زمین

زَمین یا ارت سومین سیارهٔ منظومه شمسی است که در فاصلهٔ ۱۴۹٬۶۰۰٬۰۰۰ کیلومتری از خورشید قرار دارد. از نظر واژه‌شناسی فارسی، زم در زبان اوستایی به معنای سرد بوده‌است که با پسوند «ین»، واژهٔ زمین را به معنای «جسم سرد» به وجود آورده‌است.

تصویری کره زمین از فضا

نگاه کلی

نام این سیاره در زبان عربی "الأرض" (جمع: اراضی) است و نام فارسی آن تنها نام غیرعربی یک سیاره در سامانهٔ خورشیدی است که در فارسی رایج است. این سیاره چگال‌ترین (به دلیل دارا بودن منابع وسیع آهن و فلزات دیگر) و از نظر بزرگی پنجمین سیاره از هشت سیارهٔ منظومه شمسی است. همچنین در میان چهار سیارهٔ سنگی گردان به دور خورشید (عطارد، زهره، زمین و مریخ) بزرگ‌ترین آن‌ها است. گاهی از آن با نام‌های "جهان" و "تیله آبی" نیز یاد می‌شود. نام لاتین آن "Terra" است.

در منظومهٔ شمسی، فاصلهٔ زمین تا خورشید بین فاصلهٔ زهره تا خورشید و فاصلهٔ مریخ تا خورشید است. زمین جزو سیارات داخلی سامانهٔ خورشیدی به‌شمار می‌آید. زمین ششمین جسم در منظومهٔ شمسی بر پایهٔ جرم و حجم است.

سیاره زمین، تنها سیاره‌ای که تاکنون حیات در آن کشف شده و ۲۲ آوریل نیز به عنوان روز جهانی زمین نامگذاری شده‌است.

مشخصات کلی

نام: زمین (Earth)

موقعیت در منظومه شمسی: سومین سیاره از خورشید

قطر: 12,742 کیلومتر

جرم: 5.972 × 10^24 کیلوگرم

فاصله از خورشید: حدود 149.6 میلیون کیلومتر (1 واحد نجومی)

مدت زمان چرخش به دور خورشید (سال زمینی): 365.25 روز

مدت زمان چرخش به دور خود (روز زمینی): 24 ساعت

مدار: تقریباً دایره‌ای با انحراف نسبی کم

تاریخ سیاره زمین: از ابتدای شناخت تا دنیای مدرن

نزدیک به ۴.۵۴ میلیارد سال از پیدایش زمین می‌گذرد (به صورت دقیق‌تر ۰٫۰۰۰۶ ± ۴٫۵۶۷۲ میلیارد سال) و پیدایش حیات بر روی سطح آن در طول یک میلیارد سال پدیدار شد. هم‌اکنون زمین خانهٔ میلیون‌ها گونه از جانداران است که انسان یکی از آن‌ها است.

1. پیدایش زمین

تشکیل زمین: زمین حدود 4.5 میلیارد سال پیش از ابری از گاز و غبار کیهانی که به عنوان سحابی خورشیدی شناخته می‌شود، شکل گرفت. این فرآیند به تدریج صورت گرفت و با افزایش تراکم و فشار، سیاره زمین و سایر سیارات منظومه شمسی پدید آمدند.

تشکیل هسته و پوسته: در دوران اولیه، زمین مذاب و داغ بود. به تدریج مواد سنگین‌تر مانند آهن و نیکل به سمت مرکز زمین حرکت کرده و هسته فلزی را تشکیل دادند. مواد سبک‌تر به سطح آمدند و پوسته سنگی را تشکیل دادند.

2. دوران‌های زمین‌شناسی

هادیان (Hadean): از حدود 4.6 تا 4 میلیارد سال پیش. در این دوره، سطح زمین به دلیل برخوردهای شدید کیهانی، آتشفشان‌های فعال و فعالیت‌های زمین‌شناختی شدید، بسیار داغ و ناپایدار بود.

آرکئن (Archean): از 4 تا 2.5 میلیارد سال پیش. در این دوره، اولین نشانه‌های حیات ابتدایی به شکل باکتری‌ها و آرکیاها ظاهر شدند. همچنین قاره‌های اولیه شروع به تشکیل کردند.

پروتروزوئیک (Proterozoic): از 2.5 میلیارد تا 541 میلیون سال پیش. در این دوره، اکسیژن در جو زمین افزایش یافت و منجر به پدیده‌ای به نام "رویداد اکسیژنی بزرگ" شد که حیات پیچیده‌تر را ممکن کرد.

فانروزوئیک (Phanerozoic): از 541 میلیون سال پیش تا کنون. این دوران به سه عصر عمده تقسیم می‌شود: پالئوزوئیک، مزوزوئیک، سنوزوئیک.

3. تاریخ حیات بر روی زمین

پالئوزوئیک (Paleozoic): از 541 تا 252 میلیون سال پیش. در این دوره، حیات دریایی پیچیده‌تر شد و اولین گیاهان و جانوران زمینی ظاهر شدند. همچنین دوره‌های کربونیفر و پرمین، که شاهد پیدایش جنگل‌های عظیم و اولین خزندگان بودند، در این دوره قرار دارند.

مزوزوئیک (Mesozoic): از 252 تا 66 میلیون سال پیش. این دوره به "عصر دایناسورها" معروف است. در این دوره، دایناسورها به عنوان گونه‌های غالب بر روی زمین حکمفرما بودند و اولین پرندگان و پستانداران ظاهر شدند. این دوره شامل سه دوران تریاسیک، ژوراسیک و کرتاسه است.

سنوزوئیک (Cenozoic): از 66 میلیون سال پیش تا کنون. پس از انقراض بزرگ کرتاسه-پالئوژن که دایناسورها را منقرض کرد، پستانداران و پرندگان به عنوان گونه‌های غالب ظاهر شدند. این دوره به عصر پستانداران معروف است و شامل دوران‌های پالئوژن، نئوژن و کواترنری است.

4. ظهور انسان

ظهور انسان‌های نخستین: حدود 2.5 میلیون سال پیش، اولین اعضای جنس Homo، مانند Homo habilis، در آفریقا ظاهر شدند. این انسان‌ها ابزارهای سنگی ابتدایی ساختند و به شکار و جمع‌آوری مواد غذایی پرداختند.

Homo erectus و مهاجرت: Homo erectus حدود 1.8 میلیون سال پیش ظاهر شد و اولین انسان‌گونه‌ای بود که از آفریقا به سایر نقاط جهان مانند آسیا و اروپا مهاجرت کرد.

ظهور Homo sapiens: Homo sapiens، گونه‌ی ما، حدود 300,000 سال پیش در آفریقا ظاهر شد. این انسان‌ها توانستند زبان پیچیده‌تر، هنر، فرهنگ را توسعه دهند.

5. دوره‌های پیش از تاریخ

عصر سنگ: شامل دوران‌های پارینه‌سنگی (Paleolithic)، میان‌سنگی (Mesolithic) و نوسنگی (Neolithic). در این دوره‌ها، انسان‌ها به تدریج از شکار و جمع‌آوری به کشاورزی و اهلی کردن حیوانات روی آوردند و اولین سکونتگاه‌های دائمی را ایجاد کردند.

عصر فلز: با کشف و استفاده از فلزات مانند مس، برنز و آهن، تمدن‌ها پیشرفت بیشتری کردند. این دوره‌ها شامل عصر مس، عصر برنز و عصر آهن است. در این دوران، انسان‌ها تکنولوژی‌های جدیدی برای ابزارسازی، جنگ، کشاورزی توسعه دادند.

6. تمدن‌های باستانی

بین‌النهرین: تمدن سومر، اولین تمدن شناخته‌شده، حدود 3500 سال قبل از میلاد در بین‌النهرین (عراق امروزی) شکل گرفت. این تمدن‌ها سیستم نوشتاری (خط میخی)، دولت‌شهرها و ساختارهای اجتماعی پیچیده‌ای ایجاد کردند.

مصر باستان: تمدن مصر باستان حدود 3100 سال قبل از میلاد در دره نیل شکل گرفت. فراعنه به عنوان حاکمان الهی، اهرام و معابد عظیمی ساختند. سیستم نوشتاری آنها هیروگلیف بود.

تمدن‌های هند و چین: تمدن‌های هند در دره رود سند (تمدن هاراپا) و چین باستان (تمدن‌های شانگ و ژو) نیز در همین دوره‌ها توسعه یافتند. این تمدن‌ها سیستم‌های نوشتاری، کشاورزی پیشرفته و ساختارهای اجتماعی پیچیده‌ای داشتند.

7. دوران کلاسیک

یونان و روم: تمدن‌های یونان و روم باستان نقش مهمی در توسعه فلسفه، علوم، هنر، سیستم‌های حکومتی ایفا کردند. یونان باستان با فلاسفه‌ای مانند سقراط، افلاطون و ارسطو شناخته می‌شود و روم باستان به ساختارهای حکومتی جمهوری و امپراتوری شهرت دارد.

تمدن‌های دیگر: تمدن‌های مایا، آزتک و اینکا در آمریکای مرکزی و جنوبی، تمدن‌های بزرگ آفریقا مانند کارتاژ و مصر و همچنین تمدن‌های بزرگ در آسیا مانند چین و هند در این دوره‌ها شکوفا شدند.

8. قرون وسطی

قرون وسطی: از سقوط امپراتوری روم در سال 476 میلادی تا اواخر قرن پانزدهم میلادی را در بر می‌گیرد. این دوره شامل دوران تاریک اولیه، دوران فئودالیسم و دوران شکوفایی فرهنگی و اقتصادی رنسانس است.

اسلام و خلافت‌ها: ظهور اسلام در قرن هفتم میلادی و گسترش آن به خاورمیانه، شمال آفریقا و اسپانیا باعث ایجاد خلافت‌های بزرگ و دوره طلایی علم و فرهنگ اسلامی شد.

9. دوران مدرن

رنسانس: رنسانس دوره‌ای از تجدید حیات فرهنگی و علمی در اروپا از قرن چهاردهم تا هفدهم میلادی بود. این دوره با پیشرفت‌های هنری، علمی و فلسفی و ظهور شخصیت‌های بزرگی مانند لئوناردو داوینچی، میکل آنژ و گالیله شناخته می‌شود.

عصر اکتشاف: از قرن پانزدهم تا هفدهم میلادی، کاشفان اروپایی مانند کریستف کلمب، واسکو دا گاما و فرناندو ماژلان به جستجو و کشف سرزمین‌های جدید پرداختند که منجر به گسترش امپراتوری‌های استعماری شد.

انقلاب علمی: از قرن شانزدهم تا هجدهم میلادی، انقلاب علمی با کشفیات و نوآوری‌های دانشمندان بزرگی مانند نیوتن، کپلر و کپرنیکوس، علم را متحول کرد.

انقلاب صنعتی: در قرن هجدهم و نوزدهم میلادی، انقلاب صنعتی با استفاده از ماشین‌آلات و تکنولوژی‌های جدید، تولیدات صنعتی و کشاورزی را به شدت افزایش داد و زندگی انسان‌ها را تغییر داد.

دوران معاصر: قرن بیستم و بیست و یکم میلادی شامل دو جنگ جهانی، جنگ سرد، پیشرفت‌های علمی و تکنولوژیکی گسترده، انقلاب‌های اجتماعی و فرهنگی و چالش‌های جهانی مانند تغییرات اقلیمی و بحران‌های اقتصادی است.

10. دنیای مدرن و معاصر

پیشرفت‌های علمی و فناوری: پیشرفت‌های علمی و فناوری در قرن بیستم و بیست و یکم به کشفیات جدید در زمینه‌های پزشکی، فیزیک، شیمی و زیست‌شناسی منجر شد. اکتشافات فضایی و فناوری‌های دیجیتال نیز زندگی انسان‌ها را به شدت تحت تأثیر قرار داده است.

چالش‌های جهانی: دنیای مدرن با چالش‌های بسیاری مانند تغییرات اقلیمی، بحران‌های اقتصادی، نابرابری‌های اجتماعی، چالش‌های زیست‌محیطی روبرو است. تلاش‌ها برای پیدا کردن راه‌حل‌های پایدار و جهانی برای این مشکلات ادامه دارد.

مأموریت‌های فضایی و آینده: پیشرفت‌های اخیر در فناوری فضایی، مأموریت‌های جدیدی برای کاوش در فضا و سیارات دیگر فراهم کرده است. شرکت‌های خصوصی مانند SpaceX و برنامه‌های دولتی همچنان به دنبال کشف و استعمار فضا هستند.

جو و ساختار

ساختار داخلی زمین

زمین دارای ساختار داخلی پیچیده‌ای است که از چندین لایه تشکیل شده است:

هسته:

• هسته داخلی: جامد و عمدتاً از آهن و نیکل تشکیل شده است.
• هسته خارجی: مایع و از آهن و نیکل مذاب تشکیل شده است که باعث ایجاد میدان مغناطیسی زمین می‌شود.

گوشته:

• گوشته بالایی: جامد اما قابل جریان و شامل لایه‌های آستنوسفر و لیتوسفر.
• گوشته پایینی: جامد و بسیار متراکم.

پوسته:

• پوسته قاره‌ای: ضخیم‌تر و عمدتاً از سنگ‌های گرانیتی تشکیل شده است.
• پوسته اقیانوسی: نازک‌تر و عمدتاً از سنگ‌های بازالتی تشکیل شده است.

جو زمین

جو زمین لایه‌ای از گازها است که زمین را احاطه کرده و برای حیات ضروری است.

ترکیب جو:

• نیتروژن: 78%
• اکسیژن: 21%
• آرگون: 0.93%
• دی‌اکسید کربن: 0.04%
• سایر گازها: مقادیر کمی از نئون، هلیوم، متان، کریپتون و هیدروژن

لایه‌های جو:

• تروپوسفر: نزدیک‌ترین لایه به سطح زمین که در آن اکثر پدیده‌های جوی رخ می‌دهد.
• استراتوسفر: شامل لایه اوزون که از زمین در برابر اشعه‌های فرابنفش خورشید محافظت می‌کند.
• مزوسفر: جایی که بیشتر شهاب‌سنگ‌ها در آن می‌سوزند.
• ترموسفر: شامل یونوسفر که امواج رادیویی را منعکس می‌کند و شفق‌های قطبی در آن رخ می‌دهد.
• اگزوسفر: خارجی‌ترین لایه که به تدریج در فضای بین سیاره‌ای محو می‌شود.

زیست‌کرهٔ زمین با گذر زمان جو زمین و دیگر شرایط فیزیکی و شیمیایی این سیاره را دچار دگرگونی‌های شگرفی کرده‌است و محیطی را فراهم کرده‌است تا جانداران، بتوانند به رشد و زیست‌زایی بپردازند. هم‌اکنون زمین خانهٔ میلیون‌ها گونه از جانداران است که انسان یکی از آن‌ها است. همچنین در اثر این تغییرات لایهٔ اوزون به دور آن تشکیل شده‌است، لایه‌ای که با کمک میدان مغناطیسی زمین مانع از ورود پرتوهای آسیب‌رسان خورشید می‌شود و به این ترتیب شرایط زندگی و حیات در زمین را محیا می‌سازد. ویژگی‌های فیزیکی، پیشینهٔ زمین‌شناسی و گردش زمین باعث شده‌اند تا زندگی در این دوره‌ها در آن پابرجا بماند و انتظار آن می‌رود که زندگی برای ۵۰۰ میلیون تا ۲٫۳ میلیارد سال نیز همچنان بر روی آن ادامه داشته باشد.

زیست‌کره و حیات

زمین تنها سیاره‌ای است که تاکنون حیات در آن کشف شده است. زیست‌کره شامل تمام موجودات زنده و محیط‌های آنها می‌شود.

اکوسیستم‌ها:

• جنگل‌ها: شامل جنگل‌های بارانی، جنگل‌های معتدل و تایگا.
• بیابان‌ها: مناطق خشک با پوشش گیاهی کم.
• اقیانوس‌ها: شامل اقیانوس‌های اطلس، آرام، هند و جنوبی.
• تالاب‌ها: شامل مرداب‌ها، باتلاق‌ها و مناطق مرطوب دیگر.
• کوهستان‌ها: مناطق مرتفع با پوشش گیاهی و جانوری خاص خود.

این سیاره به دلیل دارا بودن منابع وسیع آهن و فلزات دیگر، چگال‌ترین و از نظر بزرگی اندازه پنجمین سیاره از هشت سیارهٔ منظومهٔ شمسی است. همچنین در میان چهار سیارهٔ سنگی گردان به دور خورشید یعنی عطارد، زهره، زمین و مریخ، زمین بزرگ‌ترین آن‌ها است. زمین ششمین جسم در منظومهٔ خورشیدی بر پایهٔ جرم و حجم است. گاهی از زمین با نام‌های جهان و گیتی نیز یاد می‌شود. در منظومهٔ خورشیدی، زمین در میان فاصله زهره و مریخ در منظومه شمسی در حال گردش به دور خورشید است.

آب و هوا و اقلیم

زمین دارای تنوع آب و هوایی گسترده‌ای است که از قطب‌های یخ‌زده تا مناطق گرمسیری متغیر است.

اقلیم‌ها:

• قطبی: دماهای بسیار سرد و یخ دائمی.
• معتدل: چهار فصل مشخص و دماهای معتدل.
• گرمسیری: دماهای بالا و رطوبت بالا با بارش‌های مکرر.
• بیابانی: دماهای بالا و بارش‌های بسیار کم.

زمین همواره با خورشید و ماه و دیگر جرم‌های آسمانی در برهم‌کنش است و به دور خورشید می‌گردد که یک دور کامل گردش آن برابر با یک سال نجومی یا ۳۶۵٫۲۴ روز خورشیدی است. انحراف محور زمین در گردشش به دور خود نسبت به خط عمود بر صفحهٔ گردش آن حدود ۲۳٫۴ درجه است. این انحراف کوچک باعث ایجاد تغییرات فصلی و دمایی با دورهٔ گردشی برابر با یک سال اعتدالی یا ۳۶۵٫۲۴ روز می‌شود.

تنها قمر طبیعی شناخته شده برای زمین، کره ماه است که از حدود ۴٫۵۳ میلیارد سال پیش به دور زمین در گردش است. تاثیر کشش کره ماه بر روی زمین باعث ایجاد کشند در آب اقیانوس‌ها، آهسته‌تر شدن سرعت گردش زمین به مرور و پایدار شدن زاویه‌ی انحراف محور زمین شده‌است. در آخرین بمباران شهابی که تقریباً میان ۳٫۸ و ۴٫۱ میلیارد سال پیش رخ داد، چندین جرم آسمانی و شهاب سنگ با زمین برخورد کرده و تغییرات درخور توجهی در سطح زمین به وجود آورد.

جو زمین از نیتروژن(۷۸درصد)، اکسیژن (۲۱درصد)، کربن دی‌اکسید (٫۰۳درصد)، بخار آب و عناصر کمیابی همانند آرگون و …. تشکیل شده است.

میدان مغناطیسی و مگنتوسفر

زمین دارای میدان مغناطیسی قوی است که از هسته فلزی آن ناشی می‌شود. این میدان مغناطیسی باعث ایجاد یک مگنتوسفر وسیع می‌شود که از سیاره در برابر بادهای خورشیدی و تابش‌های مضر محافظت می‌کند.

پوستهٔ زمین به لایه‌های سخت یا زمین‌ساخت بشقابی متعددی تقسیم شده‌است، این لایه‌های سخت با گذشت میلیون‌ها سال در زمین حرکت می‌کنند. بیش از ۷۱٪ از سطح زمین را آب شور اقیانوس‌ها پوشانده است و باقی‌ماندهٔ آن را خشکی تشکیل می‌دهد که شامل قاره‌ها و جزایر می‌شود و در آن نیز تعداد زیادی دریاچه و سرچشمه‌های آبی دیگر وجود دارد. دو قطب شمالی و جنوبی زمین بیشتر از یخ یا دریای یخ‌زده پوشیده شده‌است. ساختار درونی زمین پویا است و مواد مذاب در آن در گردش است. ساختار زمین شامل سه لایهٔ پوسته، گوشته و هسته می‌شوند.

حرکت‌های مداری و چرخشی

مدار: مدار زمین تقریباً دایره‌ای است و فاصله آن از خورشید در طول سال نسبتاً ثابت می‌ماند.

چرخش: زمین به دور خود با سرعتی حدود 1670 کیلومتر در ساعت در استوا می‌چرخد و یک روز زمینی را تشکیل می‌دهد.

بلندترین نقطه بر روی زمین کوه اورست در رشته کوه هیمالیا است و ارتفاع آن ۸۸۴۸ متر بالاتر از سطح دریا است. عمیق‌ترین قسمت اقیانوس‌ها نیز در نزدیکی جزایر فیلیپین در اقیانوس آرام قرار دارد. این ناحیه که به درازگودال ماریانا مشهور است عمقی در حدود ۱۱ کیلومتر پایین‌تر از سطح دارد. کمینه دما بر روی کره زمین ۸۹٫۲ درجه زیر صفر در قطب جنوب و بیشینه آن در حدود ۷۰ درجه سانتیگراد، در گندم‌بریان، منطقه شهداد شهرستان کرمان استان کرمان به ثبت رسیده است. طول محیط استوای زمین ۴۰٬۰۷۵٫۱۶ کیلومتر و جرم زمین ۱۰^۲۴×۵٫۹۷۳۵ کیلوگرم (هشتاد برابر جرم ماه) است. فاصله کره زمین تا کره ماه ۳۸۴ هزار کیلومتر می‌باشد.

اکتشافات و مأموریت‌های فضایی

زمین هدف چندین مأموریت فضایی بوده است که به مطالعه دقیق‌تر این سیاره و محیط فضایی اطراف آن پرداخته‌اند.

آپولو (Apollo): مأموریت‌های ناسا که بین سال‌های 1969 تا 1972 انجام شد و انسان را برای اولین بار به ماه فرستاد.

ناسا: برنامه‌های متعدد ماهواره‌ای و ایستگاه‌های فضایی که به مطالعه جو، تغییرات اقلیمی، محیط زیست زمین می‌پردازند.

ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS): ایستگاه فضایی که به صورت مشترک توسط ناسا، روسکوسموس، ESA، JAXA و CSA اداره می‌شود و تحقیقات گسترده‌ای در زمینه‌های مختلف علمی انجام می‌دهد.

فناوری و نوآوری‌های فضایی

با توجه به پیشرفت‌های علمی و فناوری، زمین همچنان هدف برنامه‌های جدید فضایی است که به مطالعه دقیق‌تر و بهبود زندگی بشر کمک می‌کنند.

ماهواره‌ها: استفاده از ماهواره‌ها برای بررسی تغییرات اقلیمی، پیش‌بینی آب و هوا، مدیریت منابع طبیعی.

برنامه‌های فضایی تجاری: شرکت‌های خصوصی مانند SpaceX و Blue Origin که به توسعه فناوری‌های جدید برای سفرهای فضایی و اقامت بلندمدت در فضا می‌پردازند.