Жер: Күн жүйесіндегі үшінші ғаламшар

 Басқа мағыналар үшін Жер (айрық) деген бетті қараңыз.

Радиометриялық талдау мен басқа айғақтар бойынша, Жер 4,5 миллиардтан астам жыл бұрын қалыптасты. Оның гравитациялық өрісі ғарыштағы басқа нысандармен, әсіресе Күн мен табиғи серігі Аймен әрекеттеседі. Орбита бойымен 365,25 шақты күн ішінде Күнді бір рет айналып шығады.

Жер
Басқа атаулары	жаһан, жиһан, дүние, дүниежүзі, әлем, жер-көк
Орбиталық сипаттамасы
Перигелий	147 098 290 км 0,98329134 а.б.
Афелий	152 098 232 км 1,01671388 а.б.
Үлкен жарты ось  (a)	149 598 261 км 1.00000261 а.б.
Айналудың сидерикалық кезеңі	365,256366004 күн 365 күн 6 сағ 9 мин 10 сек
Орташа аномалиясы (Mo)	357,51716°
Иілуі (i)	7,155° (күн экваторына қатысты)
Жоғарғы көтерілуші түйіннің бойлығы (Ω)	348,73936°
Перицентрдің аргументі (ω)	114,20783°
Серіктері	1 (Ай), 8300+ (жасандысерік)
Физикалық сипаттамасы
Полюстік сығылысуы	0,0033528
Экваторлық радиусы	6378,1 км
Полюстік радиус	6356,8 км
Орташа радиус	6371,0 км
Үлкен дөңгелектің шеңбері	40 075,017 км (экваторда)
Жазықтық ауданы (S)	510 072 000 км2
Көлем (V)	10,8321×1011 км3
Массасы (m)	10,8321×1011 км3
Орташа тығыздығы (ρ)	5,5153 г/см3
Экватордағы еркін түсу үдеуі  (g)	9,780327 м/с2 (0,99732 g)
Бірінші ғарыштық жылдамдық  (v1)	7,91 км/с
Екінші ғарыштық жылдамдық (v2)	11,186 км/с
Айналудың экваторлық жылдамдығы	1674,4 км/сағ (465,1 м/с)
Айналу периоды (T)	0,99726968 күн (23 сағ 56 мин 4,1 сек)
Альбедо	0,306
Температура
	мин. орт. макс.
Цельсий	−89,2°C 14°C 56,7°C
Кельвин	184K 287,2K 329,9K
Атмосфера
Атмосфералық қысым	101,325 кПа (теңіз деңгейінде)
Құрамы: 78,08% азот (N2) 20,95% оттек (O2) ~1% су буы (климатқа қарай) 0,9340% аргон (Ar) 0,0413% көмірқышқыл газ (СO2) 0,00182% неон (Ne) 0,00052% гелий (He) 0,00019% метан (CH4) 0,00011% криптон (Kr) 0,00006% сутек (H)
Тағы көріңіз: Портал:Астрономия

Жердің айналу осі өз орбиталық жазықтығына қатысты алғанда көлбегендігі жыл мезгілдерін тудырады. Гравитациялық өрісінің Аймен әрекеттесуі судың толысуы мен қайтуына себеп болып табылады. Және де ол әрекеттесу Жерді өз осіне тұрақтандырып, айналуын бірте-бірте баяулатады. Жер Күн жүйесіндегі ғаламшарлардың ең тығызы және 4 Жер тәрізді ғаламшардың бірі болып саналады.

Сыртқы қабаты (литосферасы) Жер бетімен жылжып жүретін бірнеше қатты тектоникалық (литосфералық) тақтаға бөлінеді. Бетінің 29 шақты пайызы құрлықтар мен аралдардан тұрады, қалған ~71%-ын су (көбінесе мұхиттар, бірақ олармен бірге өзендер, көлдер және басқа тұщы су да) алады. Жердегі судың барлығы гидросфераны құрайды. Полюстік аймақтарының көбін мұз, соның ішінде Антарктикалық мұз қалқан мен Арктикадағы теңіз мұзы, қаптаған. Белсенді ішкі бөлігі қатты темір субъядро, Жердің магниттік өрісін тудыратын сұйық сыртқы ядро және тақта жылжытатын конвекциялы мантиядан тұрады.

Жер тарихының бірінші миллиард жылында, мұхитта қалыптасқан тіршілік Жер атмосферасы мен бетіне әсер еткендігінің нәтижесінде анаэробтық және соңыра аэробтық организмдер әр жаққа таралды. Кейбір геологиялық айғақтар бойынша, тіршілік 4,1 млрд жыл бұрын пайда болғаны ықтимал. Сол кезден бері Жер мен Күн арасындағы қашықтық, олардың физикалық қасиеттері, геологиялық тарихы және тағы неше түрлі фактор тіршілікке эволюциялау мен өркендеуге мүмкіндік берді. Жердегі тіршіліктің тарихында биоалуантүрлілік көптеген рет кеңею кезеңдері арқылы өтіп, кейде ағзалардың жаппай қырылғанынан төмендеген еді. Жерде әлдеқашан өмір сүрген түрлердің бәрі 99%-ынан астам бөлігі қазіргі кезде қырылған. Бүгінгі түрлер санын есептеулері әртүрлі; түрлердің көбі тіпті сипатталған да жоқ. Жерде өмір сүретін 8 миллиард шақты адам оның биосферасы мен табиғи қорларына тәуелді болып, ол арқасында өмір сүреді.

Қазақ тілінде жер сөзі қыпшақ тіліндегі yer сөзінен шыққан, оның өзі прото-түркіше *yẹr сөзінен келген. Татарша җир, шуашша ҫӗр, ескі түркіше 𐰘𐰼 (йер) мен 𐰘𐰃𐰼 (йир) және т.б. түркі тілдеріндегі сөздердің когнаты. Алтай тілдерінің гипотезасы бойынша, түркі, манчжур, моңғол және т.б. азиялық тілдер туыстас. Старостиннің этимологиялық базасында жер сөзі жалпы прото-алтайша *ńĕra түбірінен шыққан делінеді. Ол реконструкция рас болса, моңғолша ǯirig және эвенкіше yerke сөздерінің когнаты болуы мүмкін.

Басқа атаулары парсы не араб тілдерінен енген. Жаһан мен жиһан екі сөзі парсыша جهان дегеннен, дүние мен дүниежүзі араб тіліндегі دنيا сөзінен, ал әлем сөзі арабша عالم дегеннен шықты.

Сомен қатар латынша terra (tellus) мен ежелгі грекше γαῖᾰ (γῆ) деген атаулары бар. Қазақ тілінде олар жеке қолданылмайды, алайда террариум, теллурий, география сияқты сөздер ішінде кездеседі.

Қалыптасуы

 

Кей есептеуше, Күн жүйесінде табылған ең ескі материалға 4,5672±0,0006 миллиард жыл, ал Жерге болса, шамамен 4,54±0,04 миллиард. Теория бойынша, Күн тұмандығы гравитациялық коллапс арқылы молекулалық бұлттың бір көлемін өзіне бөліп алған, ал бұлт болса, айнала бастап, протоғаламшарлық дискіге жалпайып айналды, сосын ғаламшарлар сол дискінен қалыптасқан. Сондықтан Күн жүйесінің денелері Күнмен бірге қалыптасып дамыған. Жоғарыда ескертілген тұмандықты газ, түйір мұз және ғарыштық тозаң, соның ішінде примордиалды нуклидтер құраған. Небулалық теория бойынша, планетезимальдер аккреция арқылы қалыптасты, атап айтқанда Жеріміз 70-100 млн жыл ішінде пайда болды.

Айдың шамамен 4,5 млрд жыл бұрын қалыптасқандығы қазіргі кезде зерттеу тақырыбы болып жүр. Басым гипотеза бойынша, көлемі Марстікіндей Тейя деген нысан Жерді соққанынан кейін Ай аккреция арқылы қалыптасып алған. Тейяның массасы, Жердікімен салыстырғанда, оның 10 пайызындай болған; біраз бөлігі Жермен бірігіп қалған.

Геологиялық тарихы

 

Жер атмосферасы мен мұхиттары жанартау белсенділігі мен газсыздану (ағылшынша outgassing) арқылы қалыптасты. Сол көздерден шыққан су буы конденсацияланып, мұхиттарды құрады. Содан бөлек, судың кей бөлігі астероидтер, протоғаламшарлар, кометалардан, жалпы айтқанда ғарыштан келді. Жаңа қалыптасқан Күннің жарқырауы қазіргінің 70%-ындай болғанда көшетхана газдары әуелгі мұхиттарды қатып қалудан сақтап жүрген. Атмосфераны талқандағыш күн желінен қорғайтын магниттік өріс 3,5 млрд жылға таман бұрын қалыптасты.

Жердің балқыған сыртқы қабатының қатқанынан кейін тұңғыш қатты, тектоникалық тақталардан тұратын қыртысы пайда болды. Миллиондаған жыл бойы олар тектоника күші арқылы бірігіп, суперконтиненттерді құрып, қайта ыдырап жүрген еді. 750 миллионға жуық жыл бұрын алғашқы суперконтиненттердің бірі — Родиния деген суперконтинент ыдырай бастады. Сосын ыдыраған континенттер қайта бірігіп Паннотияны құрды (600–540 млн жыл бұрын), соңыра Пангея пайда болып, 180 млн жыл бұрын ыдырап қалды. Мұз дәуірлері шамамен 40 млн жыл бұрын орын ала бастады және плейстоценде (~3 млн жыл бұрын) күшейді. Сол кезден бері 21000–100000 жыл сайын биік ендіктерде орналасқан аймақтар әрдайым мұзданып еру циклдері арқылы өтіп жүр. Соңғы мұздану 11700 жыл бұрын бітті.

Тіршіліктің пайда болуы мен эволюциясы

4 млрд жыл бұрын мұхиттағы химиялық реакциялар арқасында алғашқы өзін көбейтетін молекулалар қалыптасты. Жарты миллиард жылдан соң соңғы әмбебап жалпы баба (ағылшынша Last Universal Common Ancestor, LUCA) пайда болыпты. (LUCA деген жердегі бүкіл тіршілікке баба болып табылатын биологиялық түр.) Сосын эволюция үдерісінде пайда болған фотосинтез тірі ағзаларға Күн энергиясын пайдалануға мұрша берді. Фотосинтез нәтижесінде шығатын оттек (O₂) атмосферада жиналып, ультракүлгін сәулемен әрекеттесіп, қорғаныс озон (O₃) қабатын құрады. Шағын жасушалардың үлкенірек жасушаларға сіңіп кеткендігінен эукариоттар деген күрделі жасушалы ағзалар қалыптасты. Солай-ақ, ультракүлгін радиациясынан қорғайтын озон қабатының көмегімен тірі ағзалар Жер жүзін қаптады. Тұңғыш тіршіліктің қазба айғақтарының кейбіреулері: Аустралиядағы 3,48 миллиард жылдық құмтас үстіндегі микробты мат қазындысы, батыс Гренландиядағы 3,7 миллиард жылдық меташөгінді жыныстар ішіндегі биогендік графит және батыс Аустралияда табылған 4,1 млрд жылдық тастардағы биотикалық материал қалдықтары.

Неопротерозойда (1000–541 млн жыл бұрын) Жердің көп бөлігін мұз басқаны мүмкін. Бұл гипотеза «Snowball Earth» (ағылшынша Кесек қар (тәрізді) Жер) атанып, ғалымдар арасында қызық туғызды, себебі ол заманнан кейін бірден кембрий жарылысы деген көпжасушалы ағзалардың күрделілену кезеңі келді. Кембрий жарылысынан (535 млн ж. б.) кейін кем дегенде бес ірі және біршама шағын қырылыс болған. Қазір болып жатқан голоцен қырылысын санамағанда соңғысы — 66 млн жыл бұрын астероид құлауы салдарынан болған қырылу ұшпайтын динозаврларлар мен басқа үлкен рептилияларды жойып, жәндіктерді, сүтқоректілерді, кесірткелерді және құстарды өркендетті. Бірнеше млн жыл бұрын бір африкалық маймыл түзу тұруды үйреніп алды. Бұл қозғалу өзгерісі сол маймылды құралдарды қолдануға және туыстастарымен барынша байланысуға мәжбүрледі. Сол себептен оған дамыған ми қажет болған. Миы дамығанымен ол бірте-бірте адамға айналды. Ауыл шаруашылығы мен өркениеттің дамуы адамзатқа Жер мен табиғатқа ықпал етуге мүмкіндік берді, алайда біз ол мүмкіндікті немқұрайлы пайдаланамыз.

Болашағы

 

Келесі 1,1 млрд жылда Күннің жарқырауы 10%-ға және кейінгі 3,5 млрд жылда 40%-ға өседі. Сондықтан Жер бетінің өсіп келе жатқан температурасы 100–900 млн жыл ішінде бейорганикалық көміртек циклін үдетіп, атмосферадағы өсімдіктерге қажет CO₂ концентрациясын (C4 фотосинтезі үшін 10 ppm) леталды дәрежеге төмендетеді. Вегетацияның жоқ болуы нәтижесінде атмосферадағы оттек таусылады да, барлық жануар қырылып қалады. Көтерілген жарқырау салдарынан орташа температура 100°C-қа жетеді және 1,6−3 млрд жыл ішінде барлық мұхит 1,5 жыл ішінде суалып, ғарышқа ұшып кетеді.

5 миллиард жылдан кейін Күн эволюциялап, қызыл алыпқа айналып кетеді. Кейбір модель бойынша, ол 1 AU-ға дерлік, яғни 250 есе үлкейеді. Тіршіліктің көбін Күннің 5000 есе күшейген жарқырауы жояды. 2008 жылы өткізілген симуляцияға сай, ақыр аяғында Жер орбитасы су толысу эффектілерінің салдарынан Күн атмосферасына кіріп газға айналып қалады.

Пішіні

 

Жер пішіні сфераға ұқсас. Айналуы нәтижесінде полюстері кішкене жалпиған, ал экваторы кеңейген. Экваторлық диаметрі полюстік диаметрінен 43 км кеңірек, әйткенмен бұл ауытқу орташа радиустың 1%-ын да құрамайды.

Жер массасының центрінен ең қашық нүкте Эквадордағы Чимборасо жанартауында (6384,4 км) орналасқан. Орташа диаметрі 12742 км, бірақ жергілікті топографиясы кішкене ауытқиды (демек, әр жері сәл басқаша). Дегенмен, жаһандық масштабта бұл ауытқу елеусіз: ең үлкені Мариана шұңғымасындағы 0,17% (теңіз деңгейінен 10925 м төмен), ал Эверест тауындағы болса, 0,14% (теңіз деңгейінен 8848 м жоғары).

Химиялық құрамы

Жердің массасы 5,97×10²⁴ шақты кг. Құрамының үлкен бөлігі темірден (32,1%), оттектен (30,1%), кремнийден (15,1%), магнийден (13,9%), күкірттен (2,9%), никельден (1,8%), кальцийден (1,5%) және алюминийден (1,4%) тұрады, қалғанын 1,2%-ын іздік элементтер құрайды. Масса сегрегациясынан ядроның басым бөлігі темірден (88,8%), кішкене бөлігі никельден (5,8%), күкірттен (4,5%) және 1-ден кем пайызы іздік элементтерден тұрады.

Сыртқы қабатын құраушы жыныстардың бәрі дерлік оксид. Қыртыстың 99%-ынан астам бөлігін 11 басым оксид құрайды: кремний диоксиді, алюминий оксиді, темір оксидтері, кальций оксиді, магний оксиді, калий оксиді және натрий оксиді.

Ішкі құрылымы

Жердің геологиялық қабаттары

Жердің қабаттары (масштабы жалған)
Тереңдік км	Қабат	Тығыздық г/см3
0–60	Литосфера	—
0–35	Қыртыс	2,2–2,9
35–660	Жоғарғы мантия	3,4–4,4
660-2890	Төменгі мантия	3,4–5,6
100–700	Астеносфера	—
2890–5100	Сыртқы ядро	9,9–12,2
5100–6378	Ішкі ядро	12,8–13,1

Жер тобының кез келген ғаламшары (Жер тәрізді ғаламшар) химиялық я физикалық (реологиялық) қасиеттері бойынша бірнеше қабатқа бөлінеді. Сыртқы қабаты силикатты және химиялық жағынан оқшау, оның астында аса тұтқыр, қатты мантия орналасқан. Қыртыс пен мантияны бір-бірінен Мохоровичич шекарасы айырады. Қалыңдығы мұхит астындағы 6 км-ден құрлықтағы 30–50 км-ге дейін вариацияланады. Қыртыс пен жоғарғы мантияның суық, қатты үстіңгі бөлігі литосфераны құрайды.

Литосфераның астында аса тұтқыр емес, үстімен тектоникалық тақта жылжитын астеносфера қабаты орналасқан. Астындағы 410 мен 660 км арасында қос мантияның өтпелі аймағы тұр. Бұл аймақ кристалдық құрылымдары әртүрлі жоғарғы мен төменгі мантиялардың шекарасы болып табылады. Мантиядан кейін тұтқырлығы орасан төмен сыртқы ядро мен дәл центрінде ішкі ядро жатыр. Жер ішкі ядросының бұрыштық жылдамдығы қалған бөлігінен гөрі сәл жоғары болғандығынан ол жыл сайын 0,1–0,5°-қа жылжып кетеді. Ішкі ядро радиусы Жердің жалпы радиусының 1/5 шақты бөлігін құрайды.

Жылуы

Жердің ішкі жылуы ғаламшарлық аккрециядан қалған жылу (20%) мен радиобелсенді ыдыраудан шыққан жылудан (80%) пайда болады. Ішіндегі жылу шығарушы басым изотоптар: калий-40, уран-238 және торий-232. Центрінде температурасы 6000°-қа және қысымы 360 ГПа-ге жетеді. Жылудың басым бөлігін радиобелсенді ыдырау қамтамасыз еткендігінен ежелде, жартылай ыдырау периоды қысқа изотоптар әлі бітпеген кезде, Жердің жылу деңгейі әлдеқайда жоғары болған. Жоғары жылу деңгейі конвекция мен тақталар тектоникасы деңгейін көтерген және коматиит сияқты қазіргі кезде сирек кездесетін магмалық жыныстарға қалыптасуға мұрша берген.

Тектоникалық тақталары

Жердің ірі тақталары

Тақта атауы	Аймақ 106 км2
Тынық мұхит тақтасы	103,3
Африка тақтасы	78,0
Солтүстік Америка тақтасы	75,9
Еуразия тақтасы	67,8
Антарктика тақтасы	60,9
Үнді-Аустралия тақтасы	47,2
Оңтүстік тақта	43,6

Жердің литосфера деген қатты сыртқы қабаты бірнеше тектоникалық тақтаға бөлінеді. Ол тақталар өзара үш жолмен жылжығандығынан үш шекара түрі бар: конвергенттік шекарада екі тақта жақындаса жылжиды; дивергенттік шекарада екі тақта алшақтанады және трансформдық шекарада тақталар параллельді жылжиды. Сол шекараларда жанартау белсенділігі, зілзалалар, тау құрылуы, шұңғыма қалыптасуы орын алады. Тақталар астеносфера деген жоғарғы мантияның қатты, бірақ сонша тұтқыр емес бөлігінің үстімен қозғалады.

Конвергенттік шекарада мұхиттық тақта субдукция нәтижесінде континенттік тақтаның астына кіргенде кей бөлігі мантияға оралады, ал дивергенттік шекарада екі тақта арасына мантия заты жоғары көтеріліп, шұңғыма құрайды. Осы екі процестің алмасуы нәтижесінде мұхиттық қыртыс әрдайым жаңарады. Мұхит түбінің үлкен бөлігінің жасы 100 млн жылдан аспайды. Ең ескі жері Тынық мұхиттың батысында орналасқан, жасы шамамен 200 млн жыл. Континенттік қыртыс болса, мұхиттағыдан едәуір ескі. Ең ескі бөлігіне 4030 млн жыл, әйткенмен эоархей кезеңінің шөгінді тастарында табылған цирконныңға 4400 млн жыл, демек Жер қыртысы ол кезде де қалыптасып біткені мүмкін.

Ең дәу жеті тақта қатарына Тынық мұхит, Солтүстік Америка, Еуразия, Африка, Антарктика, Үнді-Аустралия және Оңтүстік Америка тақталары кіреді. Кішірек тақталарға Аравия, Кариб, Оңтүстік Америка батысында орналасқан Наска, Атлант мұхитының оңтүстігіндегі Скотия тақталары жатады. Кейбір тақталар бір-бірімен бірлеседі, мысалы Аустралия тақтасы Үнді тақтасымен шамамен 50–55 млн жыл бұрын бірлесіп қалған. Ең тез жылжитын тақталар - мұхиттық тақталар, мәселен Кокос тақтасы 75 мм/жыл жылдамдығымен үдейе жүреді, ал Тынық мұхит тақтасы 52–69 мм/жыл жылдамдығымен қозғалады. Ең баяу жылжитын Оңтүстік Америка тақтасы жыл сайын тек 10,6 мм ғана жүреді.

Беті

 

Жер бетінің толық ауданы шамасында 510 млн км². Оның 70,8%-ы (361,13 млн км²) теңіз деңгейінің астында жатыр, демек оны мұхит суы қаптаған. Судың астында континенттік қайраңдар, таулар, жанартаулар, мұхиттық шұңғымалар, суасты шатқалдары, мұхиттық үстірттердің көбі орналасқан. Қалған, су баспаған 29,2% (148,94 млн км²) жер әртүрлі бедерлерден тұрады: тау, шөл, жазық, үстірт және т.б. Тектоника мен эрозия, жанартау атқылауы, су басуы, үгілу, мұздану, маржан рифтері мен метеорит құлауы Жер бетінің пішініне әрдайым әсер етеді.

Континенттік қыртыс гранит пен андезит сияқты тығыздығы төменірек магмалық тау жыныстарынан тұрады. Базальт деген тығыз жанартаулық жыныс пен мұхит түбін негізгі құраушы сирегірек кездеседі. Шөгінді тау жыныстары деген бір жерге жиналған шөгіндінің нығызданғандығынан қалыптасатын жыныстар. Континенттер бетінің шамамен 75%-ын шөгінді тау жыныстары қаптаған, әйткенмен олар бүкіл қыртыстың тек 5%-ын құрайды. Үшінші түрі — әуелгі жыныстардың жоғары қысым немесе/және жоғары температура арқылы трансформациялау нәтижесінде шығатын метаморфтық тау жыныстары. Силикатты минералдардан ең кең таралғандары: кварц, дала шпаты, амфибол, слюда, пироксен мен оливин. Карбонатты минералдардың кейбіреулері: кальцит (әктастың құрамында бар) пен доломит.

Құрлықтық жердің ең төменгі нүктесі Өлі теңіз түбінде (−418 м), ал ең жоғарғы болса, Эверест шыңында (8848 м) орналасқан. Теңіз деңгейінен жоғары тұрған жердің орташа биіктігі 797 м.

Топырақтан тұратын және оны қалыптастыратын континент бетінің сыртқы қабаты педосфера аталады. Егістік жердің барлығы Жер бетінің 10,9%-ын құрайды, оның ішінде тек 1,3%-ы әрдайым қолданылатын егістік жер болып табылады. Жердің 40%-ына жуық территориясы ауыл шаруашылығы мақсатында пайдаланады: 16,7 млн км²-і егінжай ретінде және 33,5 млн км²-і мал жаю үшін.

Гравитациялық өрісі

 

Жер гравитациясы - оның ішіндегі массаның үлестірімінен пайда болатын және нысандарға әсер ететін үдеу. Жер бетінің қасындағы гравитациялық үдеу шамамен 9,8 м/сек². Жергілікті топография, геология және тектоникалық құрылымға қарай кей аймақтың гравитациялық өрісі басқа түрлі болады, бұл нәрсе гравитациялық аномалия деп аталады.

Магниттік өрісі

Жердің магниттік өрісінің негізгі бөлігі ядро ішінде пайда болады. Ол жақта конвекцияның кинетикалық энергиясын электрлік пен магниттік өріс энергияларына айналдыру үдерістері өтеді. Өріс Жер ішінен сыртқа шығып, дипольді құрайды. Дипольдің полюстері Жер географиялық полюстерінің қасында орналасқан. Магниттік өріс экваторында кернеулігі 3,05×10⁻⁵ T, магниттік моменті 7,79×10²² А⋅м² (J2000.0, ғасыр сайын 6%-ға төмендейді) құрайды. Ядродағы конвекциялық қозғалыстардың бәрі кездейсоқ, сондықтан магниттік полюстер ығысып, кейде орындарын ауыстырады. Бұл негізгі өрістің секулярлық вариациясын және тұрақсыз интервалды бұрылуын тудырады (орташа есеппен әр миллион жыл сайын бірнеше рет болады). Соңғысы 700 мың жыл бұрын болған.

Магнитосфера

 

Жердің магниттік өрісінің ғарышқы бөлігін магнитосфера деп атайды. Ол Күн желінің иондары мен электрондарын тойтарады; Күн желінің қысымы магнитосфераның күндізгі жағын Жердің 10 радиусындай ұзындыққа нығыздайды, ал түнгі жағын созып, ұзын құйрық қылады. Ван Аллен радиациялық белдеулерін кездейсоқ қозғалатын жоғары энергиялы бөлшектер құрайды.

Магниттік дауыл мен субдауыл кезінде магнитосфера, әсіресе магнитоқұйрық, зарядталған бөлшектерді тойтарғанда олар өріс сызықтарымен қозғалып, ионосфераға түсуі мүмкін. Түскенде олар қоздырылып, ионданып, полюстік шұғыланы тудырады.

 

Жердегі судың барлығы гидросфераны құрайды. Оның ішіне мұхиттар, теңіздер, көлдер, өзендер, жерасты суы және т.б. кіреді. Барлық мұхиттың шамаланған массасы 1.35×10¹⁸ тонна, демек олар Жердің жалпы массасынын 1/4400 бөлігін құрайды. Мұхиттардың жалпы ауданы 361 млн км², ал орташа тереңдігі 3682 м, яғни шамалап есептелген көлемі 1332 млрд км³. Жер қыртысы толығымен тегіс (ешбір бұдыры не шұңқыры жоқ; барлық жері бір деңгейде) болса, дүниежүзі мұхитының тереңдігі 2,7-2,8 км болар еді. Судың барлығының 97,5-ке жуық пайызы ащы (тұзды), қалған 2,5%-ы тұщы болып табылады. Тұщы судың дәу бөлігі (~68,7%) мұз қалпақтары мен мұздықтардан тұрады.

Мұхиттағы әр 1 килограмм судың ішінде 35 гр тұз табылады, яғни теңіз суының орташа ащылығы 3,5%. Ол тұздың көбі жанартау белсенділігінен не суыған магмалық жыныстардан шыққан. Тұздан бөлек, мұхитта көптеген тірі ағзаға қажет атмосфералық газ бар. Судың жылу сыйымдылығы жоғары болғандығынан ол Күннен келген жылу энергиясын жинап, дүниежүзі климатын теңгереді.

 

NASA серігінен түсірілген Жер мен оның бұлттарының суреті

Жер атмосферасының теңіз деңгейіндегі қысымы шамамен 101325 кПа, ал биіктігі 8,5 шақты км. Құрғақ (су буы есепке алынбаған) атмосфераны 78,084% азот, 20,946% оттек, 0,934% аргон және көміртек диоксиді мен басқа газ молекулаларының іздік мөлшерлері құрайды. Су буының мөлшері климатқа қарай 0,01% мен 4% арасында болуы мүмкін, бірақ шамаланған мөлшері 1%. Тропосфера биіктігі географиялық ендік және ауа райы мен жыл мезгіліне қарай өзгереді; қос полюстегі биіктігі 8 км, ал экватордағы 17 км.

Биосфера қалыптасқанынан бері Жер беті қатты өзгерді. Фотосинтездің 2,7 млрд жыл бұрын пайда болғанынан кейін атмосферада оттек жинала бастады. Бұл аэробтық ағзалар таралуына және O₂-нің озоносфераны құрушы O₃-ке айналуына мүмкіндік туғызды. (Озоносфера, яки озон қабаты, дегеніміз Күннің ультракүлгін сәулесінен қалқан болып, тіршіліктің бәрін қорғайтын қабат.) Сомен қатар, атмосфераның тірі организмдер үшін басқа маңызды функцияларының ішіне су буын тасымалдау, пайдалы газдармен қамтамасыз ету, шағын метеорларды өртеп жіберу және температураны теңгеру кіреді. Сонғысы көшетхана эффектісі деп аталады, оның нәтижесінде атмосферадағы іздік молекулалар жерден шыққан жылу энергиясын ұстап, орташа температураны көтереді. Су буы, көмірқышқыл газ, метан, азот оксиді мен озон негізгі көшетхана газдары болып табылады. Бұл құбылыссыз Жер бетінің орташа температурасы –18°C болатын еді (қазіргісі +15°C), яғни тіршілік қазіргі түріне қарағанда мүлдем басқа болатын еді.

Ауа райы мен климат

Жер атмосферасының нақты бір шегі жоқ, себебі оның кейбір бөлігі әрқашан ғарышқа ұшып кетеді. Массасының 3/4 бөлігі бірінші 11 км-інде сақталады. Бұл 11 километрлік қабат тропосфера деп аталады. Күннен келген сәулелер Жердің сыртқы қабаты мен тропосферасын жылытады, сол себептен ауа тығыздығы төмендейді. Тығыздығы төменірек ауа ұшып кетеді, ал оның орнына тығыздығы жоғарырақ, салқын ауа түседі. Бұл ауа райы мен климатты қалыптастыратын құбылыс атмосфера циркуляциясы (айналымы) деп аталады.

 

Феликс дауылы, 2007 қыркүйегі

 

Мохаве шөліндегі ірі бұлт, 2016 ақпаны

Жер бетіне жететін Күн энергиясының мөлшері ендік жоғарылауымен азаяды. Жоғарғы ендіктерде Күн сәулелері Жерге кішірек бұрыштар астында түседі және атмосфераның қалыңырақ қабаттары арқылы өтуге мәжбүр, сондықтан теңіз деңгейіндегі орташа жылдық ауа температурасы ендік градусы экватордан әрі көтерілген сайын 0,4°C-қа төмендейді. Жер жүзін климатқа қарай бірнеше ендік белдеуге бөлуге болады. Экватордан полюстерге қарай тропиктік (я экваторлық), субтропиктік, қоңыржай және полюстік белдеулер орналасқан.

Одан бөлек, жергілікті климатқа әсер ететін факторлар: мұхит қасында орналасу, мұхиттық пен атмосфералық циркуляция және топология. Мұхит жанындағы жердегі жаз әдетте салқынырақ, ал қыс жылырақ болады, себебі мұхит Күн жарығынан алынған жылудың үлкен мөлшерін сақтай алады. Жел мұхиттың суығын немесе жылуын жерге апарады. Атмосфералық циркуляция да маңызды рөл атқарады, мәселен Лондон мен Астана жақын ендіктерде орналасқан, алайда Лондон жағалау қасында тұрғандығынан оның климаты Астанадан гөрі әлдеқайда біркелкі әрі жылы. Сондай-ақ, температура биіктік жоғарылаған сайын төмендейді, сол себептен таулы жерлер әдетте салқын.

Буға айналып, әуеге көтерілген су атмосферадағы циркуляциялық жолдармен жүреді. Жылы, ылғалы ауа жоғары көтерілгенде, су конденсацияланып, жауын-шашын ретінде жерге түседі. Түскеннен кейін судың көбі өзендер арқылы мұхитқа оралады немесе жиналып, көл құрайды. Осы су айналымы тіршілік сақталуының және жер бетінің эрозиялануының негізгі факторы болып табылады. Жауын-шашын мөлшерлері қатты вариацияланады. Мысалы, Атакама шөліндегі орташа жыл сайынғы жауын-шашын тек 15 мм құрайды, ал Үндістандағы Черапунджи ауылында болса, жыл сайын 11777 мм су жауады. Жауын-шашынның мөлшеріне атмосфералық циркуляция, топография мен температура ерекшеліктері және т. б. факторлар әсер етеді.

Жиі қолданылатын Көппен климат классификациясы (ағылшынша Köppen climate classification) бойынша, климат бес ірі топқа бөлінеді: ылғалы тропиктік, құрғақ, ылғалы субтропиктік, континенттік және суық полюстік. Олар әрі қарай шағынырақ топтарға бөлінеді. Көппен жүйесі аймақтарды температура мен жауын-шашынға қарай ажыратады. Жер жүзіндегі ауа температурасы Өлім аңғары секілді ыстық шөлдерде 55°C-қа дейін көтерілуі және Антарктика сияқты суық жерлерде −89°C-қа түсуі мүмкін.

Жоғарғы атмосфера

 

Тропосферадан жоғары орналасқан атмосфера әдетте стратосфера, мезосфера және термосфера болып бөлінеді. Әр қабаттың температура градиенті әртүрлі, яғни әртүрлі қабаттарда биіктік жоғарылаған сайын температура да әртүрлі өзгереді. Ең жоғарыда, Күн желімен әрекеттесетін магнитосфераның астында экзосфера орналасқан. Стратосфераның ішінде ультракүлгін сәуледен қорғайтын озон қабаты орналасқан. Жер бетінен 100 км жоғары атмосфера мен ғарыш кеңістігі арасындағы шекара болып табылатын Карман сызығы тұр.

 

Тіршілік патшалықтарының бірі — саңырауқұлақтар

 

Микроскоп астындағы протистілер

Жердегі тірі ағзалардың бәрі экожүйелерді құрайды, ал барлық экожүйе болса, биосфераны құрайды. Биосфера көптеген биомға, яғни белгілі бір қоршаған орта мен оны мекендейтін жануарлар мен өсімдіктер жиынтықтарына бөлінеді. Жердегі биомдар негізінен ендігі, теңіз деңгейінен санағанда биіктігі не тереңдігі және ылғалдығына қарай бөлінеді. Полюстік шеңберлер ішінде және аса құрғақ аймақтарда аз жануар мен өсімдік тіршілік етеді, ал экватордағы ылғал ойпаттарда биоалуантүрлілік керісінше шыңына дейін жетеді. Қазіргі түрлер санын есептеулер әртүрлі; түрлердің көбі тіпті сипатталған да жоқ.

Тіршілік мекендей алатын ғаламшар, бір де бір тірі ағзасы жоқ болса да, тіршілікке жарамды (ағылшынша habitable) деп аталады. Су организмдерді қоршаған орта мен метаболизм атқаруға жеткілікті энергиямен қамтамасыз етеді. Суда күрделі органикалық молекулалар қалыптасып, өзара әрекеттесе алады. Өсімдіктер қоректік заттарды атмосфера, топырақ не судан алады. Ол қоректік заттар әрдайым қоректік тізбектер не желілер арқылы түрлер арасында тасымалданады. Жер мен Күн арасындағы қашықтық, орбиталық эксцентриситет, айналу осінің көлбеуі, геологиялық тарих, атмосфера және магниттік өріс — бұның бәрі Жер бетіндегі климаттық жағдаятқа әсер ететін факторлар.

Тропиктік циклон сияқты экстремалды ауа райы Жер жүзінің үлкен бөлігінде кездеседі және ол аймақтардағы тіршілікке қатты ықпал етеді. 1980-нен 2000-ға дейін климаттық апаттардан қаза тапқан жыл сайынғы адам саны 11800 шақты болып есептеледі. Көптеген жер зілзалаға, жылжымаға, цунамиге, жанартау атқылауына, торнадоға, боранға, су тасқынына, қуаңшылыққа, орман өртіне және басқа да апаттарға ұшырайды. Адам әсері де болмашы емес: су мен ауа ластануы, қышқылды жаңбыр, вегетацияның жоғалуы (малды шектен тыс жаю, ормансыздану, шөлдену), популяциялар азаюы, түрлердің қырылуы, топырақ деградациясы, құнарсыздануы және эрозиясы адам іс-әрекетінің салдарынан болады. Одан бөлек, адам атмосфераға көшетжай газдарын шығарып, жаһандық жылынуды жүргізуде. Бұл жылынудың салдарынан мұздықтар ериді, жаһандық масштабтағы орташа теңіз деңгейі көтеріледі және ауа райы мен климат орасан жылдам әрі қатты өзгереді.

 

Жердегі барлық адам популяциясы 2010-ыншы жылдардың басында жеті миллиардтан асқан. Болжам бойынша, ол XXI ғасырдың ортасына тамам 10 миллиардқа дейін өседі. Өсімнің басым бөлігі субсахаралық Африкада күтілуде. Болжауша, 2050 жылға дейін дүниежүзі популяциясының 68%-ы қалалық өңірлерде, қалғаны ауылдарда тұратын болады. Құрлықтардың 68%-ы солтүстік жарты шарда орналасқан және адамдардың бәрінің 90%-ы да сол жарты шарда өмір сүреді.

Есептеулерге сәйкес, Жер бетінің 1/8 бөлігі тұруға жарамды, 3/4 бөлігін мұхиттар құрайды, қалған ширегін жер алады. Сол жердің жартысы шөлдерден (14%), биік таулардан (27%) және басқа тұруға жарамсыз аймақтардан тұрады. Антарктиканың кей бөлігі мен кейбір иесіз жерден басқа, Жердің барлық территориясында мемлекеттер орналасқан. Жерде ешқашан дүниежүзі үкіметі болған жоқ, алайда Біріккен Ұлттар Ұйымы озық үкіметаралық ұйым болып саналады.

1961 жылы сәуірдің 12-сінде Жер орбитасына алғашқы рет шыққан адам Юрий Гагарин болған. 2018 жылдың қарашасына дейін 550 адам ғарыштық кеңістікке шығып, орбитаға жеткен, 12-сі Айда болған. Қазіргі кезде ғарышта жүрген адамдардың бәрі әдетте Халықаралық ғарыш станциясында жұмыс істейді. Станцияның алты адамнан тұратын экипажы әдетте 6 ай сайын ауысады. Жерден адам жеткен ең үлкен қашықтық 400171 км (1970 жылы Аполлон 13 миссиясында).

Табиғи қорлар мен жердің пайдаланылуы

Жердің адам пайдаланатын көптеген табиғи қоры бар. Қазба отын сияқты қалпына келмейтін қорлар тек геологиялық масштабта, яғни өте ұзақ уақыт өткеннен кейін ғана, жаңадан пайда болады. Көмір, мұнай немесе табиғи газдан тұратын қазба отынның ірі кенорындары Жер қыртысының астынан алынады. Ол қорларды адам энергия өндіру не химиялық өндірісте пайдалану үшін қазады. Минералдық кенорындары да қыртыс ішінде магматизм, эрозия не тақта тектоникасы нәтижесінде болатын кенжаралу үдерісі арқылы қалыптасқан. Металдар мен басқа элементтер қоршаған орта мен адам саулығына зиян ететін кен өндіру (қазып шығару) процесі арқылы алынады.

Жер биосферасы адамды тамақ, ағаш, дәрілік зат, оттек секілді көптеген пайдалы затпен қамтамасыз етеді және де органикалық қалдықтарды қайта өңдейді. Жердегі экожүйелер топырақ пен тұщы суға және мұхиттағы экожүйелер жерден келген қоректік заттарға тәуелді. 2019 жылы Жердің 39 млн км² ауданын ормандар мен ағашты жерлер алған, 12 км²-ін шалғындар мен бұталы жерлер алған, 40 млн км²-і жем өсіру мен мал жаю үшін қолданылған, 11 млн км²-і егістік жер ретінде пайдаланылған. Мұз баспаған жердің 12–14%-ы егінжай ретінде қолданылады, 2015 жылы 2%-ы суарылған.

 

Адам мәдениеттерінде Жердің көптеген бейнесі бар. Жер мен оның төрт жағын белгілейтін астрономиялық таңба — шеңбер ішіндегі кірес,  . Жерді кейде құдай қылып кейіптейді. Көптеген мәдениетте ол ана құдай немесе құнарлылық құдайының рөлін атқарады. Көп діннің әлем жаралу мифтерінде Жерді бір немесе бірнеше табиғаттан тыс құдай жаратқан делінеді.

Ғылыми зерттеулер нәтижесінде адамның Жер туралы мәдени түсінігі көптеген рет өзгерді. Әуелгі тегіс Жерге сенім сфералық Жер идеясымен ауысты. Сфералық Жер идеясы алғашқы рет Пифагор немесе Парменид грек философтарының еңбектерінде кездеседі. Жер XVI ғасырға дейін ғаламның ортасы болып есептелген, сосын ғана оның басқа ғаламшарларға қатысты алғанда қозғалғандығы анықталды.

Жер жасы кем дегенде бірнеше миллиард жыл құрайтындығы тек XIX ғасырда айқындалды. 1864 жылы Лорд Келвин термодинамикаға сүйеніп, Жерге 20–400 млн жыл деп жасын есептеген. Нақты жасы тек XX ғасырдың басында радиобелсенді даталау арқылы есептеліп анықталды.

• Ғаламшар
• Күн жүйесі
• Геология
• Жер туралы ғылымдар

• Earth – Profile – NASA сайтындағы Жер бейіні
• Earth Observatory – NASA
• Жер – Бейнелер – Халықаралық ғарыш станциясы:
  • Video (01:02) – Жер (таймлапс)
  • Video (00:27) – Жер мен шұғыла (таймплапс)
• Google Earth 3D, интерактивті карта
• Жер, Күн және Ай жүйесінің интерактивті 3D визуализациясы
• GPlates порталы (Сидней Университеті)