Dünya’mız
Dünya, Güneş’ten sonraki üçüncü gezegendir ve bilinen tüm yaşama ev sahipliği yapmaktadır. Güneş Sistemi boyunca büyük miktarlarda su bulunabilmesine rağmen, sadece Dünya sıvı halde yüzey suyuna sahiptir. Dünya yüzeyinin yaklaşık %70,8’i okyanuslardan oluşmakta olup, bu oran Dünya’nın kutup buzullarını, göllerini ve nehirlerini gölgede bırakmaktadır. Dünya yüzeyinin geri kalan %29,2’si ise kıta ve adalardan oluşan karalardan oluşmaktadır. Dünya’nın yüzey katmanı, sıradağlar, volkanlar ve depremler üretmek için etkileşime giren yavaş hareket eden birkaç tektonik plakadan oluşur. Dünya’nın sıvı dış çekirdeği, Dünya’nın manyetosferini şekillendiren manyetik alanı üreterek yıkıcı güneş rüzgarlarını saptırır.
Dünya’nın atmosferi çoğunlukla nitrojen ve oksijenden oluşur. Atmosferdeki karbondioksit (CO2) gibi sera gazları Güneş’ten gelen enerjinin bir kısmını yüzeye yakın bir yerde hapseder. Su buharı atmosferde yaygın olarak bulunur ve gezegenin çoğunu kaplayan bulutları oluşturur. Tropikal bölgeler kutup bölgelerine kıyasla daha fazla güneş enerjisi alır ve atmosferik ve okyanus sirkülasyonu tarafından yeniden dağıtılır. Bir bölgenin iklimi sadece enlemle değil, aynı zamanda yükseklik ve ılıman okyanuslara yakınlıkla da yönetilir. Çoğu bölgede tropikal siklonlar, gök gürültülü fırtınalar ve sıcak hava dalgaları gibi şiddetli hava olayları meydana gelir ve yaşamı büyük ölçüde etkiler.
Dünya, çevresi yaklaşık 40.000 km olan bir elipsoittir. Güneş Sistemi‘ndeki en yoğun gezegendir. Dört kayalık gezegen arasında en büyük ve en kütleli olanıdır. Dünya Güneş’ten yaklaşık sekiz ışık dakikası uzaklıktadır ve Güneş’in etrafında bir turunu bir yılda (yaklaşık 365,25 günde) tamamlar. Dünya kendi ekseni etrafında bir günden biraz daha kısa bir sürede (yaklaşık 23 saat 56 dakikada) döner. Dünya’nın dönüş ekseni, Güneş etrafındaki yörünge düzlemine göre eğiktir ve mevsimleri oluşturur. Dünya’nın yörüngesinde 380.000 km (1,3 ışık saniyesi) hızla dönen ve kabaca Dünya’nın dörtte biri genişliğinde olan tek bir kalıcı doğal uydu vardır: Ay. Gelgit kilitlenmesi sayesinde Ay her zaman Dünya’ya aynı tarafından bakar, bu da gelgitlere neden olur, Dünya’nın eksenini dengeler ve dönüşünü kademeli olarak yavaşlatır.
Dünya, Güneş Sistemi‘ndeki diğer birçok cisim gibi, 4,5 milyar yıl önce Güneş Sistemi’nin erken dönemlerindeki gazdan oluşmuştur. Dünya’nın tarihinin ilk bir milyar yılında okyanuslar oluştu ve ardından okyanuslarda yaşam gelişti. Yaşam küresel olarak yayıldı ve Dünya’nın atmosferini ve yüzeyini etkilemeye başlayarak iki milyar yıl önce Büyük Oksidasyon Olayına yol açtı. İnsanlar 300.000 yıl önce ortaya çıktı ve bugün 8 milyarlık bir nüfusa ulaştı.
Oluşumu
Güneş Sistemi’nde bulunan en eski materyal 4.5682 milyar yılına tarihlenmektedir.
4,54 milyar evvel ilkel Dünya oluşmuştur. Güneş Sistemindeki cisimler Güneş ile birlikte oluşmuş ve evrimleşmiştir. Teorik olarak, bir güneş bulutsusu yerçekimsel çökme ile bir moleküler buluttan bir bölümü koparır, bu da dönerek ve düzleşerek bir yıldızlararası diske evrilmeye başlar ve ardından gezegenler Güneş ile birlikte bu diskin içinde meydana gelir. Bir nebula gaz, buz taneleri ve toz içerir. Nebula teorisine göre, gezegenler yığılma yoluyla oluşmuştur ve ilkel Dünya’nın oluşmasının 70 ila 100 milyon yıl arasında bir zaman aldığı tahmin edilmektedir.
Ay’ın yaşına ilişkin tahminler 4,5 milyar yıl ile daha genç dönemler arasında değişmektedir. Önde gelen hipotezlerden biri, Dünya’nın kütlesinin yaklaşık %10’una sahip Mars büyüklüğündeki Theia adlı bir cismin Dünya ile çarpışmasının ardından Dünya’dan kopan malzemenin birikmesiyle oluştuğu yönündedir. Bu cisim iddiaya göre Dünya’ya hafif bir darbe ile çarpmış ve kütlesinin bir kısmı Dünya ile birleşmiştir.
Oluşumdan Sonra
Dünya’nın atmosferi ve okyanusları volkanik aktivite ve gaz çıkışı ile oluşmuştur. Bu kaynaklardan gelen su buharı okyanuslarda yoğunlaşmış, asteroitlerden, protoplanetlerden ve kuyruklu yıldızlardan gelen su ve buzla artmıştır. Okyanusları doldurmaya yetecek kadar su, oluşumundan beri Dünya’da bulunuyor olabilir. Bu modelde atmosferik sera gazları, yeni oluşan Güneş şu anki parlaklığının sadece %70’ine sahipken okyanusların donmasını engellemiştir. 3,5 milyar yaşına gelindiğinde Dünya’nın manyetik alanı oluşmuş, bu da atmosferin güneş rüzgârı tarafından sıyrılmasını engellemeye yardımcı olmuştur.
Dünya’nın erimiş dış katmanı soğudukça, bileşim olarak küçük taneli (mafik) olduğu düşünülen ilk katı kabuğu oluşturmuştur. Bileşimi daha yumuşak olan ilk kıtasal kabuk, bu mafik kabuğun kısmen erimesiyle oluşmuştur. Eoarkean tortul kayaçlarında Hadean yaşlı mineral zirkon tanelerinin varlığı, en azından bir miktar felsik kabuğun 4.4 Ga kadar erken bir zamanda, Dünya’nın oluşumundan sadece 140 Ma sonra var olduğunu göstermektedir. Bu başlangıçtaki küçük hacimli kıtasal kabuğun mevcut bolluğuna ulaşmak için nasıl evrimleştiğine dair iki ana model vardır: (1) günümüze kadar nispeten istikrarlı bir büyüme, ki bu küresel olarak kıtasal kabuğun radyometrik tarihlendirmesi ile desteklenmektedir ve (2) Archean sırasında kıtasal kabuk hacminde ilk hızlı büyüme, şu anda var olan kıtasal kabuğun büyük kısmını oluşturmaktadır, ki bu zirkonlardaki hafniyum ve tortul kayaçlardaki neodimyumdan elde edilen izotopik kanıtlarla desteklenmektedir. İki model ve bunları destekleyen veriler, özellikle Dünya tarihinin ilk aşamalarında kıtasal kabuğun büyük ölçekli geri dönüşümü ile uzlaştırılabilir.
Yaşamın Kökeni ve Evrim
Kimyasal reaksiyonlar yaklaşık dört milyar yıl önce kendi kendini kopyalayan ilk moleküllere yol açmıştır. Yarım milyar yıl sonra, mevcut tüm yaşamın son ortak atası ortaya çıktı. Fotosentezin evrimi, Güneş enerjisinin yaşam formları tarafından doğrudan toplanmasına olanak sağladı. Ortaya çıkan moleküler oksijen (O2) atmosferde birikti ve ultraviyole güneş radyasyonu ile etkileşime girerek üst atmosferde koruyucu bir ozon tabakası (O3) oluşturdu. Daha küçük hücrelerin daha büyük hücreler içinde birleşmesi, ökaryot adı verilen karmaşık hücrelerin gelişmesiyle sonuçlandı. Koloniler içindeki hücreler giderek özelleştikçe gerçek çok hücreli organizmalar oluştu. Zararlı ultraviyole radyasyonun ozon tabakası tarafından emilmesinin de yardımıyla yaşam Dünya yüzeyinde kolonileşmiştir. Yaşamın en eski fosil kanıtları arasında Batı Avustralya’da 3,48 milyar yıllık kumtaşında bulunan mikrobiyal mat fosilleri, 3,7 milyar yıllık metasedimanter kayalarda bulunan biyojenik grafit yer almaktadır. Batı Grönland’daki 7 milyar yıllık metasedimenter kayalarda ve Batı Avustralya’daki 4,1 milyar yıllık kayalarda bulunan biyotik materyal kalıntıları görülmüştür. Dünya üzerindeki yaşamın en eski doğrudan kanıtı, mikroorganizma fosillerini gösteren 3,45 milyar yıllık Avustralya kayalarında bulunmaktadır.
Neoproterozoik dönemde, 1000 ila 539 Ma arasında, Dünya’nın büyük bir kısmı buzla kaplı olabilir. Bu hipotez “Kartopu Dünya” olarak adlandırılmıştır ve çok hücreli yaşam formlarının karmaşıklıkta önemli ölçüde arttığı Kambriyen patlamasından önce olması nedeniyle özellikle ilgi çekicidir. Kambriyen patlamasının ardından, 535 Ma, en az beş büyük kitlesel yok oluş ve birçok küçük yok oluş olmuştur. Önerilen mevcut Holosen yok oluş olayı dışında, en sonuncusu 66 Ma’da, bir asteroid çarpmasının kuş olmayan dinozorların ve diğer büyük sürüngenlerin yok oluşunu tetiklediği, ancak böcekler, memeliler, kertenkeleler ve kuşlar gibi küçük hayvanları büyük ölçüde koruduğu zamandı. Memeli yaşamı son 66 milyon yılda çeşitlenmiş ve birkaç milyon yıl önce bir Afrika maymunu dik durma yeteneği kazanmıştır. Bu durum alet kullanımını kolaylaştırmış ve daha büyük bir beyin için gereken beslenme ve uyarımı sağlayan iletişimi teşvik ederek insanların evrimine yol açmıştır. Tarımın ve ardından medeniyetin gelişmesi, insanların Dünya ve diğer yaşam formlarının doğası ve miktarı üzerinde bugüne kadar devam eden bir etkiye sahip olmasına yol açmıştır.
Dünya’nın Yapısı
Boyutu ve Şekli
Dünya’nın şekli neredeyse küreseldir ve ortalama çapı 12,742 kilometredir (7,918 mil); bu da onu Güneş Sistemi‘nin gezegen boyutundaki cisimleri arasında beşinci, karasal cisimleri arasında ise en büyüğü yapmaktadır. Dünya’nın dönüşü nedeniyle şekli Ekvator çevresinde şişkinleşir ve kutuplarda hafifçe düzleşir, bu da ekvatorda kutuplardan 43 kilometre (27 mil) daha büyük bir çapa neden olur. Bu nedenle Dünya’nın şekli daha doğru bir şekilde basık sferoid olarak tanımlanır.
Dünya’nın şekli ayrıca yerel topografik varyasyonlara sahiptir. Mariana Çukuru (yerel deniz seviyesinin 10.925 metre veya 35.843 fit altında) gibi en büyük varyasyonlar Dünya’nın ortalama yarıçapını yalnızca %0,17 oranında kısaltırken Everest Dağı (yerel deniz seviyesinin 8.848 metre veya 29.029 fit üstünde) yalnızca %0,14 oranında uzatır. Dünya’nın yüzeyi, ekvator çıkıntısında Dünya’nın kütle merkezinden en uzaktadır ve Ekvador’daki Chimborazo yanardağının zirvesini (6.384,4 km veya 3.967,1 mil) en uzak nokta yapar. Sert kara topografyasına paralel olarak Okyanus daha dinamik bir topografya sergiler.
Yüzey
Dünya’nın yüzeyi, Dünya’nın katı veya sıvı yapısının en üst katmanıdır ve atmosferiyle ara yüzeydedir. İdealize edilmiş bir sferoid olarak Dünya yaklaşık 510 milyon km2 yüzey alanına sahiptir. Dünya iki yarım küreye ayrılabilir. Genel olarak, Dünya enleme göre kutupsal Kuzey ve Güney yarımkürelere ya da boylama göre kıtasal Doğu ve Batı yarımkürelere ayrılır. Kara ve suyun yüzey dağılımı açısından Dünya, okyanus odaklı su yarımküresi ve kara odaklı kara yarımküresi olarak ikiye ayrılabilir.
Dünya yüzeyinin büyük bir kısmı sıvı halde ya da daha az miktarda buz halinde sudan oluşmaktadır. Dünya yüzeyinin %70,8’i veya 361,13 milyon km2’si birbirine bağlı okyanustan oluşur, bu da onu Dünya’nın küresel okyanusu veya dünya okyanusu yapar. Bu da Dünya’yı canlı hidrosferiyle birlikte bir su dünyası ya da okyanus dünyası haline getirmektedir, özellikle de okyanusun Dünya’yı tamamen kaplamış olabileceği düşünülen Dünya’nın erken tarihinde… Dünya okyanusu genellikle en büyükten en küçüğe doğru Pasifik Okyanusu, Atlantik Okyanusu, Hint Okyanusu, Güney Okyanusu ve Arktik Okyanusu olarak ayrılır. Okyanus, okyanus havzalarını doldurur. Okyanus tabanı abisal düzlükler, kıta sahanlıkları, deniz dağları, denizaltı volkanları okyanus hendekleri, denizaltı kanyonları, okyanus platoları ve dünyayı kapsayan bir okyanus ortası sırt sisteminden oluşur.
Dünya’nın karaları, Dünya’nın yüzey alanının %29,2’sini ya da 148,94 milyon km2’sini oluşturmaktadır. Dünya’nın karası, dünyanın etrafındaki birçok adadan oluşur, ancak esas olarak en büyükten en küçüğe doğru dört kıtasal kara kütlesinden oluşur: Afrika-Avrasya, Amerika (kara kütlesi), Antarktika ve Avustralya (kara kütlesi). Bu kara kütleleri daha da parçalanarak kıtalar halinde gruplandırılmıştır. Arazi büyük farklılıklar gösterir ve dağlar, çöller, ovalar, platolar ve diğer yeryüzü şekillerinden oluşur. Kara yüzeyinin yüksekliği, Ölü Deniz’deki -418 m’lik (-1,371 ft) alçak noktadan Everest Dağı’nın tepesindeki 8,848 m’lik (29,029 ft) maksimum yüksekliğe kadar değişmektedir. Karanın deniz seviyesinden ortalama yüksekliği yaklaşık 797 m’dir (2,615 ft).
Arazi yüzey suyu, kar, buz, yapay yapılar veya bitki örtüsü ile kaplı olabilir. Dünya topraklarının çoğu bitki örtüsüne ev sahipliği yapar, ancak buz tabakaları (%10) ve çöller (%33) önemli bir kısmını kaplar.
Kimyasal Bileşim
Dünya’nın kütlesi yaklaşık 5,97×1024 kg’dır (5.970 groston). Çoğunlukla demir (%32,1), oksijen (%30,1), silikon (%15,1), magnezyum (%13,9), sülfür (%2,9), nikel (%1,8), kalsiyum (%1,5) ve alüminyumdan (%1,4) oluşmakta, kalan %1,2’lik kısım ise eser miktarda diğer elementlerden meydana gelmektedir. Kütle ayrışması nedeniyle, çekirdek bölgenin esas olarak demirden (%88,8), daha az miktarda nikelden (%5,8), kükürtten (%4,5) ve %1’den az eser elementten oluştuğu tahmin edilmektedir.
İç Isı
Dünya’daki başlıca ısı üreten izotoplar potasyum-40, uranyum-238 ve toryum-232’dir. Merkezde sıcaklık 6.000 °C’ye (10.830 °F) kadar çıkabilir ve basınç 360 GPa’ya (52 milyon psi) ulaşabilir. Isının büyük kısmı radyoaktif bozunma ile sağlandığından, bilim insanları Dünya tarihinin erken dönemlerinde, kısa yarı ömürlü izotoplar tükenmeden önce, Dünya’nın ısı üretiminin çok daha yüksek olduğunu varsaymaktadır. Yaklaşık 3 Gyr’de, günümüzdeki ısının iki katı üretilmiş, manto konveksiyonu ve levha tektoniği oranları artmış ve günümüzde nadiren oluşan komatiitler gibi nadir magmatik kayaçların üretimine izin verilmiş olabilir.
Yerçekimi Alanı
Dünya’nın yerçekimi, Dünya içindeki kütle dağılımı nedeniyle nesnelere verilen ivmedir. Dünya yüzeyine yakın yerlerde yerçekimi ivmesi yaklaşık 9,8 m/s2 (32 ft/s2)’dir. Topografya, jeoloji ve daha derin tektonik yapıdaki yerel farklılıklar, yerçekimi anomalileri olarak bilinen, Dünya’nın yerçekimi alanında yerel ve geniş bölgesel farklılıklara neden olur.
Manyetik Alan
Dünya’nın manyetik alanının ana kısmı, termal ve bileşimsel olarak tahrik edilen konveksiyonun kinetik enerjisini elektrik ve manyetik alan enerjisine dönüştüren bir dinamo sürecinin yeri olan çekirdekte üretilir. Alan çekirdekten dışarıya doğru, manto boyunca ve yaklaşık olarak bir kutup olduğu Dünya yüzeyine kadar uzanır. Dipolün kutupları Dünya’nın coğrafi kutuplarına yakın konumdadır. Manyetik alanın ekvatorunda, yüzeydeki manyetik alan gücü 3.05×10-5 T’dir ve 2000 yılında manyetik dipol momenti 7.79×1022 Am2’dir ve her yüzyılda yaklaşık %6 azalmaktadır (yine de uzun zaman ortalamasından daha güçlü kalmaktadır). Çekirdekteki konveksiyon hareketleri kaotiktir; manyetik kutuplar sürüklenir ve periyodik olarak hizalarını değiştirir. Bu da ana alanın seküler değişimine ve her milyon yılda ortalama birkaç kez düzensiz aralıklarla alan değişimlerine neden olmaktadır. En son tersine dönüş yaklaşık 700.000 yıl önce meydana gelmiştir.
Dünya’nın uzaydaki manyetik alanının kapsamı manyetosferi tanımlar. Güneş rüzgârının iyonları ve elektronları manyetosfer tarafından saptırılır; güneş rüzgârı basıncı manyetosferin gündüz tarafını yaklaşık 10 Dünya yarıçapına kadar sıkıştırır ve gece tarafı manyetosferini uzun bir kuyruk halinde uzatır.[151] Güneş rüzgârının hızı, dalgaların güneş rüzgârı boyunca yayılma hızından daha büyük olduğu için, güneş rüzgârı içindeki gündüz tarafı manyetosferinden önce süpersonik bir yay şoku gelir. Yüklü parçacıklar manyetosfer içinde yer alır; plazmasfer, Dünya dönerken esasen manyetik alan çizgilerini takip eden düşük enerjili parçacıklar tarafından tanımlanır. Halka akımı, jeomanyetik alana göre sürüklenen, ancak yine de manyetik alanın hakim olduğu yollara sahip orta enerjili parçacıklar tarafından tanımlanır, ve Van Allen radyasyon kuşakları, hareketi esasen rastgele olan, ancak manyetosfer içinde bulunan yüksek enerjili parçacıklar tarafından oluşturulur.
Manyetik fırtınalar ve alt fırtınalar sırasında, yüklü parçacıklar dış manyetosferden ve özellikle manyetotailden saptırılabilir, alan çizgileri boyunca Dünya’nın iyonosferine yönlendirilebilir, burada atmosferik atomlar uyarılabilir ve iyonize edilerek auroraya neden olabilir.
