómenos geofísicos.
Los resultados son los siguientes: ① A una profundidad de 100 km, la temperatura está cerca del punto de fusión de la roca, alrededor de 1100 ~ 1200°C ② A una profundidad de 400 km y 650 km, la roca sufre un cambio de fase; con temperaturas de aproximadamente 1500°C y 1900°C respectivamente; ③ En el límite núcleo-manto, la temperatura es mayor que el punto de fusión del hierro, pero menor que el punto de fusión del material del manto, aproximadamente 3700°C; En la unión del núcleo exterior y el núcleo interior, a una profundidad de 5.100 km, la temperatura es de unos 4.300°C, y se estima que la temperatura del núcleo es similar a ésta.
Estructura Interna La estructura en capas de la Tierra se divide básicamente según la velocidad de propagación de las ondas sísmicas (P y S). En las capas superiores de la Tierra existen evidentes faltas de homogeneidad lateral: el espesor de la corteza continental es muy diferente al de la corteza oceánica y el agua de mar sólo cubre 2/3 del suelo.
Durante un terremoto, la fuente del terremoto irradia dos tipos de ondas sísmicas, ondas P y ondas S. ¿Se propagan a diferentes velocidades? Se necesitan diferentes tiempos para llegar a diferentes lugares del terreno. Si el tiempo de propagación de P y S cambia con la distancia epicentral en el suelo, se puede calcular la velocidad de propagación de la onda sísmica υp y υs a diferentes profundidades.
La estratificación del interior de la Tierra está definida por la distribución de velocidades de las ondas sísmicas. Debajo del mar, la capa superior de la Tierra se llama corteza y tiene un espesor de unas decenas de kilómetros. La parte directamente debajo de la corteza hasta el núcleo se denomina colectivamente manto. Hay muchas capas dentro del manto. El límite entre la corteza y el manto es una discontinuidad obvia llamada interfaz M o superficie de Moho. La profundidad debajo de la interfaz es de unos 80 kilómetros y la velocidad no cambia mucho. Esta parte se llama caprock. Más abajo, la velocidad no cambia mucho y esta parte se llama capa de cobertura. Más abajo, la velocidad disminuye significativamente y no vuelve a aumentar hasta una profundidad de unos 220 kilómetros. Esta parte se llama zona de baja velocidad. La profundidad hasta 2891 km se llama manto inferior. El límite entre el núcleo y el manto es una discontinuidad muy obvia. Al entrar en el núcleo de la Tierra, las ondas S desaparecen, por lo que el núcleo exterior de la Tierra es líquido. A una profundidad de 5.149,5 km, las ondas S aparecieron nuevamente y penetraron en el núcleo de la Tierra.
A partir de la distribución de velocidades y densidad de la Tierra, se puede calcular la distribución de las dos constantes elásticas de la presión interna de la Tierra y la aceleración gravitacional. En el manto, la aceleración gravitacional g cambia muy poco y sólo disminuye a cero después de cruzar el límite entre el núcleo y el manto. La presión límite entre el núcleo y el manto es de 1,36 MPa y la presión del núcleo es de 3,64 MPa.
La distribución de velocidad y densidad de las ondas sísmicas compuestas de materiales internos es una condición limitante para la composición de los materiales internos de la Tierra. El núcleo de la Tierra está compuesto aproximadamente en un 90% por aleaciones de hierro y níquel, pero también contiene un 10% de las sustancias más ligeras enumeradas en el Capítulo 3 de la Constitución. Podría ser azufre u oxígeno. Todavía existen opiniones diferentes sobre la composición mineral del manto terrestre. Los minerales rocosos de la corteza terrestre son diferentes del material del manto terrestre. La actividad volcánica y las erupciones de material del manto indican que la peridotita es el mineral dominante en el manto. Los datos de velocidad sísmica indican grandes gradientes de velocidad a profundidades de 400, 500 y 500 km. Esto puede explicarse como resultado de cambios de fase mineral. A una profundidad de 400 kilómetros, la fase de olivino se transforma en una estructura de espinela, mientras que el piroxeno se funde en granate. A 500 kilómetros de profundidad en el país, el piroxeno también se descompone en espinelas y estructuras superreactivas. A una primera profundidad de 650 kilómetros, estos minerales son estructuras de perovskita y óxido. En los 200 kilómetros más bajos del manto inferior, la densidad del material aumenta significativamente. Sigue siendo objeto de debate si esta zona es rica en hierro.
Origen y evolución El origen y evolución de la tierra son en realidad el origen y evolución del sistema solar. La hipótesis inicial se dividió principalmente en dos escuelas: la escuela progresista representada por Kant y Laplace y la escuela cataclísmica representada por G.L.L. El gradualismo cree que el sistema solar se formó por el enfriamiento gradual de gas en rotación a alta temperatura; el catastrofismo afirma que el sistema solar fue causado por una colisión o atracción cercana entre dos o tres estrellas. Las primeras hipótesis intentaban principalmente explicar algunos hechos astronómicos, como la regularidad de las órbitas planetarias y las diferencias entre los planetas interiores y exteriores. Distribución del momento angular en el sistema solar, etc. Ambas partes encontraron dificultades insuperables para explicar plenamente los hechos observados anteriormente.
Desde mediados de la década de 1940, la gente ha tendido gradualmente a creer que el sistema solar se originó a partir de polvo sólido de baja temperatura. Los primeros partidarios incluyeron a Weizsacker, Schmidt y Uri. Creen que los planetas no se forman por la solidificación de gases a alta temperatura, sino por la acumulación de materiales de polvo sólidos a baja temperatura.
Cuando se formó la tierra, era básicamente una mezcla de varios objetos de piedra y polvo y gas. Se estima que la temperatura media inicial de la Tierra no supera los 1.000°C. La temperatura de la Tierra aumenta gradualmente debido a la desintegración de elementos radiactivos de larga vida y la liberación de energía potencial gravitacional.
Cuando la temperatura superó el punto de fusión del hierro, el hierro de la Tierra primitiva se volvió líquido y fluyó hacia la parte central de la Tierra debido a su alta densidad, formando así el núcleo de la Tierra. La temperatura en el interior de la Tierra continúa aumentando, provocando el derretimiento local del manto, provocando la diferenciación química y favoreciendo la formación de la corteza.
Cuando se formó la Tierra, los océanos y la atmósfera eran inexistentes y eran secundarios. Porque la tierra primitiva no podía mantener atmósfera y agua. El océano es el resultado del calentamiento global y la fragmentación. La atmósfera original se liberó del interior de la tierra y era reductora. No fue hasta la aparición de las plantas verdes que el oxígeno libre se acumuló gradualmente en la atmósfera y la atmósfera actual se formó gradualmente a lo largo de la larga era geológica (ver "El origen de la Tierra").
La edad de la Tierra, definida como el tiempo desde la formación original de la Tierra hasta el presente, puede determinarse a partir de isótopos radiactivos contenidos en rocas y minerales. Sin embargo, al hacerlo, sigue siendo inevitable hacer algunas suposiciones sobre el estado inicial de la Tierra. Según análisis precisos de isótopos de plomo en rocas, minerales y meteoritos, se cree que la Tierra tiene aproximadamente 4.600 millones de años.
La atmósfera es la capa más externa de gases del círculo exterior de la Tierra, que rodea los océanos y la tierra. No existe un límite superior exacto para la atmósfera y todavía hay gases finos y partículas elementales a una altitud de 2000 ~ 16000 km. También hay una pequeña cantidad de aire en el suelo, el suelo y algunas rocas, que también pueden considerarse parte de la atmósfera. Los principales componentes de la atmósfera terrestre son nitrógeno, oxígeno, argón, dióxido de carbono y gases traza en menos del 0,04%. La masa total de gases en la atmósfera terrestre es de aproximadamente 5,136×1021g, lo que equivale a una 0,86 millonésima parte de la masa total de la Tierra. Debido a la gravedad, casi todos los gases se concentran en un rango de altitud de 100 km sobre el suelo, y el 75% de la atmósfera se concentra en el rango de la troposfera desde el suelo hasta 10 km. Según las características de distribución de la atmósfera, se puede dividir en estratosfera, mesosfera y estratificación térmica por encima de la troposfera.