Planeta Země
Stránka nabízí základní informace z astronomie. A to o vesmíru a jedné malé modré planetce, na které se nacházíme společně s miliardami ostatních, připojené k jedné z mnoha slunečních soustav. Planeta Země nám připadá obrovská, stejně tak počet nás, lidí, na ní žijících. Ve vztahu k vesmíru a jiným planetám v něm patří k nejmenším.
Témata stránky: Planeta Země – charakteristika, historie vesmíru, vznik a historie Země, historie klimatu Země.
Výukový prostředek k tomuto tématu: METEOROLOGIE 2
VESMÍR A PLANETA ZEMĚ
Asi každý někdy přemýšlel jak vše okolo, kde žijeme a hlavně to, co je od nás extrémně vzdáleno vzniklo. Kdy to vzniklo, proč to vzniklo a co se vše dělo do doby, než to vše dospělo do podoby jak to známe nyní, kdy můžeme díky vhodným podmínkám žít na naší modré planete Zemi a pozorovat zde počasí odehrávající se v jedné, nejspodnější, vrstvě atmosféry této planety. Když se dozvíme, jak velká náhoda vznikla, že se toto vše vytvořilo. Vše, co nazýváme na této stránce Vesmírem a že na planetě Zemi může být život. Třeba se zamyslíme, co udělat jinak a lépe proto, abychom si a dalším generacím především tuto planetu šetřili a nikoli naopak, jak to činíme neustále.
Než bude pojednáno o počasí teoreticky i prakticky, tak není od věci uvést základní fakta o tom všem, kde se počasí odehrává. Meteorologie jako věda studující počasí a jeho projevy je úzce spjata vedle mnoha dalších různých oborů též s astronomií. Tyto informace jsou navíc základem vzdělání a určitě by neměly chybět na webové prezentaci o počasí a vodstvu.
Vznik vesmíru
Má se za to, to znamená není to potvrzeno, že vesmír vznikl před 13.7 miliardami let a to takzvaným Velkým třeskem, při němž došlo k uvolnění velkého množství energie. Co se odehrálo než započal tento Velký třesk není a patrně nikdy nebude známo. Vesmír se začal tvořit až nějaký čas po této události. Pod Velkým třeskem si představme rozvoj prostoru. Před tím byl vesmírný prostor stlačen a vyplněn homogenní energií. Nutné si uvědomit, že ve vesmíru se vše odehrává velmi rychle a od současnosti se tak stalo před extrémně dlouhou dobou, ale zároveň se vše odehrává velmi dlouho, tedy pro nás pomalu a vše je počítáno na miliony nebo miliardy let.
Co bylo Velkém třesku
Po Velkém třesku začala vznikat první hmota, vznikly také základní prvky jako jsou protony, neutrony a elektrony tak, jak existují dodnes. Prvních půl milionů let byl vesmír velmi horký, následně se během dalšího rozpínání ochladil a došlo ke vzniku prvních atomů, zejména atomů vodíku. Byl to základ první generace hvězd. Přeměnami prvků vznikaly poté další a to například kyslík nebo neon. Po několika milionech let po Velkém třesku vznikla většina prvků periodické soustavy, jak ji známe dnes a jak je tato vyučována ve školách na hodinách chemie. Vznikaly též další generace hvězd, takže ve vesmíru existuje mnoho slunečních soustav, tedy hvězdných seskupení.
Kde končí vesmír? V čem vesmír drží a co je případně dále za tím, co do drží? Co drží vše, ve vesmíru, včetně nás s celou planetou Zemí? Otázky, které asi nikdo nikdy nedokáže přesně zodpovědět a témata, nad kterými není radno moc hluboce přemýšlet. Nezbývá nám, než se držet teorie, že vesmír a vše v něm drží v nekonečném vzduchoprázdnu vlivem obrovských sil. Tyto hranice jsou pro nás žijící na jedné planetě, kterou nemáme šanci v žádném případě celou poznat či procestovat, něčím, co nemůžeme překračovat ani v oblasti chápání.
Planeta Země v ideální konstelaci
Naše planeta je v této sluneční soustavě umístěna tak vhodně, že je na ní možný bezproblémový život. Od žhavé hvězdy Slunce je tato planeta umístěna dostatečně daleko, například Venuše se nachází příliš blízko a teplota na ní dosahuje extrémně vysokých hodnot. Zatímco třeba Mars má obdobnou olohu jako Země, avšak je moc lehký a lehčí plyny v atmosféře zde se gravitací neudržují. Naše sluneční soustava má tedy pouze jednu hlavní hvězdu a jednodušší gravitační pole. Je na ní tedy jako na jedné možný život.
Vědci stále zkoumají, zda by nemohl být život možný i na jiných planetách. Kdy přesně vznikl život na Zemi není známo, avšak bylo to pravděpodobně půl miliardy let po vzniku Země nebo i o něco dříve, kdy vznikly zárodky života na Zemi. Vhodné prvky pro život na Zemi byly asi 150 miliónů let po jejím vzniku. Zhruba mezi 3-4 miliardami let od současnosti existoval život na Zemi pouze pod vodou, na pevnině se objevil někdy kolem prvohor. Člověk se začal vyvíjet před 14 miliony let a jednalo se o předchůdce dnešního člověka homo , tzv. Ramaphithecuse.
Vývoj Země a historie jejího klimatu
Před 1-2 miliardami let se litosféra, biosféra, hydrosféra ani atmosféra Země nijak neměnily. Asi přes 85 miliony let se vyskytoval v dnešním Světě jeden pouštní celek, super kontinent, kolem něhož byl oceán. Zastoupení kyslíku bylo v atmosféře velmi nízké a Země tak byla bez ozonové vrstvy. Po této době začaly na Zemi velké změny, neboť se tento velký kontinent začal rozpadat na menší části a tvar těchto částí se měnil, včetně oceánu. Z výbuchů sopek se do atmosféry Země dostával oxid uhličitý, avšak ho v zemské atmosféře ubývalo, neboť byl spotřebováván mikroorganismy ještě ve větší míře, než činil jeho přísun ze sopečné aktivity.
Před asi 750 miliony let začalo být klima na Zemi nestabilní. Na povrchu zůstalo mnoho místních moří a vlivem zvýšeného výparu vody z nich docházelo k četným srážkám. Též ubýval z atmosféry oxid uhličitý, který je skleníkovým plynem a v dnešní době řešíme jeho neustále se zvyšující koncentrace v atmosféře. Jeho úbytek měl tehdy opačný důsledek a to významné ochlazení s výskytem doby ledové. Klima se měnilo též v důsledku změn kontinentů a Země společně s její atmosférou vytvořila velký systém, v němž se odehrávají procesy spolu související a na sebe navazující, které nejsou dodnes zcela podrobně probádány.
Led a geologie
Ledová pokrývka se vyskytovala v té době i v dnešních oblastech tropického podnebí a sníh společně s ledovou pokrývkou se vyskytoval na celé naší planetě. Do doby 58 milionů let došlo k poklesu průměrné teploty u povrchu Země až na -45°C (dnes je to 15°C). Ledový pokrývka na planetě měla tloušťku až 1.5km. Tento ledový obal vykazoval významnou odrazivost dopadajícího slunečního záření (albedo).
Důležité pro současný stav naší Země je to, co se dělo následně. Pokud by zůstala Země v takovém stavu jako byla, bez geologické aktivity, zůstala by obklopena ledovou a sněhovou vrstvou dodnes. Kontinenty se následně pohybovaly a z vulkanické činnosti docházelo k přísunu oxidu uhličitého do zemské atmosféry až dosáhl pravděpodobně stonásobku dnešní hodnoty (0.04% objemu). Tím dojde k významnému zesílení skleníkového efektu. Započalo tání ledovců, které se vlivem snižující odrazivosti povrchu Země urychlovalo. Planeta se poté oteplovala a to i vlivem přísunu dalších skleníkových plynů (zejména metanu).
Oteplování planety
Oteplování patrně proběhlo hodně rychle, za několik desítek let. Teplé klima vládlo na Zemi patrně 30 milionů let po datu 70 milionů let před současností. V dalších několika desítkách milionů let docházelo k výkyvům klimatu z teplého do ledového a vznikaly tak doby ledové (stuartovská, marinoanská a menší gaskierská) během 72 miliony až 58 miliony let před současností. Klima na Zemi bylo i nadále nestabilní. Před 25 miliony let před současností došlo k k výskytu mírné doby ledové a k vymření většiny již žijících živočichů jak na souši, tak především ve vodě. Další vymření živočichů se datuje k 20 milionům let před současností a další k 65 milionům let před současností. Do Země tehdy narazil asteroid a způsobil vážné následky. Měl průměr asi 10km. Ale tyto události se následně opakovaly.
Významné milníky
Důležité milníky ve vývoji planety Země:
- Vznik Velkým třeskem (před 13700 mil. Let)
- Vznik protonů a neutronů a první hmoty (brzy po Velkém třesku)
- Vznik Slunce – viz stránka (před 4600 mil. Let)
- Velká oxidace hornin a absence kyslíku v atmosféře (před 2500 mil. Let)
- Bez větších změn v jednotlivých obalech Země (před 1850 až 850 mil. Let)
- Nestabilní klima Země a úbytek CO2 spotřebováváním mikroorganismy (před 750 mil. Let)
- Ledovce po celé Zemi a průměrná teplota u povrchu -45°C (před 750 až 580 miliony let)
- Následné zvyšování koncentrace skleníkových plynů
- Objevily se rostliny (před 430 mil. Let)
- Výskyt lesa (před 360 mil. Let)
- Existence obojživelníků (před 340 mil. Let)
- Země pokryta pralesy, nestabilní klima (před 300 mil. Let)
- Největší vymření živočichů – až 96% vodních (před 250 mil. Let)
- Velká sopečná erupce s prodloužením doby ledové (shodné datum)
- Další velká vymření živočichů následovala (např. před 65 mil. let)
- První primáti (před 30 mil. Let)
- První chodící po dvou končetinách (před 8 mil. Let)
- První člověk zručný (před 2.5 mil. let)
- První člověk vzpřímený (před 100 tisíci až 2.5 mil. Let)
- Člověk rozumný (před 100 tisíci let až dodnes)
O Atmosféře Země a Slunci se dozvíte více informací na dalších stránkách (viz patřičné rozbalovací menu).
Reference
Použitá a doporučená literatura:
DVOŘÁK, P. Letecká meteorologie 2017. Cheb: Svět Křídel, 2017.
DVOŘÁK, P. Pozorování a předpovědi počasí. Cheb: Svět Křídel, 2014.
WHITAKER, R. a kol. The Encyklopedia of Weather and Climate Change. Sydney: Weldon Owen Pty Limited, 2010 (CZ verze STAŘECKÁ, E. PAUER, M. Encyklopedie počasí a změna klimatu. Praha: Svojtka a Co, 2012)
COENRAADS, R. a kol. Extreme Earth. New York: The Reader´s Digest Association, 2015 (CZ verze MERTINOVÁ, J. MÍČKOVÁ, K. HANUŠOVÁ, K. a kol. Nespoutané živly planety Země. Praha: Tarsago Česká Republika, 2015)