Zem

a zemské zdroje

Vesmír

Vesmír obsahuje všetko, od subatómových častíc
až po superkopy galaxií.

Najuznávanejšou vedeckou teóriou vzniku
vesmíru je teória veľkého tresku (Big Bang).

Predpokladá sa , že vesmír vznikol z obrovskej
explózie pred 16,5 miliardami rokov.

Veľký tresk vznikol výbuchom superhustej a
vysoko teplotnej hmoty, ktorej rozpínanie trvá
dodnes a určil aj samotný vesmírny priestor.

Galaxia

Galaxia je zhluk hviezd, hmlovín a medzihviezdneho
materiálu. Obsahuje 100-3000 miliárd hviezd.

Galaxie sa formujú vplyvom protogalaxie v dôsledku
jej hmotnosti, rotačného momentu, charakteru zloženia
látky strednej hustoty a zhluku látky medzigalaktickej
hmoty vplyvom gravitácie.

Galaxia môže mať oválny, špirálový a nepravidelný
tvar.

Galaxia oválna

Galaxia ová

Galaxia špirálovitá

Hmloviny a hviezdokopy

Hmlovina je mrak prachu a plynu vo vnútri
galaxie.
Emisná hmlovina žiari, ak plyn vyžaruje svetlo
v dôsledku radiácie horúcich malých hviezd.
Tmavé hmloviny tienia svetlo emisných
hmlovín, čím sa javia ako obrysy.
Planetárna hmlovina je plyn vzďaľujúci sa
od jadra zanikajúcej hviezdy.

Hviezdokopy sú tvorené skupinou hviezd.

Emisná hmlovina

Tmavá hmlovina

Planetárna hmlovina

Hviezdy

Hviezdy vznikajú v hmlovinách. Majú
rôznu veľkosť (450-krát menšiu alebo
1000-krát väčšiu ako je priemer Slnka)
a teplotu (3 000 až 50 000 °C).

Energia vzniká jadrovou syntézou v strede
hviezdy.

Malé hviezdy majú hmotnosť najviac 1,5 násobku

hmotnosti Slnka.

Vznikajú gravitačným kolapsom plynu a prachu.

Zvyšuje sa tým teplota až po začatie jadrovej reakcie,

pri ktorej sa H mení na He.

Priemerná doba premeny H na He je 10 miliárd rokov.

Ak sa He-jadro

zmenšuje:

- zvyšuje sa teplo

jadrových reakcií,

- He sa mení na C,
- vonkajšie vrstvy

hviezdy sa rozpínajú

a chladnú, svietivosť

klesá,

- vznikne červený obor,
-

po celkovej premene

He jadra sa vonkajšie

obaly hviezdy

rozplynú do formy

planetárnej hmloviny,

- zvyšok jadra sa mení
-

na bieleho a po jeho

vychladnutí

-

na čierneho trpaslíka.

Mohutné hviezdy

Mohutné hvie

Mohutné hviezdy majú 3 – 50 násobnú hmotnosť
Slnka. Premena H na He je rýchlejšia a trvá len
niekoľko miliónov rokov. Z mohutnej hviezdy
vzniká červený nadobor. Zánik – zrútenie jadra
spôsobuje explóziu nazývanú supernova.

Menšie hviezdy tohto typu sa zmršťujú na husté,
neutrónové hviezdy a väčšie sa zmršťujú do štádia
čiernej diery.

Neutrónové
hviezdy sú
pozorované ako
pulzary – majú
rýchlu rotáciu
a vyžarovanie
dvoch zväzkov
rádiových vĺn.

Čierne diery majú ex-
trémne vysokú gravitá-
ciu, v dôsledku čoho z
nich neuniká ani svetlo.
Sú neviditeľné, ale dajú
sa detekovať.

Gravitácia pri-

ťahuje plyn z blíz-kej
hviezdy a vytvá-ra
akrečný disk
vo forme špirály.
Ukazuje to pohyb
hmoty do čiernej
diery.

Mliečna dráha
našej galaxie

Naša galaxia sa sformovala pred 10-12 miliar-

dami rokov. Obsahuje 150 miliárd hviezd. Má tvar
plochého disku špirálovitej štruktúry, s priemerom
100 000 svetelných rokov.

Slnečná sústava sa nachádza v galaktickej

rovine, na okraji jedného z jej špirálových ramien.

Naša Slnečná sústava vznikla asi pred 4,6

miliardami rokov.

Má svoje planéty, ich mesiace, planétky, kométy

a meteority.

Všetky obiehajú okolo Slnka a tvoria slnečnú

sústavu.

Okolo Slnka obieha 9 planét s 33 mesiacmi, viac ako

150 000 planétiek, veľké množstvo komét a
meteoritov.

Planéta

Zem

Charakteristiky Zeme

Vývoj Zeme je úzko
spätý s fyzikálnymi
zákonmi vesmíru.

Veľmi citlivo reaguje
na všetky výkyvy
rovnovážneho stavu
tohoto systému.

Celková plocha zeme je 510 069 000 km2, z čoho kontinen-
ty a ostrovy zaberajú 149 000 000 km2. Na moria a oceány
pripadá 361 000 000 km2 . Tento priestor sa nazýva
hydrosférou.
Vzdušný oceán, obklopujúci Zem, tvorí atmosféru. Spodné
vrstvy atmosféry sú presýtené vodnými parami, ktoré sa zrá-
žajú na prachových časticiach a vytvárajú oblaky.

Rotácia Zeme

Zem rotuje okolo

svojej osi s premen-

livou uhlovou

rýchlosťou rotácie.

Tieto zmeny

spomaľujú ročnú

periodickú zmenu asi
o 22 milisekúnd.

Spôsobuje to pravi-

delné klimatické

zmeny na zemskom

povrchu vo forme

presunov vzdušných

hmôt, ľadu a snehu.

Obeh Zeme okolo Slnka

Zem obieha okolo Slnka rýchlosťou 29,785 km.s-1,

po mierne excentrickej dráhe.

Stredná vzdialenosť Zeme od Slnka je 149 597 926,5

km. Rovina dráhy Zeme okolo Slnka sa nazýva

ekliptika.

Rotačná os Zeme je od kolmice na ekliptiku

odklonená o uhol 23,5°.

Malá excentricita dráhy (0,0167) spôsobuje zmeny vzdialenos-
ti Zeme od Slnka a zmeny jej dráhovej rýchlosti. Stredná
vzdialenosť Zeme od Slnka 149 597 926,5 km je zároveň aj
astronomickou jednotkou .

Precesia

Precesný, dlhodobý

pohyb zemskej osi

zapríčiňujú príťažlivé

sily Mesiaca, Slnka a

zmeny polohy zemskej

dráhy, spôsobené

príťažlivými silami

planét.

Zemská os pri precesii

akoby vytvárala

kužeľové teleso. Celý

takýto obeh trvá 25 780

rokov a nazýva sa

Platónsky rok .

Nutácia

Periodické zmeny polohy

dráhy Mesiaca vzhľadom na

zemský rovník, ako i me-

niace sa vzájomné polohy

Slnka, Zeme a Mesiaca, sú

príčinou mnohých zmien

v precesnom pohybe zem-

skej osi – nutácie. Prejavujú

sa v tom, že os Zeme opisu-

je nutačnú elipsu, na obvo-

de ktorej vzniká niekoľko-

sekundové zvlnenie preces-

ného kužeľa, po ktorom sa

rotačná os pohybuje okolo

pólu ekliptiky precesnou

uhlovou rýchlosťou.

Slapy Zeme

V mieste

najbližšom

k nebeskému telesu pô-
sobí gravitačné zrýchle-
nie maximálnou a v pro-
tiľahlom bode Zeme mi-
nimálnou silou.
Z týchto dvoch okra-
jových

gravitačných

zrýchlení môžeme vypo-
čítať priemerné gravi-
tačné zrýchlenie.

Vo všetkých bodoch Zeme pôsobí aj odstredivé zrýchlenie.

Je rovné priemernému gravitačnému zrýchleniu, ale
má opačný smer.

Ak sa pevná Zem, prípadne morská voda posunie k rušivému

nebeskému telesu, nastane opačný posun
aj v protiľahlom bode Zeme.

Tvar Zeme

Podlieha dynamickým zmenám v rôznom merítku.

Globálne sa vzťahujú na celú Zem. Ide o pohyb pólov,

nepravidelnosť zemskej rotácie, zmena polohy hmotného

stredu Zeme, zmena osi zotrvačnosti Zeme, výškové zmeny

hladín morí a oceánov, morské prílivy, slapy zemskej kôry.

Veľkopriestorové majú charakter kontinentálny, alebo sa

vzťahujú na oceány. Patria sem pohyby blokov litosféry,

zmeny hladín morí a oceánov, zmeny slapov zemskej kôry.

Regionálne geodynamické javy určujú zmeny polohy bodov

zemského povrchu a smery zemskej príťažlivosti.

Lokálne charakterizujú pohyby zemskej kôry, spôsobené

najmä procesmi v horných vrstvách zemskej kôry a na po-

vrchu Zeme.

Gravitačná sila

Teleso s väčšou hmotnosťou

pritiahne teleso s menšou

hmotnosťou. Vzájomná

príťažlivosť hmoty spôsobila

akréciu protoplanetárnej

hmoty pri vzniku našej

Zeme.

Zem sa sformovala

do guľatého tvaru, ktorý je

z pohľadu gravitácie naj-

výhodnejší.

Gravitačné pole Zeme,

závislé od jej hmotnosti, je

dostatočne veľké a udeľuje

predmetom pri voľnom páde

zrýchlenie g = 9,78 m.s-2.

Celkový účinok gravi-

tačného a odstredivého
zrýchlenia vytvára tzv.
tiažové zrýchlenie.

Odstredivé zrýchlenie

znižuje hodnotu gravi-
tačného zrýchlenia o určitú
časť.

V dôsledku toho dochádza

k preskupovaniu hmoty
Zeme od pólov k rovníku,
čo pretvára pravidelnú guľu
Zeme na rotačný sploštený
elipsoid.

Geoid

Geoid predstavuje idealizované zemské teleso,
reprezentované strednou hladinou morí a oceánov,
s rovnakým potenciálom tiažového poľa Zeme
(ekvipotenciálna hladina).

Geoid by bol pravi-

delným rotačným

elipsoidom len v tom

prípade, ak by bola

hustota zemskej hmoty

všade rovnaká.

V dôsledku inhomoge-

nity zemskej hmoty však

miesta s rovnakou

príťažlivosťou nemajú

od stredu Zeme rovnakú

vzdialenosť.
Povrch geoidu je teda

zvlnený.

Sploštenie Zeme má pomer
1:298,25 čo znamená, že polárna
poloos je o 21,38 km kratšia ako
rovníková poloos s dĺžkou
6378,137 km (meranie 1984).

Zvlnenie geoidu

Odchýlky od geocentri-

ckého referenčného

elipsoidu sú v rozsahu

menej ako 110 m.

Odchýlky sú prejavom

zmien hustoty vo vnútri

Zeme v horizontálnom

smere. Ťažké hmoty

spôsobujú vydutie

a ľahšie hmoty zasa

preliačinu na

ekvipotenciálnej ploche.

Mapa geoidu, na ktorej pomocou kladných a záporných hodnôt

možno sledovať, o koľko metrov je hladina geoidu nad resp. pod

referenčným elipsoidom . Červené miesta sú 85 m nad a modré 107m

pod referenčným elipsoidom .