Ziemia jest jedyną planetą w naszym Układzie Słonecznym, o której wiadomo, że istnieje życie. Jednak ze wszystkich obserwowalnych wskazań Ziemia jest jedynym miejscem w naszym Układzie Słonecznym, w którym życie może - i istnieje - na powierzchni.
Wynika to z wielu czynników, w tym położenia Ziemi względem Słońca. Będąc w „Strefie Złotowłosa” (aka. Strefa mieszkalna) i istnieniu atmosfery (i magnetosfery), Ziemia jest w stanie utrzymać stabilną średnią temperaturę na swojej powierzchni, która pozwala na istnienie ciepłej, płynącej wody na jej powierzchni i warunki sprzyjające życiu.
Wariacje:
Średnia temperatura na powierzchni Ziemi zależy od wielu czynników. Obejmują one porę dnia, porę roku i miejsce, w którym dokonywane są pomiary temperatur. Biorąc pod uwagę, że Ziemia doświadcza gwiezdnej rotacji trwającej około 24 godziny - co oznacza, że jedna strona nigdy nie jest skierowana w stronę Słońca - temperatury rosną w dzień i spadają wieczorem, czasem znacznie.
A biorąc pod uwagę, że Ziemia ma oś nachyloną (około 23 ° w kierunku równika Słońca), półkule północna i południowa Ziemi są albo pochylone w kierunku Słońca, albo oddalone od niego odpowiednio w sezonie letnim i zimowym. Biorąc pod uwagę, że równikowe regiony Ziemi znajdują się bliżej Słońca, a niektóre części świata doświadczają więcej światła słonecznego i mniej zachmurzenia, temperatury wahają się w szerokim zakresie na całej planecie.
Jednak nie w każdym regionie planety występują cztery pory roku. Na równiku temperatura jest średnio wyższa, a region nie doświadcza zimnych i gorących sezonów w taki sam sposób, jak półkule północne i południowe. Wynika to z faktu, że ilość światła słonecznego docierającego do równika zmienia się bardzo niewiele, chociaż temperatury w trakcie pory deszczowej nieco się różnią.
Pomiary:
Średnia temperatura powierzchni na Ziemi wynosi około 14 ° C; ale jak już wspomniano, jest to różne. Na przykład, najgorętsza temperatura, jaką kiedykolwiek zarejestrowano na Ziemi, wyniosła 70,7 ° C (159 ° F), którą zarejestrowano na pustyni Lut w Iranie. Pomiary te były częścią globalnego badania temperatury przeprowadzonego przez naukowców w Obserwatorium Ziemi NASA w latach 2003-2009. Przez pięć z siedmiu badanych lat (2004, 2005, 2006, 2007 i 2009) Pustynia Lutowa była najgorętszym miejscem na ziemi.
Jednak nie było to najgorętsze miejsce na każdy rok w ankiecie. W 2003 r. Satelity odnotowały temperaturę 69,3 ° C (156,7 ° F) - drugą najwyższą w analizie siedmioletniej - w krzewach Queensland w Australii. W 2008 r. Flaming Mountain otrzymała swoją należność, z roczną maksymalną temperaturą 66,8 ° C (152,2 ° F) zarejestrowaną w pobliskim basenie Turpan w zachodnich Chinach.
Tymczasem najzimniejsza temperatura, jaką kiedykolwiek zarejestrowano na Ziemi, została zmierzona na radzieckiej stacji Wostok na płaskowyżu Antarktycznym. Dzięki pomiarom naziemnym temperatura osiągnęła historycznie niski poziom -89,2 ° C (-129 ° F) 21 lipca 1983 r. Analiza danych satelitarnych wykazała prawdopodobną temperaturę około -93,2 ° C (-135,8 ° F; 180,0 K), także na Antarktydzie, 10 sierpnia 2010 r. Jednakże odczyt ten nie został potwierdzony przez pomiary naziemne, a zatem poprzedni zapis pozostaje.
Wszystkie te pomiary oparto na odczytach temperatury, które zostały wykonane zgodnie ze standardem Światowej Organizacji Meteorologicznej. Zgodnie z tymi przepisami temperatura powietrza jest mierzona poza bezpośrednim działaniem promieni słonecznych - ponieważ materiały w termometrze i wokół niego mogą pochłaniać promieniowanie i wpływać na wykrywanie ciepła - a termometry powinny znajdować się 1,2 do 2 metrów nad ziemią.
Porównanie z innymi planetami:
Pomimo zmian temperatury w zależności od pory dnia, pory roku i lokalizacji, temperatury Ziemi są niezwykle stabilne w porównaniu z innymi planetami w Układzie Słonecznym. Na przykład w przypadku Merkurego temperatury wahają się od stopionego gorąca do bardzo zimnego, ze względu na jego bliskość do Słońca, brak atmosfery i jego powolną rotację. Krótko mówiąc, temperatura może osiągnąć do 465 ° C po stronie skierowanej w stronę Słońca i spaść do -184 ° C po stronie odwróconej od Słońca.
Wenus, dzięki gęstej atmosferze dwutlenku węgla i dwutlenku siarki, jest najgorętszą planetą w naszym Układzie Słonecznym. W najgorętszych warunkach może regularnie osiągać temperaturę do 460 ° C. Tymczasem średnia temperatura powierzchni Marsa wynosi -55 ° C, ale Czerwona Planeta doświadcza również pewnej zmienności, z temperaturami sięgającymi od 20 ° C na równiku w południe do tak niskich jak -153 ° C na biegunach.
Średnio jest jednak znacznie chłodniejszy niż Ziemia, znajdując się tuż przy zewnętrznej krawędzi strefy mieszkalnej i ze względu na cienką atmosferę - co nie wystarcza do zatrzymania ciepła. Ponadto temperatura jego powierzchni może się różnić nawet o 20 ° C z powodu mimośrodowej orbity Marsa wokół Słońca (co oznacza, że jest ona bliżej Słońca w niektórych punktach na orbicie niż w innych).
Ponieważ Jowisz jest gazowym gigantem i nie ma stałej powierzchni, dokładna ocena jego „temperatury powierzchni” jest niemożliwa. Ale pomiary wykonane ze szczytu chmur Jowisza wskazują na temperaturę około -145 ° C. Podobnie, Saturn jest raczej zimną gazową gigantyczną planetą o średniej temperaturze -178 ° C. Ale z powodu nachylenia Saturna półkule południowa i północna są ogrzewane inaczej, powodując sezonowe zmiany temperatury.
Uran jest najzimniejszą planetą w naszym Układzie Słonecznym, z najniższą zarejestrowaną temperaturą -224 ° C, podczas gdy temperatury w górnej atmosferze Neptuna sięgają nawet -218 ° C. Krótko mówiąc, Układ Słoneczny uruchamia gambit od ekstremalnego zimna do ekstremalnie gorącego, z dużą ilością wariancji i tylko w kilku miejscach, które są wystarczająco umiarkowane, aby utrzymać życie. I ze wszystkich tych, wydaje się, że tylko planeta Ziemia zachowuje ostrożną równowagę niezbędną do jej trwałego utrzymania.
Wariacje w całej historii:
Szacunki dotyczące średniej temperatury powierzchni Ziemi są nieco ograniczone ze względu na fakt, że temperatury odnotowano dopiero w ciągu ostatnich dwustu lat. Tak więc w całej historii odnotowane wzloty i upadki były bardzo zróżnicowane. Skrajny przykład tego miałby miejsce we wczesnej historii Układu Słonecznego, jakieś 3,75 miliarda lat temu.
W tym czasie Słońce jest o około 25% słabsze niż obecnie, a ziemska atmosfera wciąż się formuje. Niemniej jednak, według niektórych badań, uważa się, że pierwotna atmosfera Ziemi - ze względu na jej stężenie metanu i dwutlenku węgla - mogła utrzymać temperaturę powierzchni powyżej zera.
Ziemia również ulegała okresowym zmianom klimatu w ciągu ostatnich 2,4 miliarda lat, w tym pięciu głównych epok lodowcowych - znanych odpowiednio jako Huron, Kriogen, Sahara Andyjska, Karoo i Plioceńsko-czwartorzędowe. Obejmowały one okresy lodowcowe, w których gromadzenie się śniegu i lodu zwiększało powierzchnię albedo, więcej energii Słońca odbijało się w przestrzeni, a planeta utrzymywała niższą atmosferyczną i średnią temperaturę powierzchni.
Okresy te zostały oddzielone „okresami międzyglodowcowymi”, w których wzrosty gazów cieplarnianych - takich jak te uwalniane przez aktywność wulkaniczną - podniosły globalną temperaturę i spowodowały odwilż. Proces ten, znany również jako „globalne ocieplenie”, stał się źródłem kontrowersji we współczesnym wieku, w którym ludzka agencja stała się dominującym czynnikiem zmian klimatu. Dlatego niektórzy geolodzy używają terminu „antropocen” w odniesieniu do tego okresu.
Dzięki rosnącemu stężeniu CO² i innych gazów cieplarnianych, które są generowane przez działalność człowieka, średnie temperatury powierzchni stale rosną od połowy XX wieku. Od kilku dziesięcioleci NASA notuje średnie wzrosty temperatury powierzchni w Obserwatorium Ziemi.
Temperatury wewnętrzne:
Mówiąc o temperaturach planet, istnieje zasadnicza różnica między tym, co jest mierzone na powierzchni, a warunkami panującymi we wnętrzu planety. Zasadniczo temperatura staje się niższa wraz z oddalaniem się od jądra, co wynika z wewnętrznego ciśnienia planety, które stopniowo zmniejsza ojca. I chociaż naukowcy nigdy nie wysłali sondy do rdzenia naszej planety w celu uzyskania dokładnych pomiarów, dokonano różnych szacunków.
Na przykład uważa się, że temperatura wewnętrznego rdzenia Ziemi wynosi aż 7000 ° C, podczas gdy zewnętrzny rdzeń ma wynosić między 4000 a 6000 ° C. Tymczasem płaszcz, region leżący tuż poniżej zewnętrznej skorupy ziemskiej, szacuje się na około 870 ° C. I, oczywiście, temperatura ciągle się ochładza wraz ze wzrostem atmosfery.
Ostatecznie temperatury różnią się znacznie na każdej planecie w naszym Układzie Słonecznym, z powodu wielu czynników. Ale z tego, co możemy powiedzieć, Ziemia jest sama w tym, że doświadcza zmian temperatury wystarczająco małych, aby osiągnąć stopień stabilności. Zasadniczo jest to jedyne znane nam miejsce, w którym jest wystarczająco ciepłe i wystarczająco chłodne, aby utrzymać życie. Wszędzie jest zbyt ekstremalnie!
Magazyn kosmiczny zawiera artykuły na temat temperatury Ziemi i temperatury planet. Oto kilka interesujących faktów na temat planety Ziemia oraz artykuł o tym, dlaczego Ziemia ma pory roku.
Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji na temat Ziemi, zapoznaj się z Przewodnikiem eksploracji Układu Słonecznego NASA na Ziemi. A oto link do Obserwatorium Ziemi NASA.
Aby uzyskać więcej informacji, wypróbuj śledzenie temperatury na Ziemi i sezonowe cykle temperatur.
Nagraliśmy także odcinek Astronomy Cast o planecie Ziemia. Posłuchaj tutaj, odcinek 51: Ziemia.
