Věda o Zemi - Earth science

Skalnatá strana horského potoka poblíž Orosí v Kostarice. (pravděpodobně metamorfované horniny)

Věda o Zemi nebo geověda zahrnuje všechna pole přírodní věda související s planeta Země. Toto je vědní obor zabývající se fyzikální a chemickou konstitucí Země a její atmosféry. Vědu o Zemi lze považovat za obor planetární věda, ale s mnohem starší historií. Věda o Zemi zahrnuje čtyři hlavní studijní obory, litosféra, hydrosféra, atmosféra a biosféra, z nichž každý je dále rozdělen do více specializovaných oborů.

Jsou oba redukční a holistický přístupy k vědám o Zemi. Je to také studium Země a jejích sousedů ve vesmíru. Někteří vědci na Zemi využívají své znalosti planety k lokalizaci a rozvoji energetických a minerálních zdrojů. Jiní studují dopad lidské činnosti na životní prostředí Země a navrhují metody ochrany planety. Někteří využívají své znalosti o procesech Země jako např sopky, zemětřesení, a hurikány plánovat komunity, které nevystavují lidi těmto nebezpečným událostem.

Vědy o Zemi mohou zahrnovat studium geologie, litosféra a rozsáhlá struktura vnitřku Země, stejně jako atmosféra, hydrosféra, a biosféra. Vědci o Zemi obvykle používají nástroje z geologie, chronologie, fyzika, chemie, zeměpis, biologie, a matematika vybudovat kvantitativní porozumění tomu, jak Země funguje a vyvíjí se. Věda o Zemi ovlivňuje náš každodenní život. Například meteorologové studují počasí a sledují nebezpečné bouře. Hydrologové studují vodu a varují před povodněmi. Seismologové studují zemětřesení a snaží se pochopit, kam zasáhnou. Geologové studují horniny a pomáhají najít užitečné minerály. Vědci o Zemi často pracují v terénu - třeba šplhají po horách, zkoumají mořské dno, procházejí jeskyněmi nebo se brodí bažinami. Měří a shromažďují vzorky (například kameny nebo říční vodu), poté zaznamenávají své nálezy do map a map.

Studijní obory

Následující oblasti vědy jsou obecně kategorizovány v rámci věd o Zemi:

• Geologie popisuje skalnatý části zemská kůra (nebo litosféra ) a jeho historický vývoj. Hlavní subdisciplíny jsou mineralogie a petrologie, geomorfologie, paleontologie, stratigrafie, strukturní geologie, inženýrská geologie, a sedimentologie.^[1][2]
• Fyzická geografie soustředí se na zeměpis jako věda o Zemi. Fyzická geografie je studium zemských ročních období, podnebí, atmosféry, půdy, potoků, reliéfu a oceánů. Fyzickou geografii lze rozdělit do několika větví nebo příbuzných oborů, a to následovně: geomorfologie, biogeografie, environmentální geografie, paleogeografie, klimatologie, meteorologie, pobřežní geografie, hydrologie, ekologie, glaciologie.^{[Citace je zapotřebí ]}
• Geofyzika a geodézie vyšetřit tvar Země, jeho reakce na síly a jeho magnetický a gravitační pole. Geofyzici prozkoumají Zemské jádro a plášť stejně jako tektonický a seismické aktivita litosféry.^[2][3][4] Geofyzika se běžně používá k doplnění práce geologové při rozvoji komplexního porozumění geologii kůry, zejména při těžbě nerostů a ropy. Seismologové použití geofyzika porozumět tektonickému posunu desek a předpovědět seismickou aktivitu.
• Geochemie je definována jako studium procesů, které řídí hojnost, složení a distribuci chemických sloučenin a izotopů v geologickém prostředí. Geochemici používají nástroje a principy chemie ke studiu složení, struktury, procesů a dalších fyzikálních aspektů Země. Hlavní subdisciplíny jsou vodná geochemie, kosmochemie, izotopová geochemie a biogeochemie.
• Věda o půdě pokrývá nejvzdálenější vrstvu zemské kůry, která je vystavena procesům tvorby půdy (nebo pedosféra ).^[5] Mezi hlavní členění v tomto studijním oboru patří edafologie a pedologie.^[6]
• Ekologie pokrývá interakce mezi organismy a jejich prostředím. Tento studijní obor odlišuje studium Země od studia jiných planet v Sluneční Soustava „Země je jedinou planetou plnou života.
• Hydrologie, oceánografie a limnologie jsou studie, které se zaměřují na pohyb, distribuci a kvalitu vody a zahrnují všechny složky hydrologického cyklu na Zemi a v její atmosféře (nebo hydrosféra ). „Subobory hydrologie zahrnují hydrometeorologii, hydrologii povrchových vod, hydrogeologii, vědu povodí, hydrologii lesů a chemii vody.“^[7]
• Glaciologie pokrývá ledový části Země (nebo kryosféra ).
• Vědy o atmosféře zakrýt plynný části Země (nebo atmosféra ) mezi povrchem a exosféra (asi 1000 km). Mezi hlavní subdisciplíny patří meteorologie, klimatologie, atmosférická chemie, a fyzika atmosféry.

Zemský interiér

A sopečný erupce je uvolnění akumulované energie zpod zemského povrchu.^[8]

Tektonika desek, hora rozsahy, sopky, a zemětřesení jsou geologické jevy které lze vysvětlit z hlediska fyzikálních a chemických procesů v EU zemská kůra.^[9]

Pod Zemí kůra leží plášť který je ohříván radioaktivní rozpad z těžké prvky. Plášť není zcela pevný a skládá se z magma který je ve stavu napůl věčný proudění. Tento proces proudění způsobuje pohyb litosférických desek, i když pomalu. Výsledný proces je znám jako tektonika desek.^{[10][11][12][13]}

Deskovou tektoniku lze považovat za proces, kterým se Země znovu objevuje. Jako výsledek šíření mořského dna, tokem magmatu z. je vytvořena nová kůra a litosféra plášť na blízký povrch, prasklinami, kde se ochladí a ztuhne. Přes subdukce, oceánská kůra a litosféra se vrací do konvekčního pláště.^[11][13][14]

Oblasti kůry, kde se vytváří nová kůra, se nazývají odlišné hranice, ti, kde je přiveden zpět na Zemi, jsou konvergentní hranice a ty, kde desky sklouzávají kolem sebe, ale žádný nový litosférický materiál není vytvořen nebo zničen, jsou označovány jako přeměnit (nebo konzervativní) hranice^[11][13][15] Zemětřesení jsou výsledkem pohybu litosférických desek a často se vyskytují poblíž konvergentních hranic, kde jsou části kůry tlačeny do země jako součást subdukce.^[16]

Sopky jsou primárně výsledkem tavení subdukovaného krustového materiálu. Kůrovitý materiál, který je tlačen do astenosféra roztaje a určitá část roztaveného materiálu se stane dostatečně lehkou, aby vystoupila na povrch - zrodily se sopky.^[11][16]

Atmosféra Země

The magnetosféra chrání povrch Země před nabitými částicemi solární bouře.
(obrázek není v měřítku.)

The troposféra, stratosféra, mezosféra, termosféra, a exosféra je pět vrstev, které tvoří zemskou atmosféru. 75% plynů v atmosféře se nachází v troposféře, nejnižší vrstvě. Celkově je atmosféra tvořena asi 78,0% dusík, 20.9% kyslík a 0,92% argon. Kromě dusíku, kyslíku a argonu existují i ​​malá množství dalších plynů včetně CO₂ a vodní pára.^[17] Vodní pára a CO₂ umožnit zemské atmosféře zachytit a udržet sluneční energii prostřednictvím jevu zvaného skleníkový efekt.^[18] To umožňuje, aby byl povrch Země dostatečně teplý, aby měl tekutou vodu a podporoval život. Kromě ukládání tepla chrání atmosféra také živé organismy tím, že chrání zemský povrch před kosmické paprsky —Které jsou často nesprávně považovány za vychýlené magnetické pole.^[19] Magnetické pole - vytvořené vnitřními pohyby jádra - produkuje magnetosféra který chrání zemskou atmosféru před solární bouře.^[20] Jaká je Země 4,5 miliardy let,^[21] pokud by neexistovala ochranná magnetosféra, už by ztratila svoji atmosféru.

Zemské magnetické pole

An elektromagnet je magnet vytvářený elektrickým proudem.^[22] Země má pevné železo vnitřní jádro obklopen tekutinou vnější jádro který konvektuje;^[23] Země je tedy elektromagnet. Pohyb proudění tekutiny udržuje magnetické pole Země.^[23][24]

Metodologie

Metodiky se liší v závislosti na povaze studovaných předmětů. Studie obvykle spadají do jedné ze tří kategorií: pozorovací, experimentální nebo teoretická. Vědci o Zemi často provádějí sofistikovanou počítačovou analýzu nebo navštěvují zajímavé místo, aby studovali jevy Země (např. Antarktida nebo hot spot ostrovní řetězy).

Základní myšlenkou ve vědě o Zemi je pojem uniformitarianismus, který uvádí, že „starověké geologické rysy jsou interpretovány pochopením aktivních procesů, které lze snadno pozorovat.“^{[Citace je zapotřebí ]} Jinými slovy, jakékoli geologické procesy, které v současnosti fungují, fungovaly stejným způsobem po celou dobu geologického času. To umožňuje těm, kteří studují historii Země, aplikovat znalosti o tom, jak pozemské procesy fungují v současnosti, aby získali přehled o tom, jak se planeta v průběhu dlouhé historie vyvinula a změnila.

Země Země

Věda o Zemi obecně uznává čtyři sféry, litosféra, hydrosféra, atmosféra a biosféra;^[25] tyto odpovídají skály, voda, vzduch a život. Někteří také zahrnují kryosféra (souhlasí s led ) jako samostatná část hydrosféry a pedosféra (souhlasí s půda ) jako aktivní a smíšená koule.

Částečný seznam hlavních témat vědy o Zemi

Viz také

Reference

Zdroje

Další čtení

externí odkazy

• American Geosciences Institute
• Vědecký obraz Země dne, služba Asociace pro vesmírný výzkum univerzit, sponzorováno NASA Goddard Space Flight Center.
• Geoethics in Planetary and Space Exploration.
• Národní asociace učitelů vědy o Zemi