Б. Т. Тошмухамедов ўзбекистон Республикаси Олий ва ўрта

1.4. Ернинг шакли ва ҳажми

Ер ҳажми ва массаси жиҳатидан катта сайёралар ичида бешинчи ўринда туради. Ер ҳаёт борлиги билан Қуёш системасида бошқа сайёралардан фарқ қилади. Бироқ ҳаёт–материя тараққиётининг табиий босқичидир, шу сабабли Ерни коинотнинг ҳаёт мавжуд бўлган ягона космик қисми, ҳаётнинг Ердаги шаклларини эса мавжудотнинг ягона шакллари деб бўлмайди.

Ҳозирги замон космогония назарияларига кўра, Ер Қуёш атрофидаги фазода газ-чанг ҳолатда бўлган кимёвий элементларнинг гравитацион конденсацияланиши (бир-бирига қўшилиши) йўли билан – 4,5 млрд йил муқаддам пайдо бўлган. Ер таркиб топиб бораётган вақтда радиоактив элементларнинг парчаланиш натижасида ажралиб чиқадиган иссиқлик ҳисобига Ернинг ички қисми аста-секин қизиб, Ер моддасининг дифференцияланишига олиб келган, оқибатда Ер концентрик жойлашган турли қатламлар – кимёвий таркиби, агрегат ҳолати ва физик хоссалари жиҳатидан бир-биридан фарқ қиладиган геосфералар ҳосил қилган. Марказда Ер ядроси ҳосил бўлган, унинг атрофини мантия ўраб олган. Моддалар эриб суюқланганда мантиядан энг енгил ва осон эрийдиган компонентлар ажралиб чиққан, шундай қилиб, мантия устида Ер пўсти вужудган келган. Ернинг ана шу ички геосфералари (Ер юзасидан марказигача бўлган қисми) “қаттиқ” Ер деб аталади. “Қаттиқ” Ердан ташқарида ташқи геосфералар - сув сфераси (гидросфера) ва ҳаво сфераси (атмосфера) жойлашган.
Ер юзасининг катта қисмини Дунё океани эгаллайди (361,1 млн км² ёки 70,8%), қуруқлик 149,1 млн. км² (19,6%)ни ташкил этади. Қуруқлик олтита катта материк ва кўпдан-кўп ороллардан иборат.
Шу материклардан Евросиё икки қитъага: Европа ва Осиёга бўлинади, 2 та Америка материги эса бир қитъа ҳисобланади, баъзан Тинч океан ороллари Океания қитъаси деб аталади ва унга Австралия ҳам қўшилади. Материклар дунё океанини Тинч, Атлантика, Ҳинд ва Тинч океанларининг Антарктида ёнидаги қисмларини Жанубий океан деб алоҳида ажратадилар.
Ернинг Шимолий ярим шари, асосан, материклардан (қуруқлик 39%), Жанубий ярим шари – океанлардан (қуруқлик атиги 19%) иборат. Ғарбий ярим шарнинг кўп қисми сув, Шарқий ярим шарнинг кўп қисми эса қуруқликдир.
Ернинг энг баланд нуқтаси билан энг паст нуқтаси орасидаги фарқ қариб 2 км га етади, дунёдаги энг баланд Жомолунгма чўққиси (Ҳимолай тоғларида) 8848 м бўлса, энг чуқур сув ости ботиғи (Тинч океанида) 11022 м дир.
Ер гравитацион (тортиш), магнит ва электр майдонларига эга. Ернинг гравитацион кучи Ой ва сунъий йўлдошларни Ер усти рельефининг кўп хусусиятлари, дарёлар оқими, музликлар силжиши ва бошқа жараёнлар ҳам гравитацион майдон оқибатидир.
Магнит майдони Ер ядросидаги модданинг мураккаб ҳаракатидан келиб чиқади. Ернинг электр майдони ҳам магнит майдони билан чамбарчас боғлиқ. Атмосфера ва магнитосфераларда бирламчи космик факторлар катта ўзгаришга учрайди. Космик нурлар, Қуёш шамоли, Қуёшнинг рентген, ультрабинафша, оптик ва радио нурлари ютилади, ва бошқа ўзгаришларга учрайди, бу эса Ер юзасидаги жараёнлар учун муҳим аҳамиятга эга. Магнитосфера ва хусусан, атмосфера электромагнит ва корпускуляр радиациянинг кўп қисмини тутиб қолиб, унинг ҳалокати таъсиридан тирик организмларни сақлайди.
Ер Қуёшдан 1,7∙10¹⁷ ж/сек миқдорида нур энергияси олади, лекин унинг атиги 50% игина Ер юзасигача етиб келади ва Ер юзасидаги кўпчилик жараёнларнинг энергия манбаи бўлиб хизмат қилади.
Ер юзаси, гидросфера, шунингдек, атмосфера ва Ер пўстининг Ер юзасига яқин қатламлари географик қобиқ ёки ланшафт қобиғи деган умумий ном билан аталади. Ҳаёт географик қобиқда пайдо бўлган. Тирик модда геологик куч ҳам бўлиб, географик қобиқни тубдан ўзгартириб юборган. Ҳаёт ва биоген маҳсулотлар тарқалган сфера биосфера деб аталадиган бўлди.
Ер, унинг шакли, тузилиши, ва коинотда тутган ўрни тўғрисидаги ҳозирги билимлар узоқ даврлар давомидаги изланишлар жараёнида таркиб топган. Қадимги одамлар Ернинг шаклини турлича тасаввур қилганлар. Мас. Ўрта Осиёда ерни ясси деб ўйлаганлар. Бироқ олимлар бундан 3 минг йил олдинроқ Ернинг шар шаклида эканлигини пайқаганлар. Лекин кўпчилик олимлар Ерни дунёнинг маркази деб ҳисоблаган. Ер шар шаклида, у ўз ўқи атрофида айланади деган назариялар ўрта асрларда бутунлай рад этилди ва шакоклик деб топилди.

Расм 4. Ернинг ички тузулиши.

XVII-аср бошларида И.Кеплер томонидан планеталар ҳаракати қонун кашф этилиб, 1687 йилда Ньютон томнидан бутун дунё тортилиш қонуни исбот қилинганидан сўнг гелиоцентрик система назарияси узил-кесил қарор топди. “Қаттиқ” Ер структураси, асосан, XX-асрда сейсмология ютуқлари туфайли аниқланди.
Элементларнинг радиоактив парчаланиши кашф этилгач, кўпгана фундаментал концепцияларни қайта қуриб чиқишга тўғри келди. Жумладан Ер энг аввал суюқ олов эди, деган тушунча ўрнига Ер қаттиқ совуқ зарралардан вужудга келган деган назария пайдо бўлди. Тоғ жинслари абсолют ёшини аниқлашнинг радиоактив усуллари ишлаб чиқилди. Бу эса Ер тарихи қанча давом этганини, Ер юзаси ва бағридаги жараёнларнинг тезлигини аниқлаш имконини берди.
XX-асрнинг иккинчи ярмида ракета ва сунъий йўлдошлардан фойдаланиб, атмосферанинг юқори қатламлари ва магнитосфера ҳақида тасаввурлар шаклланади.
Ернинг массаси 5976∙10²¹ кг, бу эса Қуёш массасининг 1/330000 қисмига тенг. Қуёшнинг тортиш кучи таъсирида Ер, Қуёш системасидаги бошқа жинслар каби, Қуёш атрофида доиралардан жуда оз фарқ қиладиган эллиптик орбита бўйлаб айланади. Қуёш Ернинг эллиптик орбитаси фокусларидан бирида туради. Шунинг учун ҳам Ер билан Қуёш орбитасидаги масофа йил давомида 147,117 млн км. (перигелийда) 152,083 млн.км гача (афрелийда) ўзгариб туради. Ер орбитасининг 149,6 млн. км га тенг катта ярим ўқи Қуёш системасида масофаларни ўлчашда бирлик деб қабўл қилинган. Ернинг орбита бўйлаб қиладиган ҳаракат тезлиги ўрта ҳисобда 29,765 км/сек бўлиб, 30,27 км/сек дан (перегелийда) 29,27 км/сек гача (афелийда) ўзгариб туради. Ер Қуёш билан бирга Галактика маркази ҳам айланади, галактик айланиш даври 200 млн. йилга яқин вақтга тенг, ҳаракатнинг ўртача тезлиги 250 км/сек. Энг яқин юлдузларга нисбатан Қуёш Ер билан биргаликда Геркулес юлдузлар туркумига томон 19,5 км/сек тезликда ҳаракат қилади.
Ернинг Қуёш атрофида айланиш даври йил деб аталади, ва Ер ҳаракати осмон сферасининг қайси нуқтасига нисбатан олинишига қараб, йил ҳар хил бўлади. Баҳорги кун-тун тенглиги нуқтаси орқали Қуёшнинг икки марта ўтадлиган даврга тенг бўлган айланиш вақти тропик йил деб аталади. Тропик йил эса календарга асос қилиб олинган ва 365,242 ўртача Қуёш суткасига тенг.
Бошқа сайёраларнинг тортиши таъсирида эклиптика текислигининг ҳолати ва Ер орбитасининг шакли млн. йиллар мобайнида секин ўзгаради. Бунда элиптиканинг Лаплас текислигига оғишганлиги 0° дан 2,9° гача Ер орбитаси эксцеитриситети эса 0 дан 0,0167 гача ўзгаради. Ҳозирги замонда эксцеитриситет 0,0167 га тенг бўлиб, йилига 4·10^-7 дан камая боради. Шимолий қутб устидан туриб Ер шарига қаралса, Ернинг орбита бўйлаб соат стрелкасига тескари йўналишда айланаётганини кўриш мумкин бўлар эди. Гравитация, Ернинг ўз ўқи атрофида айланиши натижасида юзага келадиган марказдан қочма куч, шунингдек, релеф ҳосил қилувчи ички ва ташқи кучлар таъсири билан Ер мураккаб шаклга кирган. Гравитацион потенциалнинг сатхий юзаси (яъни ҳамма нуқталарда шокул йўналишига перпендикуляр бўлган ва океан сатхига тўғри келадиган юза) таркибан Ер шакли деб қабўл қилинган (бунда океанларди тўлқин, сув кўтарилиши, оқим атмосфера босими таъсирида сув сатҳининг ўзгариб туриши эътиборга олинмайди). Бу эса геоид деб аталади. Ана шу билан чегараланган ҳажм Ер ҳажми ҳисобланади (материкларнинг денгиз сатҳидан юқори жойлашган қисмларининг ҳажми бунга кирмайди). Геодезия, картоғрафия ва бошқаларда бир қанча илмий ва амалий масалаларни ҳал қилиш учун Ер эллипсоиди Ер шакли деб қабул қилинади. Ер эллипсоиди параметрларини, Ердаги ҳолатини, шунингдек, Ернинг гравитацион майдонини билиш сунъий космик жисмларнинг ҳаракат қонунларини ўрганадиган астродинамикада катта аҳамиятга эга.
Ернинг айланиш ўқи эклептика текислигига туширилган перпендикулярдан 23⁰26,5' оғишгандир (XX-аср ўрталарида); Ҳозир бу бурчак йилига 0,47'' дан кичрайиб бормоқда. Ер Қуёш атрофида орбита бўйлаб ҳаракат қилганда унинг айланиш ўқи фазода доимий йўналишни деярли сақлайди. Бу эса йил фаслларини ҳосил қилади. Ернинг ўз ўқи атрофида айланиш натижасида кун ва тун ҳосил бўлади. Ернинг ўз ўқи атрофида бир марта айланиш даври сутка дейилади. Ой, Қуёш ва сайёраларнинг гравитацион таъсири остида Ер ўқи қиялиги ва орбитаси эксйентриситетнинг узоқ давом этадиган даврий ўзгаришлари юзага келади, бу эса иқлимнинг кўп асрлар давомида ўзгариб қолишига сабаб бўлади.
Ой ва Қуёш тортиши (пролив) таъсирида Ернинг айланиш даври мунтазам равишда ортиб бормоқда. Ойнинг тортиши атмосфера, сув қобиғи ва «қаттиқ» Ерда ҳам деформацияларни юзага келтиради. Ой тортиши натижасида Ер пўстидаги кўтарилиш-пасайиш амплитудаси 43 см га, очиқ океанда кўпи билан 2 м га етади; атмосфера эса босим бир неча юз н/м² (бир неча мм симоб устуни) гача ўзгаради. Кўтарилиш-пасайиш ҳаракатида рўй берадиган ишқаланиш таъсирида Ер-Ой системаси энергия йўқотади, ва ҳаракат миқдорининг моменти Ердан Ойга ўтади. Оқибатда Ернинг айланиши секинлашади. Ой эса Ердан узоқлашади. Ернинг ўз ўқи атрофида айланиш даври бир асрда ўртача ҳисобда бир неча м/сек ортиб бормоқда (500 млн. йил олдин сутка 20,8 соат бўлган). Ернинг айланиш тезлиги ҳаво массалари ва намликнинг мавсумий алмашиниб туриши натижасида йил давомида ҳам ўзгариб туради. Ер қутблари ботиқ (экватор атрофи массаси каттароқ) бўлганидан ва Ой орбитаси Ер экватори текислигида етганлигидан Ойнинг тортиши прецессияни вужудга келтиради, яъни Ер ўқи фазода секин бурулиб боради (26 минг йилда бир марта тўлиқ айланади). Бу ҳаракатга ўқ йўналишининг даврий тебранишлари - мутация ҳам қўшилиб кетади (асосий даври 18,6 йил). Айланиш ўқининг Ер танасига нисбатан ҳолати даврий равишда ҳам (бунда қутблар ўрта ҳолатдан 10-15 м оғади), асрлар давомида ҳам ўзгариб туради (шимолий қутбнинг ўртача ҳолати Шимолий Америка томонга йилига 11 см дан сурилиб боради).