planety

Země je třetí planeta sluneční soustavy, která je největší terestrickou planetou v soustavě a jediným planetárním tělesem, na němž je dle současných vědeckých poznatků potvrzen život. Země nejspíše vznikla před 4,6 miliardami let a krátce po svém vzniku získala svůj jediný přirozený satelit – Měsíc. Země obíhá kolem Slunce po téměř kružnicové dráze s velmi malou excentricitou. Země jako domovský svět lidstva má mnoho názvů v závislosti na národu, mezi nejznámější patří název latinského původu Terra, Tellus či řecký název Gaia.

Země je dynamickou planetou, která se skládá z jednotlivých zemských sfér. Jedná se o nedokonalou kouli s poloměrem 6378 km, uprostřed se nachází malé pevné jadérko obklopené polotekutým vnějším jádrem, dále pak pláštěm a zemskou kůrou, která se dělí na oceánskou a kontinentální. Zemská kůra je tvořena litosférickými deskami, které jsou v neustálém pohybu vlivem procesu nazývaného desková tektonika. Na povrchu Země se vyskytuje hydrosféra v podobě souvislého oceánu kapalné vody, který zabírá přibližně 71 % zemského povrchu. Na velmi úzkém pásu rozhraní mezi litosférou a atmosférou se nachází biosféra, živý obal Země, který je tvořen živými organismy. Jeho činností došlo k přeměně části litosféry na půdní obal Země tzv. pedosféru. Celou planetu obklopuje hustá atmosféra tvořená převážně dusíkem a kyslíkem vytvářející směs obvykle nazývanou jako vzduch.

Její astronomický symbol sestává z kříže v kruhu, reprezentujícího poledník a rovník; v jiných variantách je kříž vysunut nad kruh (Unicode: ⊕ nebo ♁). Kromě slov odvozených od Terra, jako je terestrický, obsahují pojmy vztahující se k Zemi také prefix telur- nebo tellur- (např. telurický, tellurit podle bohyně Tellūs) a geo- (např. geocentrický model, geologie). Země je domovským světem lidstva, které je na Zemi rozděleno na přibližně 200 nezávislých států, které jsou spolu ve vzájemném působení skrze diplomacii, cestování a obchodu.

Vznik

Země vznikla podobně jako ostatní planety slunečního systému přibližně před 4,6 miliardami let^[1] akrecí z pracho-plynného disku, jenž obíhal kolem rodící se centrální hvězdy. Srážkami prachových částic se začala formovat malá tělesa, která svou gravitací přitahovala další částice a okolní plyn. Vznikly tak první planetesimály, které se vzájemně srážely a formovaly větší tělesa.^[2] Na konci tohoto procesu v soustavě vznikly čtyři terestrické protoplanety. Vzájemné srážky planetisimál společně s uvolněným teplem z radioaktivních rozpadů roztavily větší část materiálu, který tvoří Zemi. Předpokládá se, že roztavený povrch se na planetě vyskytoval přibližně miliardu let.^[1]

Po zformování protoplanety docházelo k masivnímu bombardování povrchu zbylým materiálem ze vzniku soustavy, což mělo za následek jeho neustálé přetváření, přetavování a přínos nového materiálu. Je dokonce možné, že celý povrch byl roztaven do podoby tzv. magmatického oceánu.^[2] Během této doby docházelo nejspíše i k diferenciací pláště a jádra, když těžší prvky, jako např. železo, klesaly vlivem gravitace do středu planety.^[2] Došlo ke vzniku těžkého jádra, pláště a lehké prvky se zasloužily o vznik kůry. Kůra začala vznikat jako první sféra, o čemž svědčí nálezy nejstarších hornin starých až 4 miliardy let.^[1] Uvnitř Země zůstala akumulovaná energie z předchozích období doplňována rozpady radioaktivních látek. Teplo se postupně uvolňovalo do svrchních oblastí, což způsobilo vznik aktivního vulkanismu, tektonických procesů a nejspíše i deskové tektoniky.

Z rozsáhlých lávových oblastí se uvolňovalo značné množství plynů (vodní páry, oxidu uhličitého apod.)^[2], které se přidalo k původní atmosféře tvořené převážně z vodíku a hélia. Během první miliardy let z atmosféry unikla převážná část vodíku a hélia, které si Země svojí gravitací nedokázala udržet.^[3] Neustálé dopady komet zvyšovaly obsah vodní páry v atmosféře. Současně docházelo k poklesu teploty atmosféry, která při poklesu přibližně na 300 °C umožnila vznik prvních výrazných srážek. Déšť se při dopadu na povrch okamžitě vypařil a v atmosféře opět zkondenzoval. Celý cyklus se nesčetněkrát opakoval až vznikly postupně oceány.^[2] Přítomnost vody umožnila navazování uhlíku do hornin, což zmenšovalo jeho zastoupení, které se projevilo později ve vzniku života.^[3]

Předpokládá se, že první život na Zemi vznikl před 4 miliardami let v dobách, kdy byla atmosféra ještě obohacena volným vodíkem, který působil jako reakční činidlo v řadě chemických reakcí potřebných pro vznik organických látek. První primitivní organismy vznikly ve vodě, kde začaly s produkcí atmosférického kyslíku, jenž byl do té doby v atmosféře jen vzácným plynem.^[4] Postupnou činností zelených rostlin došlo k přetvoření atmosféry na dnešní podobu, kdy je kyslík jedním z hlavních prvků ve složení vzduchu. Volný kyslík v horních vrstvách reagoval s dopadajícím slunečním zářením, čímž došlo k jeho rozštěpení a opětovnému navázání na ozón. Vznikla tak vrstva, která zabraňovala dopadu škodlivého ultrafialového záření na povrch Země, což umožnilo rozšíření života i mimo oblasti oceánů. Rozšířením života se na Zemi začal do atmosféry uvolňovat i další plyn, dusík, který vznikal jako výsledek rozkladných procesů organických látek.^[4]

 Fyzikální charakteristiky

Země je terestrická planeta, což se odráží v jejím kamenitém povrchu oproti plynným obrům jako je Jupiter či Saturn, které jsou tvořeny převážně plynem. Země je největší terestrická planeta sluneční soustavy a to jak ve velikosti, tak i v hmotnosti. Mimo těchto dvou prvenství je Země také mezi terestrickými tělesy planeta s největší hustotou, s největší povrchovou gravitací, nejsilnějším magnetickým polem a nejrychlejší rotací.^[5] V současnosti je to také jediná planeta, na které je možné pozorovat aktivní deskovou tektoniku.

 Tvar Země

Poloměr Země je skoro 6,5 tisíce kilometrů, z čehož plyne relativně malá křivost povrchu. Zakřivení způsobená geologickou aktivitou jsou mnohem výraznější než zakřivení vzniklá v důsledku kulatosti. Proto se lidé v minulosti domnívali, že Země je celkově plochá. Proti tomuto názoru ale postupně svědčily různé vědecké poznatky a pozorování, například zatmění Měsíce a obeplutí Země na lodích. Éra kosmických letů pak přinesla přímá pozorování a fotografie jako konečný důkaz, že Země je kulatá.

Kulatost Země (stejně jako jiných planet, Slunce i Měsíce) je dána vlastnostmi gravitační síly, která působí centrálně kolem těžiště a má sférickou symetrii. Tvar dokonalé koule je však narušen. Lepším přiblížením skutečnosti je rotační elipsoid s malou excentricitou. Vzdálenost pólů je přibližně o 43 km menší, než střední průměr rovníku. To je způsobeno rotací Země kolem své osy, která způsobuje odstředivou sílu. Ta směřuje od osy rotace a vektorově se skládá s gravitační silou, z čehož plyne, že na pólech je největší tíhové zrychlení a na rovníku nejmenší. Rovnoběžky jsou tedy kružnice, zatímco poledníky jsou elipsy s malou výstředností. Skutečný tvar je ještě složitější a pro jeho matematický popis se užívá pojem geoid.

 Geologické složení

Země je nejspíše jako ostatní terestrické planety vnitřně diferencována na vnější křemíkovou pevnou kůru a vysoce viskózní plášť. K této diferenciaci došlo vlivem roztavení materiálu v rané fázi jejího vzniku, kdy těžší prvky gravitací směřovaly do středu planety. Tento proces měl za následek vznik malého kompaktního vnitřního jádra – tzv. jadérka, které je dle současných poznatků nejspíše pevné a tvořené převážně železem (86,2 %) a niklem (7,25 %). Nad tímto pevným jádrem o poloměru 1278 km se nachází vnější jádro tvořené roztavenou polotekutou směsí železa, niklu, kobaltu a síry a zasahující do vzdálenosti 2900 km, kde je od zemského pláště odděleno Gutenbergovo diskontinuitou. Tekuté vnější jádro umožňuje existenci slabého magnetického pole vlivem konvekce jeho elektricky vodivého materiálu.

Z jádra se neustále uvolňuje značné množství akumulovaného tepla, které má za následek pohyb roztaveného materiálu v zemském tělese. Teplejší materiál ohřátý na rozhraní pláště a jádra začíná v podobě plášťových chocholů stoupat a dostávat se k povrchu. Na některých místech pak dochází k proražení litosférických desek a úniku magmatu skrz sopky a trhliny v oceánských deskách. Mnoho hornin, z nichž je zemská kůra tvořena, se vytvořilo před méně než 100 milióny let; nejstarší známé žíly minerálů jsou 4,4 miliardy let staré, což znamená, že Země měla pevnou kůru přinejmenším po tuto dobu.^[6]

Zemské složení je značně variabilní dle toho, jaká část se zkoumá. Značně rozdílné složení vykazuje oceánská kůra od kontinentální, plášť od kůry apod. Předpokládá se, že globální zemské složení podle hmotnosti je následující:^[7]

] Vnitřní stavba

Řez Zemí od jádra k exosféře. Levá část obrázku není ve správném měřítku.

Podrobnější informace naleznete v článku Stratifikace Země.

Zemské těleso se skládá z několika vrstev tzv. geosfér, které na sebe volně navazují. Liší se od sebe složením, hustotou, tlakem a teplotou. Byly detekovány na základě šíření seismických vln. Tyto geosféry jsou směrem od jádra řazeny soustředně, tedy obepínají jádro. Jejich rozložení v tělese je z největší části ovlivněno hmotností látek, ze kterých jsou složeny.

Nejblíže povrchu se nachází litosféra, která má mocnost od 0 až 60 km (místně kolísá 5-200 km). Litosféra je složena ze zemské kůry s průměrnou mocností 0 až 35 km a svrchního pláště s mocností 35 až 60 km. Samotný plášť je mocný 35 až 2890 km a v hloubce mezi 100 až 700 km se nachází astenosféra. Pod pláštěm je situované v hloubce 2890 až 5100 km vnější jádro a pod ním v hloubce 5100 až 6378 km vnitřní jádro.

 Zemské jádro

Průměrná hustota Země je 5515 kg/m³, což ji činí nejhustší planetou ve sluneční soustavě. Průměrná hustota materiálu na povrchu však činí jen asi 3000 kg/m³, těžší materiály se proto musí nacházet v zemském jádru. V raném období před asi 4,5 miliardami let byl povrch Země roztaven a hustší hmota klesala ke středu v procesu planetární diferenciace, zatímco lehčí materiály vyplavaly do zemské kůry. Následkem toho je jádro tvořeno především železem spolu s niklem^[8] a jedním nebo více lehčími prvky; těžší prvky, jako olovo nebo uran, jsou buď příliš vzácné, než aby byly významnými, nebo mají sklon se slučovat s lehčími prvky, a zůstaly proto v kůře (viz felsické horniny).

Jádro se dělí na dvě části v podobě pevného vnitřního jádra s poloměrem ~1250 km a tekuté vnější jádro o poloměru ~3500 km, které se rozprostírá kolem něj. Všeobecně se předpokládá, že vnitřní jádro je pevné a složené především ze železa a z menší části z niklu. Někteří obhajují názor, že vnitřní jádro by mohlo být ve formě jediného krystalu železa. O vnějším jádru obklopujícím vnitřní se soudí, že je složeno ze směsi tekutého železa a niklu a stopového množství lehčích prvků. Obecně se věří, že konvekce ve vnějším jádru kombinovaná s mícháním způsobeným zemskou rotací způsobuje zemské magnetické pole procesem popsaným teorií dynama. Pevné vnitřní jádro je příliš horké, než aby bylo nositelem stálého magnetického pole, pravděpodobně však přispívá ke stabilizaci pole generovaného tekutým vnějším jádrem.

Na jádro tak připadá okolo 31 % celkové hmotnosti Země.^[8] Poslední důkazy naznačují, že vnitřní jádro Země nejspíš rotuje poněkud rychleji než zbytek planety o asi ~0-2° za rok.^[9]

 Zemský plášť 

Zemský plášť je jedna z vrstev Země, shora vymezená zemskou kůrou a zespodu zemským jádrem. Z geofyzikálního i geochemického hlediska může být rozdělen na svrchni a spodní plášť a přechodovou zónu, která se nachází mezi nimi.^[10] Většinu současných poznatků o plášti se podařilo získat během 20. století podrobnou analýzou příchodů seismických vln. V plášti probíhá neustále plášťová konvekce, která souvisí s deskovou tektonikou a jejíž obraz můžeme získat pomocí seismické tomografie.

Zemský plášť jako celé těleso tvoří přibližně 69 % zemské hmotnosti a 84 % celkového objemu.^[10] Předpokládá se, že jeho svrchní část je tvořená převážně z křemičitanů železa a hořčíků a spodní část převážně z oxidů a sulfidů železa, hořčíku a dalších kovů.^[11] Hmota pláště je ve velmi pozvolném pohybu, čímž dochází k výměně tepla a materiálu mezi jednotlivými oblastmi. Teplo se nejspíše získává z rozpadu radioaktivních látek jako je draslík.

 Zemská kůra

Tloušťka zemské kůry kolísá od 5 do 70 km v závislosti na místě, kde se nachází. Nejtenčí částí je oceánská kůra na dně oceánů složená z mafických hornin bohatých na křemík, železo a hořčík. Silnější je kontinentální kůra, která má menší hustotu a obsahuje především vrstvu složenou z felsických hornin bohatých na křemík, sodík, draslík a hliník. Za rozhraní mezi kůrou a pláštěm lze označit dva fyzikálně odlišné jevy. Především existuje diskontinuita v rychlosti seismických vln, která je známá jako Mohorovičićova diskontinuita. Za příčinu této diskontinuity je považována změna ve složení hornin od hornin obsahující plagioklasy (nahoře) až po horniny, které žádné živce neobsahují (dole). Jiným jevem je chemická diskontinuita mezi ultramafickými horninami a natavenými harzburgity, jak ji lze pozorovat v hlubokých částech oceánské kůry, které byly obdukovány do kontinentální kůry a uchovány jako ofiolitické sekvence.

 Povrch

Podrobnější informace naleznete v článku Zemský povrch.

Celkový povrch Země je 510 065 284,702 km², ale větší část povrchu (70,8 %) je pokryta Světovým oceánem kapalné vody, což představuje 361 126 221,569 km². Oproti tomu souš zabírá 29,2 %, což odpovídá 148 939 063,133 km². Oceány a pevnina nejsou na světě rozmístěny rovnoměrně, ale většina souše připadá na severní polokouli. Jižní polokoule je pak tvořena převážně oceány. Souš je na zemském povrchu rozdělena nepravidelně do sedmi velkých oblastí nazývaných kontinenty. Jsou jimi Afrika, Asie, Antarktida, Austrálie, Evropa, Jižní a Severní Amerika. Jádra světadílů jsou tvořený stabilními štíty, které jsou zpravidla staré několik miliard let.

každý čtverec o hraně 30 stupňů, 1800 px; projekce mapy úhlojevná, zkreslení délek a ploch

Povrch Země je značně nestejnorodý s velkou výškovou rozdílností. Oceánské oblasti tvořené oceánskou kůrou vytváří obrovské deprese, které vzhledem k nulové nadmořské výšce zasahují několik kilometrů pod její úroveň. Největšího hloubkového extrému je dosaženo v oblasti Mariánského příkopu v Tichém oceánu, kde dosahuje hodnoty −10 911 m (měření z roku 1995).^[12] Kontinentální kůra je oproti tomu většinou nad touto nulovou hodnotou. Suchozemské maximum je dosaženo na vrcholku nejvyšší hory Země Mount Everestu a to 8 850 m (měření z roku 1999).

Povrch Země je vlivem endogenních a exogenních pochodů neustále přetvářen. Vlivem vnitřních pochodů Země vznikají pásemná pohoří či tabule