ЗЕМЛЯ (от общеславянского зем - пол, низ), третья по порядку от Солнца планета Солнечной системы.
Магнитосфера. Атмосфера . Гидросфера."Твёрдая" Земля. Биосфера. Географическая оболочка.
3. занимает пятое место по размеру и массе среди больших планет, но из планет т. н. земной группы, в к-рую входят Меркурий, Венера, Земля и Марс, она является самой Важнейшим отличием 3. от др. планет Солнечной системы является существование на ней жизни, достигшей с появлением человека своей высшей, разумной формы.
Согласно совр. космогонич. представлениям, 3. образовалась ~4,5 млрд. лет назад путём гравитационной конденсации из рассеянного в околосолнечном пространстве газо-пылевого вещества, содержащего все известные в природе хим. элементы. Формирование 3. сопровождалось дифференциацией вещества, к-рой способствовал постепенный разогрев земных недр, в основном за счёт теплоты, выделявшейся при распаде радиоактивных элементов (урана, тория, калия и др.). Результатом этой дифференциации явилось разделение 3. на концентрически расположенные слои - геосферы, различающиеся химич. составом, агрегатным состоянием и фи-зич. свойствами. В центре образовалось ядро Земли, окружённое т. н. мантией. Из наиболее лёгких и легкоплавких компонентов вещества, выделившихся из мантии в процессах выплавления (см. Зонное плавление), возникла расположенная над мантией земная кора. Совокупность этих внутренних геосфер, ограниченных твёрдой земной поверхностью, иногда называют "твёрдой" 3. (хотя это не совсем точно, поскольку установлено, что внешняя часть ядра обладает свойствами вязкой жидкости). "Твёрдая" 3. заключает почти всю массу планеты. За её пределами находятся внешние геосферы - водная (гидросфера) и воздушная (атмосфера), к-рые сформировались из паров и газов, выделившихся из недр 3. при дегазации мантии. Дифференциация вещества мантий 3. и пополнение продуктами дифференциации земной коры, водной и воздушной оболочек происходили на протяжении всей геологич. истории и продолжаются до сих пор. Большую часть поверхности 3. занимает Мировой океан (361,1 млн. км2, или 70,8%), суша составляет 149,1 млн. км2 (29,2% ) и образует шесть крупных массивов - материков: Евразию, Африку, Сев. Америку, Южную Америку, Антарктиду и Австралию (см. табл. 2), а также многочисленные острова. С делением суши на материки не совпадает деление на части света: Евразию делят на две части света - Европу и Азию, а оба американских материка считают за одну часть света - Америку, иногда за особую "океаническую" часть света принимают о-ва Тихого ок.- Океанию, площадь к-рой обычно учитывается вместе с Австралией.
Материки (с островами)

* Сверху вниз по колонке вершины: Джомолунгма (Эверест), Килиманджаро, Мак-Кинли, Аконкагуа, массив Винсон, Косцюшко. Наиболее высокая вершина Океании - г. Джая, 5029 м (на о. Н. Гвинея).
Мировой океан расчленяется материками на Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый некоторые исследователи выделяют приантарктич. части Атлантического, Тихого и Индийского океанов в особый, Южный, океан.
Океаны

* По др. данным, 91,14 млн. км2.

Северное полушарие 3.- материковое (суша здесь занимает 39% поверхности), а Южное - океаническое (суша составляет лишь 19% поверхности). В Западном полушарии преобладающая часть поверхности занята водой, в Восточном - сушей. Обобщённый профиль суши и дна океанов образует две гигантские "ступени" - материковую и океаническую.
Схема строения Земли (без верхней атмосферы и магнитосферы)

*Кроме атмосферы. ** Атмосфера в целом простирается до выс. ~ 20 тыс. км.

Первая поднимается над второй в среднем на 4670 м (cp. высота суши 875 л; ср. глубина океана ок. 3800 м). Над равнинной поверхностью материковой "ступени" возвышаются горы, отдельные вершины к-рых имеют высоту 7-8 км и более. Высочайшая вершина мира - г. Джомолунгма в Гималаях - достигает 8848 м. Она возвышается над глубочайшим понижением дна океана (Марианский глубоководный жёлоб в Тихом ок. 11 022 м) почти на 20 км. См. Гипсографическая кривая. 3. обладает гравитационным, магнитным и электрич. полями. Гравитационное притяжение 3. удерживает на околоземной орбите Луну и искусственные спутники. Действием гравитационного поля обусловлены сферич. форма 3., многие черты рельефа земной поверхности, течение рек, движение ледников и др. процессы.
Магнитное поле создаётся в результате сложного двилсения вещества в ядре 3. (см. Земной магнетизм). В межпланетном пространстве оно занимает область, объём к-рой намного превосходит объём 3., а форма напоминает комету с хвостом, направленным от Солнца. Эту область наз. магнитосферой.
С магнитным полем 3. тесно связано её электрич. поле. "Твёрдая" 3. несёт отрицат. электрич. заряд, к-рый компенсируется объёмным положит. зарядом атмосферы, так что в целом 3., по-видимому, электронейтральна (см. Атмосферное электричество). В пространстве, ограниченном внешним пределом геофизич. полей 3. (гл. обр. в магнитосфере и атмосфере), происходит последовательное и глубокое изменение первичных космических факторов - поглощение и преобразование солнечных и галактич. космических лучей, солнечного ветра, рентгеновского, ультрафиолетового, оптич. и радиоизлучений Солнца, что имеет важное значение для процессов, протекающих на земной поверхности. Задерживая большую часть жёсткой электромагнитной и корпускулярной радиации, магнитосфера и особенно атмосфера защищают от их смертоносного воздействия живые организмы.
3. получает 1,7*1017дж/сек (или 5,4Х1024 дж/год) лучистой энергии Солнца, но лишь ок. 50% этого количества достигает поверхности 3. и служит главным источником энергии большинства происходящих на ней процессов.
Поверхность 3., гидросферу, а также прилегающие слои атмосферы и земной коры объединяют под названием географической, или ландшафтной, оболочки. Географическая оболочка явилась ареной возникновения жизни, развитию к-рой способствовало наличие на 3. определённых физич. и химич. условий, необходимых для синтеза сложных органич. молекул. Прямое или косвенное участие живых организмов во многих геохимич. процессах со временем приобрело глобальные масштабы и качественно изменило гео-графич. оболочку, преобразовав химич. состав атмосферы, гидросферы и отчасти земной коры. Глобальный эффект в ход природных процессов вносит и деятельность человека. Ввиду громадного значения живого вещества как геол. агента вся сфера распространения жизни и биогенных продуктов была названа биосферой.
Совр. знания о 3., её форме, строении и месте во Вселенной формировались в процессе долгих исканий. Ещё в глубокой древности делалось много попыток дать общее представление о форме 3. Индусы, напр., верили, что 3. имеет форму лотоса. Вавилоняне, как и мн. др. народы, считали 3. плоским диском, окружённым водой. Однако ещё ок. 3 тыс. лет назад начали формироваться и правильные представления. Халдеи первыми заметили на основании наблюдений лунных затмений, что 3.- шарообразна. Пифагор, Парменид (6-5 вв. до н. э.) и Аристотель (4 в. до н. э.) пытались дать этому научное обоснование. Эратосфен (3 в. до н. э.) сделал первую попытку определить размеры 3. по длине дуги меридиана между городами Александрией и Сиеной (Африка). Большинство античных учёных считало 3. центром мира. Наиболее полно разработал эту геоцентрическую концепцию Птолемей во 2 в. Однако значительно раньше Аристарх Самосский (4-3 вв. до н. э.) развивал гелиоцентрические представления, считая центром мира Солнце. В ср. века представления о шарообразности 3. и её движении отрицались, как противоречащие священному писанию, и объявлялись ересью. Идея шарообразности 3. вновь завоевала признание лишь в эпоху Возрождения, с началом Великих географич. открытий. В 1543 Коперник научно обосновал гелиоцентрическую систему мира, согласно которой 3. и др. планеты обращаются вокруг Солнца. Но этому учению пришлось выдержать длительную жестокую борьбу с геоцентрич. системой, к-рую продолжала поддерживать христианская церковь. С этой борьбой связаны такие трагические события, как сожжение Дж. Бруно и вынужденное отречение от гелиоцентрич. представлений Г. Галилея. Окончательное утверждение гелиоцентрич. системы обязано открытию в нач. 17 в. И. Кеплером законов движения планет и обоснованием в 1687 И. Ньютоном закона всемирного тяготения. Структура "твёрдой" 3. была выяснена гл. обр. в 20 в. благодаря достижениям сейсмологии.
Открытие радиоактивного распада элементов привело к коренному пересмотру многих фундаментальных концепций. В частности, представление о первоначально огненно-жидком состоянии 3. было заменено идеями о её образовании из скоплений холодных твёрдых частиц (см. Шмидта гипотеза). На основе радиоактивного распада были разработаны также методы определения абс. возраста горных пород, позволившие объективно оценивать длительность истории 3. и скорость процессов, протекающих на её поверхности и в недрах.
Во 2-й пол. 20 в. в результате использования ракет и спутников сформировались представления о верхних слоях атмосферы и магнитосфере. 3. изучают многие науки. Фигурой и размерами 3. занимается геодезия, движениями 3. как небесного тела - астрономия, силовыми полями - геофизика (отчасти астрофизика), к-рая изучает также физич. состояние вещества 3. и физич. процессы, протекающие во всех геосферах. Законы распределения химич. элементов 3. и процессы их миграции исследует геохимия. Вещественный состав литосферы и историю её развития изучает комплекс геологич. наук. Природные явления и процессы, происходящие в географич. оболочке и биосфере, являются областью наук географич. и биологич. циклов. Земных проблем касаются также науки, изучающие законы взаимодействия природы и общества.
ЗЕМЛЯ КАК ПЛАНЕТА
3.- третья по расстоянию от Солнца большая планета Солнечной системы. Масса 3. равна 5976*1021кг, что составляет 1/448 долю массы больших планет и 1/330 000 массы Солнца. Под действием притяжения Солнца 3., как и др. тела Солнечной системы, обращается вокруг него по эллиптической (мало отличающейся от круговой) орбите. Солнце расположено в одном из фокусов эллиптич. орбиты 3., вследствие чего расстояние между 3. и Солнцем в течение года меняется от 147,117 млн. км (в перигелии) до 152,083 млн. км (в афелии). Большая полуось орбиты 3., равная 149,6 млн. км, принимается за единицу при измерении расстояний в пределах Солнечной системы (см. Астрономическая единица). Скорость движения 3. по орбите, равная в среднем 29,765 км/сек, колеблется от 30,27 км/сек (в перигелии) до 29,27 км/сек (в афелии). Вместе с Солнцем 3. участвует также в движении вокруг центра Галактики, период галактич. обращения составляет ок. 200 млн. лет, средняя скорость движения 250 км/сек. Относительно ближайших звёзд Солнце вместе с 3. движется со скоростью ~ 19,5 км/сек в направлении созвездия Геркулеса. Период обращения 3. вокруг Солнца, называемый годом, имеет несколько различную величину в зависимости от того, по отношению к каким телам или точкам небесной сферы рассматривается движение 3. и связанное с ним кажущееся движение Солнца по небу. Период обращения, соответствующий промежутку времени между двумя прохождениями Солнца через точку весеннего равноденствия, наз. тропическим годом. Тропич. год положен в основу календаря, он равен 365,242 средних солнечных суток. Плоскость земной орбиты (плоскость эклиптики) наклонена в совр. эпоху под углом 1,6° к т. н. Лапласа
неизменяемой плоскости, перпендикулярной гл. вектору момента количества движения всей Солнечной системы. Под действием притяжения др. планет положение плоскости эклиптики, а также форма земной орбиты медленно изменяются на протяжении миллионов лет. Наклон эклиптики к плоскости Лапласа при этом меняется от 0° до 2,9°, а эксцентриситет земной орбиты от 0 до 0,067. В современную эпоху эксцентриситет равен 0,0167, убывая на 4*10-7 в год. Если смотреть на 3., поднявшись над Сев. полюсом, то орбитальное движение 3. происходит против часовой стрелки, т. е. в том же направлении, что и её осевое вращение, и обращение Луны вокруг 3.
Естественный спутник 3.- Луна обращается вокруг 3. по эллиптической орбите на ср. расстоянии 384 400 км (~60,3 ср. радиуса 3.). Масса Луны составляет 1 : 81,5 долю массы 3. (73,5*1021 кг). Центр масс системы
Земля - Луна отстоит от центра 3. на 3/4 её радиуса. Оба тела - 3. и Луна- обращаются вокруг центра масс системы. Отношение массы Луны к массе 3.- наибольшее среди всех планет и их спутников в Солнечной системе, поэтому систему 3.- Луна часто рассматривают как двойную планету.
3. имеет сложную форму, определяемую совместным действием гравитации, центробежных сил, вызванных осевым вращением 3., а также совокупностью внутренних и внешних рельефообразующих сил. Приближённо в качестве формы (фигуры) 3. принимают уровенную поверхность гравитационного потенциала (т. е. поверхность, во всех точках перпендикулярную к направлению отвеса), совпадающую с поверхностью воды в океанах (при отсутствии волн, приливов, течений и возмущений, вызванных изменением атм. давления). Эту поверхность наз. геоидом. Объём, ограниченный этой поверхностью, считается объёмом 3. (т. о., в него не входит объём той части материков, к-рая расположена выше ур. м.). Ср. радиусом 3. наз. радиус шара того же объёма, что и объём геоида. Для решения многих научных и практич. задач геодезии, картографии и др. в качестве формы 3. принимают земной эллипсоид. Знание параметров земного эллипсоида, его положения в теле 3., а также гравитационного поля Земли имеет большое значение в астродинамике, изучающей законы движения искусственных космич. тел. Эти параметры изучаются путём наземных астрономо-геодезич. и гравиметрич. измерений (см. Геодезия, Гравиметрия) и методами спутниковой геодезии. Вследствие вращения 3. точки экватора имеют скорость 465 м/сек, а точки, расположенные на широте ф,- скорость 465соsф (м/сек), если считать 3. шаром. Зависимость линейной скорости вращения, а следовательно, и центробежной силы от широты приводит к различию значений ускорения силы тяжести на разных широтах (см. табл. 4).
Вращение 3. вокруг своей оси вызывает смену дня и ночи на её поверхности. Период вращения 3. определяет единицу времени - сутки. Ось вращения 3. отклонена от перпендикуляра к плоскости эклиптики на 23° 26,5' (в сер. 20 в.); в совр. эпоху этот угол уменьшается на 0,47" за год. При движении 3. по орбите вокруг Солнца её ось вращения сохраняет почти постоянное направление в пространстве. Это приводит к смене времён года. Гравитац. влияние Луны, Солнца, планет вызывает длительные периодич. изменения эксцентриситета орбиты и наклона оси 3., что является одной из причин многовековых изменений климата. Период вращения 3. систематически увеличивается под воздействием лунных и в меньшей степени солнечных приливов (см. Вращение Земли). Притяжение Луны создаёт приливные деформации как атмосферы и водной оболочки, так и "твёрдой" 3. Они направлены к притягивающему телу и, следовательно, перемещаются по 3. при её вращении. Приливы в земной коре имеют амплитуду до 43 см, в открытом океане-не более 2 м, в атмосфере они вызывают изменение давления в неск. сот н/м2 (неск. мм рт. ст.). Приливное трение, сопровождающее движение приливов, приводит к потере системой Земля- Луна энергии и передаче момента количества движения от 3. к Луне. В результате вращение 3. замедляется, а Луна удаляется от 3. Изучение месячных и годичных колец роста у ископаемых кораллов позволило оценить число суток в году в прошлые геологич. эпохи (до 600 млн. лет назад).

Геометрические и физические характеристики Земли

Результаты исследований говорят о том, что период вращения 3. вокруг оси увеличивается в среднем на неск. мсек за столетие (500 млн. лет назад длительность суток составляла 20,8 ч). Фактич. замедление скорости вращения 3. неск. меньше того, к-рое соответствует передаче момента Луне. Это указывает на вековое уменьшение момента инерции 3., по-видимому, связанное с ростом плотного ядра 3. либо с перемещением масс при тектонич. процессах. Скорость вращения 3. неск. меняется в течение года также вследствие сезонных перемещений воздушных масс и влаги. Наблюдения траекторий искусств. спутников 3. позволили с высокой точностью установить, что сплюснутость 3. неск. больше той, к-рая соответствует совр. скорости её вращения и распределению внутр. масс. По-видимому, это объясняется высокой вязкостью земных недр, приводящей к тому, что при замедлении вращения 3. её фигура не сразу принимает форму, соответствующую увеличенному периоду вращения. Поскольку 3. имеет сплюснутую форму (избыток массы у экватора), а орбита Луны не лежит в плоскости земного экватора, притяжение Луны вызывает прецессию - медленный поворот земной оси в пространстве (полный оборот происходит за 26 тыс. лет). На это движение накладываются периодич. колебания направления оси - нутация (основной период 18,6 года). Положение оси вращения по отношению к телу 3. испытывает как периодические изменения (полюсы при этом отклоняются от ср. положения на 10-15 м), так и вековые (среднее положение сев. полюса смещается в сторону Сев. Америки со скоростью ~11 см в год, см. Полюсы географические).