Naše Země ve vesmíru

Hvězdy, které vidíme na noční obloze, patří do hvězdné soustavy nazývané Galaxie. Galaxie obsahuje asi tisíc miliard hvězd. Má tvar plochého disku, z jehož jednoho okraje na druhý letí světlo 100 000 let. Slunce, naše mateřská hvězda, je rovněž v tomto disku, a proto vidíme ostatní hvězdy

nejhustěji v pásu obepínajícím celou oblohu, zvaném Mléčná dráha. Slunce je asi ve 2/3 vzdálenosti od středu Galaxie k okraji. Útvarů podobných naší Galaxii - galaxií - je ve vesmíru nepředstavitelně mnoho. Nejbližší z nich můžeme vidět pouhým okem jako mlhovinu v souhvězdí Andromédy.

Vznik Země

Slunce a jeho planety se vytvořily asi před 4,7 miliardy let z plochého rotujícího disku mezihvězdného plynu a prachu, jehož části se vlivem gravitace postupně smršťovaly. Nejvíce látky bylo přitahováno ke střední části rotujícího disku, která se stala zárodkem Slunce. V disku kolem Slunce narůstala nejprve vzájemným nalepováním prachových zrn a později gravitací stále větší tělesa, až dosáhla velikosti planet.

Blízko u Slunce se vytvořily planety z těžkotavitel-ných sloučenin prvků železa, niklu, křemíku a kyslíku (planety Merkur, Venuše, Země, Mars), zatímco ve větších vzdálenostech se planety Jupiter, Saturn, Uran, Neptun, Pluto tvořily i ze sloučenin tajících při nízké teplotě, obsahujících vodík, uhlík, dusík a kyslík (ve formě ledu nebo plynů).

V průběhu vývoje Země se v ní látky rozvrstvily tak, že do nitra Země - jádra - klesly železo a nikl, zatímco blíž u povrchu - v plášti - zůstaly lehčí sloučeniny, např. křemíku, hliníku, hořčíku a kyslíku. Země postupně vychládala, na jejím povrchu se vytvořila zemská kůra tlustá přes deset kilometrů, složená z hornin. Nitro Země je doposud roztavené a postupně velmi pomalu vychládá.

Povrch Země se v průběhu jejího vývoje velmi měnil - formovaly jej síly posunující kontinenty, zemětřesení, sopečná činnost, voda, ledovce, a nakonec i přítomnost organismů. O tom všem se podrobněji dozvíte v dalších kapitolách této učebnice.

Proč vzniká teplo při dopadech vesmírných těles?

Formování planet sluneční soustavy a jejich družic skončilo před necelými 4 miliardami let. Tehdy na ně dopadala poslední menší tělesa, po nichž zůstaly např. na povrchu Měsíce dobře viditelné dopadové (impaktní)

krátery. Kosmické sondy přinesly snímky dopadových kráterů také na planetách Merkur, Venuše, Mars, na planetkách obíhajících mezi drahami Marsu a Jupitera a skoro na všech dosud známých družicích planet. Procesy tvoření hvězd, disky kolem nich a tvoření planet jsou dnes pozorovány na více místech v Galaxii, např. ve Velké mlhovině v souhvězdí Orionu.

Stavbou Země, jejím složením, tvarem a podobou v průběhu jejího vývoje se zabývají geologické vědy.

Naše Země je, počítáno od hvězdy Slunce, třetí planetou sluneční soustavy. Má přibližně tvar koule, která je na pólech zploštělá. V geografii se při zobrazení Země hovoří o tvaru zvaném geoid. Jeho poledníkový průměr (od pólu severního k pólu jižnímu) je 12 712 km, průměr rovníkový (od západu k východu) je 12 755 km. Zploštění je tedy 43 km.

Zemské těleso obíhá kolem Slunce za 365 dnů, 6 hodin, 9 minut, 9,54 sekundy. Dráha oběhu je mírně eliptická, nakloněná k rovníkové rovině pod úhlem 21,5 - 27,5 stupňů. Velikost tohoto úhlu kolísá v obdobích asi 40 000 let.

Slunce zahřívá povrchy planet svým zářením. Planety blízké ke Slunci jsou zahřívány silně, vzdálené slabě. Země je v takové vzdálenosti, že teplota na jejím povrchu dovoluje trvalou přítomnost tekuté vody, což je nezbytné pro existenci života. Na povrchu Venuše přesahuje teplota bod varu vody (přes 500 °C), zatímco na Marsu (na většině povrchu) je teplota trvale pod bodem mrazu.

Stavba země

Zatímco zemský povrch je prozkoumán už téměř dokonale, poznávání nitra Země je obtížnější. I nejhlubší doly s těžbou nerostů a geologické vrty pronikly pouze nejsvrchnějšími částmi Země.

Doly v jižní Africe dosahují hloubky 3,5 km. Dosud nejhlubší vrt (přes 12 km) byl dokončen v roce 1985 na poloostrově Kola v Rusku. V naší republice dosáhl nej-větší hloubky (6,5 km) vrt u Jablůnky na východní Moravě.Pro poznávání zatím nedostupného nitra Země se používají nepřímé metody, zejména geofyzikální výzkum šíření zemětřesných (seizmických) vln. Náhlé změny rychlosti a směry pohybu zemětřesných vln svědčí o různém složení a odlišných vlastnostech látek zemského nitra. Tak byly rozlišeny tři hlavní části sféry - Země: kůra, plášť a jádro (obr. 1). Zjednodušeně je můžeme přirovnat ke stavbě ptačího vejce: kůra je skořápka, plášť bílek a jádro žloutek.

Zemské sféry byly rozlišeny zejména na základě zjištění, že rychlost a směr pohybu zemětřesných vln se v určitých hloubkách náhle mění. Mezi kůrou a pláštěm dochází ke zrychlení, mezi pláštěm a jádrem k přechodnému zpomalení.

Zemská kůra (obr. 2) je svrchní slupkou zemského tělesa. Pod povrchem zasahuje do hloubky 5 až 40 km. Výrazně se liší tloušťka a složení kůry pod oceány - oceánská kůra - a pevninami - pevnínská kůra. Oceánská kůra je tenčí (4-15 km) a kromě usazených hornin pokrývajících dno oceánů ji tvoří tmavá hornina - čedič (viz výlevné vy vřelé horniny). Pevninská kůra je tlustší (průměrně 30 - 40 km), pod rozlehlými nížinami dosahuje hloubky 25 km, pod pohořími 50 - 60 km (pod Himálajem až 80 km). Na území České republiky zasahuje kůra do hloubky 35 - 50 km. Spodní část pevninské kůry je tvořena čedičovou vrstvou, kterou však všude překrývají horniny složením připomínající žulu (viz hlubinné vy vřelé horniny). Ty někde vystupují přímo k povrchu (u nás např. v Krkonoších, na Šumavě a Českomoravské vrchovině), jinde je překrývá vrstva usazených hornin.

Zemský plášť zasahuje do hloubky 2 900 km. Je tvořen několika vrstvami, které se liší látkovým složením. Ve svrchní části pláště převažují zejména křemičitany. Nej svrchnější část pláště spolu se zemskou kůrou (do průměrné hloubky 150 km) tvoří horninový ("kamenný") obal Země - litosféru, která je rozdělena na několik souvislých desek. Proudění v husté plastické tavenině pláště způsobuje pohyby těchto litosférických desek.

Například na dně Atlantského oceánu mezi dvěma deskami tavenina vyvěrá, tuhne a vytváří středooceán-ský hřbet, a tím od sebe tyto desky odtlačuje (viz kapitola Pohyby litosférických desek). Naopak např. pod západním pobřežím Jižní Ameriky se oceánská deska podsouvá pod pevninskou a při tom zde vznikají ohniska zemětřesení a sopečné činnosti.

Zemské jádro zaujímá nejhlubší nitro Země (od hloubky 2 900 km až po střed v hloubce 6 378 km). Teplota v zemském jádře přesahuje 5000 °C. Jsou zde soustředěny nejtěžší prvky - železo, nikl s příměsí dalších prvků, např. křemíku a síry. Stojí za zmínku, že od hloubky 5 000 km je jádro v pevném stavu, zatímco vyšší vrstvy jsou kapalné. Proudění v kapalném kovovém jádru, které je dobře elektricky vodivé, udržuje magnetické pole Země.