Zemljina masa

Naš planet Zemljo so znanstveniki preučevali in raziskovali skozi zgodovino. Ena najbolj osupljivih stvari o planetu je zemeljska masa. Ker gre za nekaj, česar ni mogoče neposredno izmeriti, so potrebne različne metode posrednega merjenja.

Zato bomo ta članek posvetili temu, da vam povemo vse, kar morate vedeti o masi zemlje, kako so jo lahko izračunali in kakšne značilnosti ima.

Planet Zemlja in njegove značilnosti

Je tretji planet sončnega sistema, začenši s soncem, med Venero in Marsom. Po naših dosedanjih spoznanjih je edina v celotnem sončnem sistemu, ki skriva življenje. Njegovo ime izhaja iz latinske besede Terra, rimskega boga, starogrškega ekvivalenta Gaie, povezanega s plodnostjo in plodnostjo. Pogosto jo imenujejo Tellus mater ali Terra mater (Mati Zemlja), ker vsa živa bitja prihajajo iz njene maternice.

Že od antičnih časov so ljudje sanjali o odkrivanju meja zemlje in raziskovanju vseh koncev zemlje. Starodavne kulture so verjele, da je neskončna, sicer bi lahko padla v brezno. Še danes se najdejo ljudje, ki vztrajajo, da je zemlja ravna, da je votla in druge teorije zarote.

Vendar pa Zahvaljujoč znanosti in tehnologiji imamo zdaj čudovite slike našega planeta. Vemo tudi, kako so sestavljene njene notranje plasti in kaj je bilo tam, preden so se na njeni površini pojavili ljudje.

Izvor in nastanek

Zemlja je nastala pred približno 4550 milijarde let. iz materiala, ki sestavlja preostali del sončnega sistema, sprva kot zvezdni oblak plina in kozmičnega prahu. Planet je nastajal od 10 do 20 milijonov let, okoli njega pa so se kopičili oblaki plina, ko se je njegova površina ohlajala in oblikovala današnjo atmosfero.

Navsezadnje ima Zemlja zaradi dolgotrajne seizmične aktivnosti, verjetno zaradi nenehnega vpliva meteorjev, potrebne elemente in fizične pogoje, potrebne za pojav tekoče vode.

Zahvaljujoč temu se lahko začne hidrološki cikel, ki pomaga planetu, da se hitreje ohladi na raven, na kateri se lahko začne življenje. Sčasoma bo zaradi obilice tekoče vode na površju naš planet videti moder, ko ga bomo gledali iz vesolja.

Zemljina masa

Zemlja je peti največji planet v sončnem sistemu in edini, ki je sposoben podpirati življenje. Je sferičen z rahlo sploščenimi poli in ima premer 12.756 km na ekvatorialni nadmorski višini (polmer 6.378,1 km na ekvatorju). imeti maso 5,9736 x 10²⁴ kg in gostoto 5,515 g/cm3, najvišji v sončnem sistemu. Ima tudi gravitacijski pospešek 9,780327 m/s2.

Tako kot drugi notranji planeti, kot sta Mars in Merkur, je Zemlja skalnat planet s trdno površino in jedrom iz tekoče kovine (zaradi toplote in pritiska lastne gravitacije), za razliko od drugih plinastih planetov, kot sta Venera ali Jupiter. Njegovo površje je razdeljeno na plinasto atmosfero, tekočo hidrosfero in trdno geosfero.

Kako je bila izračunana masa Zemlje?

Očitno se to ne naredi tako, da se planet postavi v ravnotežje. Vsaj ne v realnem obsegu. Uporabljeno je bilo merilo vesolja Cavendisheva lestvica. To je bil priimek znanstvenika, ki je prvi natančno izmeril maso Zemlje.

To mu je uspelo leta 1798, 113 let kasneje pa je veliki Isaac Newton (1643-1727) leta 1685 oblikoval svoj Zakon univerzalne gravitacije (LGU). 189 let pozneje je veliki Galileo svoj teleskop usmeril v nebo. To mu je uspelo leta 1609. Presenetljivo je, da je Henry Cavendish (1731-1810) določil maso našega planeta, ne da bi sploh zapustil svojo hišo.

Pravzaprav se je komaj rešil iz gozda. East Cavendish bil je čemeren, mračen in samosvoj človek, a velik. V teoriji se začne z Newtonovim LGU, ki nam pove, da »kateri koli dve telesi, obravnavani kot točkasti masi, privlačita drugo drugo s silo, ki je neposredno odvisna od njunih mas, pomnoženih s konstanto neznane vrednosti, danes znano kot gravitacijska konstanta .. Ta konstanta je obratno sorazmerna s kvadratom newtonske razdalje med njima."

Kot splošno pravilo je uporabil postavitev, ki jo je deloma oblikoval njegov prijatelj John Michell. Briljanten duhovnik in pronicljivi geolog je umrl, preden je izvedel poskus za določitev gostote Zemlje. Z geološkega vidika je to najzanimivejši red velikosti.  Takrat je Cavendish kupil njegovo opremo in jo namestil v enega od svojih domov v Londonu.

Lestvice in konstante

Naprava je sestavljena iz dveh svinčenih kroglic, 30 cm v premeru, obešena na jeklenem okvirju in dve majhni krogli s premerom 5 cm, obešena blizu prve krogle in med seboj povezana s finimi bakrenimi žicami.

V bistvu so torzijske tehtnice zasnovane za merjenje vrtilnega gibanja, ki ga v žicah ustvari gravitacijska sila jermenic, ki jih držijo na površju, ko se velike kroglice premikajo čez majhne kroglice.

Težava je v tem, da je gravitacija tako majhna, da bi lahko vsak nepredviden dejavnik izkrivljal rezultate. Zato ga Cavendish upravlja na daljavo. Da bližina raziskovalcev ne bi motila prilagajanja opreme, je uporabil teleskop, ki ga je namestil zunaj sobe. Uporabil ga je za branje natančne lestvice, osvetljene z ozkim snopom svetlobe, ki je izhajala izven prostora.

Govorimo o občutljivosti reda velikosti 0,025 cm, kar sploh ni slabo. Zelo subtilen poskus. Kot je bilo pričakovano, se je majhna krogla začela vrteti, pritegnila pa jo je večja krogla. Po nekaj izračunih je Cavendish iz njihovih mas in nihanj uspel ugotoviti vrednost gravitacijske konstante. To je prvi korak, ki mu sledi določitev povprečne gostote Zemlje in nato določitev mase Zemlje za izračun gravitacijske konstante G.

Zahvaljujoč določitvi G je bilo mogoče izračunati maso Zemlje. Poznavajoč njegov premer, silo Zemljine privlačnosti in najbližjo G-vrednost, je Cavendish naredil te številke. Rezultati so spektakularni.

Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o masi Zemlje in njenih značilnostih.