Земля — одна из планет Солнечной системы

Земля — одно из многочисленных тел, которые обращаются вокруг Солнца, т. е. принадлежат Солнечной системе. Она шарообразна и является третьей планетой по счету от Солнца. В наше время, век покорения космоса, мы можем увидеть земной шар на фотографиях, сделанных с автоматических межпланетных станций и космических кораблей.

Земля вращается вокруг одного из своих диаметров — земной оси, которая пересекается с ее поверхностью в двух диаметрально противоположных точках — северном и южном географических полюсах.

На равных расстояниях от географических полюсов проходит окружность — земной экватор. Экватор делит Землю на два полушария — Северное и Южное.

Один оборот вокруг оси Земля совершает за 23 ч 56 мин 4 с; этот промежуток времени называется звездными сутками. Сутки, которыми мы ведем счет времени в повседневной жизни, называются средними. В них содержится 24 часа и учитывается не только вращение Земли, но и ее движение (обращение) вокруг Солнца. Угловая скорость вращения (т. е. угол поворота за единицу времени) у всех точек поверхности Земли одинакова —15° в час, но линейная скорость вращения различна: на экваторе она 465 м/с, а при удалении от него уменьшается и на географических полюсах равна нулю.

Один оборот вокруг Солнца Земля совершает за 365 дней 6 ч 9 мин 9 с. Этот период обращения называется звездным годом. Путь Земли вокруг Солнца (земная орбита) близок по форме к окружности, но слегка вытянут. Такая геометрическая фигура называется эллипсом и имеет две оси — большую и малую, перпендикулярную к большой оси. Обе они пересекаются в центре эллипса. Солнце находится не в центре орбиты, а в одном из ее фокусов, т. е. в одной из особых точек, расположенных на большой оси, сравнительно недалеко от центра.

Большая полуось (т. е. половина большой оси) орбиты является средним расстоянием Земли от Солнца и равна 149,6 млн. км. Фокус орбиты отстоит от ее центра на 2,5 млн. км. Поэтому на протяжении года расстояние Земли от Солнца периодически меняется от 147,1 млн. км (в самом начале января) до 152,1 млн. км (в самом начале июля). Самая ближайшая к Солнцу точка земной орбиты называется перигелием, а самая далекая — афелием.

Ось вращения Земли не перпендикулярна к плоскости земной орбиты, а образует с ней угол в 66°33'. Движение Земли устойчиво из-за быстрого ее вращения, и земная ось на протяжении многих и многих десятилетий практически сохраняет свое направление в пространстве, медленно поворачиваясь всего лишь на 50" в год (прецессионное движение), что соответствует полному обороту земной оси за 26 тыс. лет.

В нашу эпоху земная ось направлена почти на главную звезду созвездия Малой Медведицы, названную поэтому Полярной звездой. Ею пользуются при ориентировке по странам света (по основным точкам горизонта): если встать лицом к Полярной звезде, то впереди будет север, справа — восток, сзади — юг и слева — запад.

Благодаря обращению Земли вокруг Солнца, наклону земной оси и сохранению ею своего направления на нашей планете сменяются времена года и существуют тепловые (климатические) пояса. 21 марта и 23 сентября в равной мере освещены оба географических полюса Земли и Солнце там видно на горизонте. Линия светораздела (терминатор), отделяющая освещенное Солнцем (дневное) полушарие Земли от неосвещенного (ночного), проходит через оба полюса.

Все точки земной поверхности полсуток освещаются Солнцем, а полсуток лишены освещения, т. е. в эти дни года продолжительность дня равна продолжительности ночи (21 марта — день весеннего равноденствия, а 23 сентября — день осеннего равноденствия).

Схема движения Земли вокруг Солнца, обусловливающего смену времен года.

После 21 марта область вокруг Северного полюса обращена к Солнцу и в ней Солнце не заходит — это полярный день. Область вокруг Южного полюса отвращена от Солнца, и в ней Солнце не восходит, здесь полярная ночь. В Северном полушарии Земли день становится продолжительнее ночи. Солнце в полдень с каждым днем все выше поднимается над горизонтом, начинается весна. В Южном полушарии, наоборот, начинается осень. Границы полярного дня и полярной ночи постепенно отступают от полюсов и к 21 июня достигают в обоих полушариях географических параллелей 66°33'. Эти параллели являются границами холодных климатических поясов, и называются они полярными кругами. В этот день полуденная высота Солнца в Северном полушарии наибольшая (начало астрономического лета), а в Южном полушарии — наименьшая (начало астрономической зимы).

После 21 июня границы полярного дня и ночи приближаются к географическим полюсам, 23 сентября доходят до них, а затем снова от них удаляются. Теперь уже область полярной ночи распространяется вокруг Северного полюса. В Северном полушарии Солнце с каждым днем поднимается в полдень на меньшую высоту, день становится короче ночи и наступает осень, а затем зима. В Южном полушарии картина обратная: там наступает весна и затем лето.

Пояс земной поверхности, ограниченный по обе стороны от экватора географическими параллелями 23°27' (северным и южным тропиками), называется жарким или тропическим. В этом поясе Солнце в полдень двух определенных дней года проходит через самый зенит и лучи Солнца падают на земную поверхность отвесно. На самих тропиках Солнце проходит через зенит только один раз в году: 21 июня — на северном тропике и 22 декабря — на южном тропике.

Между полярными кругами и тропиками лежат умеренные пояса; в них никогда не бывает полярных дней и ночей и Солнце никогда не проходит через зенит. Земля окружена воздушной оболочкой - атмосферой (см. ст. «Воздушная оболочка Земли»). Атмосфера защищает Землю от внешних вредных воздействий, в частности от космической пыли, интенсивных потоков космических лучей и гамма-излучения Солнца.

Земля обладает магнитным полем, воздействующим на магнитную стрелку компаса. Магнитное поле изображается замкнутыми кривыми линиями — их называют магнитными силовыми линиями, они сходятся в двух почти противоположных точках земной поверхности — магнитных полюсах, далеко отстоящих от географических полюсов Земли. Южный магнитный полюс находится в Северном полушарии Земли, вблизи северного берега острова Виктория (Канада, 96° з. д. и 71° с. ш.); северный магнитный полюс лежит в Южном полушарии, в Тихом океане, вблизи берегов Антарктиды (150° в. д. и 70° ю. ш.). Оба полюса непрерывно перемещаются (дрейфуют) по земной поверхности со скоростью около 5 км за год.

Исследованиями, проведенными с космических аппаратов, установлено, что магнитное поле Земли простирается от нее на расстояние более 50 тыс. км. Оно захватывает мириады элементарных электрически заряженных частиц, летящих из мирового пространства (в том числе и от Солнца), и не пропускает их к Земле. Задержанные магнитным полем, эти частицы образуют вокруг Земли кольцеобразный радиационный пояс, начинающийся примерно в 450 км от земной поверхности и оканчивающийся на расстоянии около 50 тыс. км от нее. Радиационный пояс представляет определенную опасность для космонавтов, находящихся в космическом полете, так как элементарные частицы высоких энергий могут проникать сквозь обшивку космического корабля внутрь кабины и поражать организм, вызывая лучевую болезнь. Поэтому состояние радиационного пояса постоянно изучается, а трассы межпланетных кораблей обходят области наибольшей концентрации в нем элементарных частиц. Земля имеет единственного спутника — Луну (см. т. 2 ДЭ, ст. «Луна»).