8.1: Mtazamo wa Kimataifa

Malengo ya kujifunza

Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:

• Eleza vipengele vya mambo ya ndani ya Dunia na kuelezea jinsi wanasayansi walivyoamua muundo wake
• Taja asili, ukubwa, na kiwango cha uwanja wa magnetic wa Dunia

Dunia ni sayari ya ukubwa wa kati yenye kipenyo cha takriban kilomita 12,760 (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Kama moja kati ya sayari za ndani au duniani, inaundwa hasa na elementi nzito kama vile chuma, silicon, na oksijeni—tofauti sana na muundo wa Jua na nyota, ambazo zinaongozwa na elementi za mwanga hidrojeni na heliamu. Obiti ya dunia ni karibu mviringo, na Dunia ina joto ya kutosha kusaidia maji kiowevu juu ya uso wake. Ni sayari pekee katika mfumo wetu wa jua ambayo si moto mno wala baridi mno, lakini “haki tu” kwa ajili ya maendeleo ya maisha kama tunavyoijua. Baadhi ya mali ya msingi ya Dunia ni muhtasari katika Jedwali\(\PageIndex{1}\).

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Blue Marble. Picha hii ya Dunia kutoka angani, iliyochukuliwa na wanaanga wa Apollo 17, inajulikana kama “Blue Marble.” Hii ni moja kati ya picha nadra za Dunia kamili zilizochukuliwa wakati wa mpango wa Apollo; picha nyingi zinaonyesha sehemu tu ya diski ya Dunia wakati wa jua. (mikopo: mabadiliko ya kazi na NASA)

Jedwali\(\PageIndex{1}\): Baadhi ya Mali ya Dunia

Mali	Upimaji
Semimajor mhimili	1.00 AU
Kipindi	Mwaka wa 1.00
Misa	5.98 × 10 ^24 kilo
Kipenyo	12,756 km
Radius	km 6378
kutoroka kasi	11.2 km/s
Kipindi cha mzunguko	23 h 56 m 4 s
Eneo la uso	5.1 × 10 ^8 km ^2
Uzito wiani	5.514 g/cm ^3
Shinikizo la anga	1.00 bar

Mambo ya Ndani ya Dunia

Mambo ya ndani ya sayari-hata dunia yetu wenyewe-ni vigumu kujifunza, na muundo wake na muundo lazima kuamua moja kwa moja. Uzoefu wetu wa moja kwa moja ni pamoja na ngozi ya nje ya ukubwa wa Dunia, safu si zaidi ya kilomita chache kirefu. Ni muhimu kukumbuka kwamba, kwa njia nyingi, tunajua kidogo juu ya sayari yetu wenyewe kilomita 5 chini ya miguu yetu kuliko tunavyofanya kuhusu nyuso za Venus na Mars.

Dunia inajumuisha kwa kiasi kikubwa cha mwamba wa chuma na silicate (tazama sehemu ya Muundo na Muundo wa Sayari). Wengi wa nyenzo hii ni katika hali imara, lakini baadhi yake ni ya moto ya kutosha kuyeyuka. Mfumo wa nyenzo katika mambo ya ndani ya Dunia umefanywa kwa undani kwa kupima maambukizi ya mawimbi ya seismic kupitia Dunia. Hizi ni mawimbi yaliyoenea kupitia mambo ya ndani ya Dunia kutokana na matetemeko ya ardhi au maeneo ya mlip

Mawimbi ya seismic husafiri kupitia sayari badala ya mawimbi ya sauti kupitia kengele iliyopigwa. Kama vile masafa ya sauti yanatofautiana kulingana na nyenzo ambazo kengele hufanywa na jinsi inavyojengwa, hivyo majibu ya sayari yanategemea muundo na muundo wake. Kwa ufuatiliaji mawimbi ya seismic katika maeneo tofauti, wanasayansi wanaweza kujifunza kuhusu tabaka ambazo mawimbi yamesafiri. Baadhi ya vibrations hizi husafiri juu ya uso; wengine hupita moja kwa moja kupitia mambo ya ndani. Uchunguzi wa seismic umeonyesha kuwa mambo ya ndani ya Dunia ina tabaka kadhaa tofauti na nyimbo tofauti, mfano katika Kielelezo\(\PageIndex{1}\). Kama mawimbi yanasafiri kupitia vifaa mbalimbali katika mambo ya ndani ya Dunia, mawimbi-kama mawimbi ya nuru katika lenses za darubini—bend (au refract) ili baadhi ya vituo vya tetemeko Duniani vipokee mawimbi na vingine viko katika “vivuli.” Kuchunguza mawimbi katika mtandao wa seismographs husaidia wanasayansi kujenga mfano wa mambo ya ndani ya Dunia, kuonyesha tabaka kioevu na imara. Aina hii ya upigaji picha tetemeko si tofauti na ile inayotumika katika ultrasound, aina ya upigaji picha inayotumika kuona ndani ya mwili.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Muundo wa Ndani wa Dunia. Ukanda, vazi, na cores ndani na nje (imara na kioevu, kwa mtiririko huo) kama inavyoonekana kama inavyoonekana na tafiti za seismic.

Safu ya juu ni ukanda, sehemu ya Dunia tunajua bora (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Ukonde wa bahari hufunika 55% ya uso wa Dunia na uongo zaidi uliojaa chini ya bahari. Kwa kawaida ni takriban kilomita 6 nene na linajumuisha miamba ya volkeno iitwayo basalt. Iliyotengenezwa na baridi ya lava ya volkeno, basalts hufanywa hasa kwa vipengele vya silicon, oksijeni, chuma, alumini, na magnesiamu. Ukanda wa bara hufunika 45% ya uso, ambayo pia ni chini ya bahari. Ukonde wa bara ni nene wa kilomita 20 hadi 70 na hujumuisha sana darasa tofauti la volkeno la silicates (miamba iliyofanywa kwa silicon na oksijeni) inayoitwa granite. Miamba hii ya crustal, bahari na bara, huwa na densities ya karibu 3 g/cm ³. (Kwa kulinganisha, wiani wa maji ni 1 g/cm ³.) Ukonde ni safu rahisi kwa wanajiolojia kujifunza, lakini hufanya tu kuhusu 0.3% ya jumla ya molekuli ya Dunia.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Ukonde wa Dunia. Picha hii inayotokana na kompyuta inaonyesha uso wa ukanda wa Dunia kama ilivyoainishwa kutoka picha za satelaiti na ramani ya rada ya sakafu ya bahari. Bahari na maziwa huonyeshwa kwa rangi ya bluu, huku maeneo yenye giza inayowakilisha kina. Nchi kavu inavyoonekana katika vivuli vya kijani na kahawia, na karatasi za barafu za Greenland na Antarctic zinaonyeshwa katika vivuli vya rangi nyeupe.

Sehemu kubwa zaidi ya Dunia imara, inayoitwa vazi, inaenea kutoka chini ya ukanda chini hadi kina cha kilomita 2900. Nguo ni imara zaidi au chini, lakini katika joto na shinikizo lililopatikana pale, mwamba wa vazi unaweza kuharibika na kuzunguka polepole. Uzito katika vazi huongezeka chini kutoka karibu 3.5 g/cm ³ hadi zaidi ya 5 g/cm3 kama matokeo ya compression zinazozalishwa na uzito wa nyenzo overlying. Sampuli za nyenzo za juu za vazi hutolewa mara kwa mara kutoka kwa volkano, kuruhusu uchambuzi wa kina wa kemia yake.

Kuanzia kwa kina cha kilomita 2900, tunakutana na msingi wa metali wa Dunia. Kwa kipenyo cha kilomita 7000, msingi wetu ni mkubwa zaidi kuliko sayari nzima ya Mercury. Msingi wa nje ni kioevu, lakini sehemu ya ndani ya msingi (karibu kilomita 2400 kwa kipenyo) pengine ni imara. Mbali na chuma, msingi pengine pia una kiasi kikubwa cha nickel na sulfuri, wote USITUMIE kwa wiani wa juu sana.

Kutenganishwa kwa Dunia kuwa tabaka za msongamano tofauti ni mfano wa upambanuzi, mchakato wa kuchagua vipengele vikuu vya sayari kwa wiani. Ukweli kwamba Dunia inatofautishwa unaonyesha kwamba mara moja ilikuwa joto la kutosha kwa mambo yake ya ndani kuyeyuka, kuruhusu metali nzito kuzama katikati na kuunda msingi mnene. Ushahidi wa kutofautisha unatokana na kulinganisha wiani wingi wa sayari (5.5 g/cm ³) na vifaa vya uso (3 g/cm ³) ili kupendekeza kuwa nyenzo denser lazima zizikwe katika msingi.

Uwanja wa magnetic na magnetosphere

Tunaweza kupata dalili za ziada kuhusu mambo ya ndani ya Dunia kutoka kwenye uwanja wake wa magnetic. Sayari yetu hufanya kwa namna fulani kama sumaku kubwa ya bar ilikuwa ndani yake, iliyokaa takriban na miti ya mzunguko wa Dunia. Sehemu hii ya magnetic huzalishwa na vifaa vya kusonga katika msingi wa metali ya kioevu ya Dunia. Kama chuma kioevu ndani ya Dunia inavyozunguka, inaweka umeme unaozunguka sasa. Wakati chembe nyingi za kushtakiwa zinahamia pamoja kama hiyo—katika maabara au kwa kiwango cha sayari nzima—huzalisha shamba la magnetic.

Shamba la magnetic la Dunia linaendelea kwenye nafasi inayozunguka. Wakati chembe ya kushtakiwa inakabiliwa na shamba la magnetic katika nafasi, inakuwa imefungwa katika eneo la magnetic. Juu ya anga ya Dunia, shamba letu lina uwezo wa mtego kiasi kidogo cha elektroni na chembe nyingine za atomiki. Mkoa huu, unaoitwa magnetosphere, hufafanuliwa kama eneo ambalo uwanja wa magnetic wa Dunia unatawala juu ya uwanja dhaifu wa magnetic wa interplanetary unaoenea nje kutoka Jua (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Magnetosphere ya Dunia. Mtazamo wa sehemu ya msalaba wa magnetosphere yetu (au eneo la ushawishi wa magnetic), kama ilivyofunuliwa na ujumbe mbalimbali wa spacecraft. Kumbuka jinsi upepo wa chembe za kushtakiwa kutoka Jua “hupiga” shamba la magnetic nje kama sock ya upepo.

Je, chembe za kushtakiwa zimefungwa wapi katika magnetosphere yetu zinatoka wapi? Wanatiririka nje kutoka kwenye uso wa moto wa Jua; hii inaitwa upepo wa jua. Sio tu hutoa chembe kwa uwanja wa magnetic wa Dunia kwa mtego, pia huweka shamba letu katika mwelekeo unaoelekea mbali na Jua. Kwa kawaida, magnetosphere ya Dunia inaenea kilomita 60,000, au radii 10 ya Dunia, kwa uongozi wa Jua. Lakini, katika mwelekeo mbali na Jua, shamba la magnetic linaweza kufikia mpaka mzunguko wa Mwezi, na wakati mwingine mbali zaidi.

Magnetosphere iligunduliwa mwaka wa 1958 na vyombo kwenye satellite ya kwanza ya Marekani ya Dunia, Explorer 1, ambayo iliandika ions (chembe za kushtakiwa) zimefungwa katika sehemu yake ya ndani. Mikoa ya ions ya juu-nishati katika magnetosphere mara nyingi huitwa mikanda ya Van Allen kwa kutambua profesa wa Chuo Kikuu cha Iowa ambaye alijenga instrumentation ya kisayansi kwa Explorer 1. Tangu 1958, mamia ya spacecraft wamechunguza mikoa mbalimbali ya magnetosphere. Unaweza kusoma zaidi kuhusu mwingiliano wake na Jua katika sura ya baadaye.

Dhana muhimu na Muhtasari

Dunia ni mfano wa sayari duniani. Utungaji wake wa mambo ya ndani na muundo hutumiwa kwa kutumia mawimbi ya seismic. Uchunguzi huo unaonyesha kwamba Dunia ina msingi wa chuma na vazi la silicate. Safu ya nje, au ukubwa, ina hasa ya basalt ya bahari na granite ya bara. Shamba la magnetic duniani, lililozalishwa katika msingi, linazalisha magnetosphere ya Dunia, ambayo inaweza mtego chembe za atomiki za kushtakiwa.

faharasa

basalt

mwamba wa igneous zinazozalishwa na baridi ya lava; hufanya zaidi ya ukanda wa bahari ya Dunia na hupatikana kwenye sayari nyingine ambazo zimepata shughuli nyingi za volkeno

msingi

sehemu kuu ya sayari; lina vifaa vya juu vya wiani

gamba

safu ya nje ya sayari ya duniani

itale

aina ya mwamba igneous silicate kwamba hufanya zaidi ya ukanda wa dunia bara

magnetosphere

eneo karibu na sayari ambayo shamba lake la ndani la magnetic linatawala uwanja wa interplanetary uliofanywa na upepo wa jua; kwa hiyo, eneo ambalo chembe za kushtakiwa zinaweza kuingizwa na uwanja wa magnetic wa sayari

vazi

sehemu kubwa ya mambo ya ndani ya dunia; uongo kati ya ukanda na msingi

wimbi la tetemeko

vibration ambayo husafiri kupitia mambo ya ndani ya Dunia au kitu kingine chochote; duniani, haya kwa ujumla husababishwa na matetemeko ya ardhi