เท่าที่เราทราบ โลกเป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวที่สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ โลก บ้านของเราเป็นดาวเคราะห์ที่สวยที่สุดในระบบสุริยะทั้งหมด ดูเหมือนอัญมณีสีฟ้าสดใสที่มีเมฆสีขาวพร่างพรายเหนือพื้นผิวสีน้ำเงิน เขียว และน้ำตาล โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงที่สามจากดวงอาทิตย์ โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวที่มีดวงจันทร์ดวงเดียว ดวงจันทร์ของเราเป็นวัตถุที่สว่างที่สุดและคุ้นเคยที่สุดในท้องฟ้ายามค่ำคืน เป็นดาวเทียมธรรมชาติเพียงดวงเดียวของเรา โลกไม่มีวงแหวน ซึ่งแตกต่างจากดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ เช่น ดาวเสาร์และดาวพฤหัสบดี
โลกแตกต่างจากดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะด้วยปัจจัยสำคัญสองประการ:
ดาวเคราะห์โลกมีอายุประมาณ 5 พันล้านปี ชีวิตเริ่มต้นบนโลกเมื่อ 200 ล้านปีก่อน ดังนั้นสิ่งมีชีวิตจึงอยู่บนโลกมาช้านาน ชื่อ Earth มีอายุอย่างน้อย 1,000 ปี ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะทุกดวงได้รับการตั้งชื่อตามเทพเจ้ากรีกหรือโรมัน แต่อย่างน้อยหนึ่งพันปีมาแล้ว บางวัฒนธรรมได้อธิบายโลกของเราโดยใช้คำภาษาเยอรมันว่า "โลก" ซึ่งแปลว่า "พื้นดิน" คุณรู้หรือไม่ว่าครั้งหนึ่งเราเคยมีแฝด? นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามีดาวเคราะห์ 2 ดวงโคจรร่วมกันเป็นเวลาหลายล้านปีจนกระทั่งชนกันในคราวเดียว โลกดูดกลืน Theia จากการชนกันและได้รับแรงโน้มถ่วงที่เราใช้กันอยู่ทุกวันนี้
ขนาดและระยะทาง
โลกมีรัศมี 3,959 ไมล์ มันเป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่เป็นอันดับห้าในระบบสุริยะของเรา มีขนาดใหญ่กว่าดาวศุกร์เพียงเล็กน้อย และเป็นดาวเคราะห์ชั้นในที่เป็นหินหรือเป็นหินที่ใหญ่ที่สุดและหนาแน่นที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ชั้นในทั้งสี่ดวงในระบบสุริยะ
ด้วยระยะทางเฉลี่ย 93 ล้านไมล์ (150 ล้านกิโลเมตร) โลกอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์หนึ่งหน่วยทางดาราศาสตร์พอดี เพราะหนึ่งหน่วยดาราศาสตร์คือระยะทางจากดวงอาทิตย์ถึงโลก หน่วยดาราศาสตร์ใช้ในการวัดระยะทางทั่วทั้งระบบสุริยะ เป็นวิธีที่ง่ายในการเปรียบเทียบระยะห่างของดาวเคราะห์จากดวงอาทิตย์อย่างรวดเร็ว ตัวอย่างเช่น ดาวพฤหัสบดีอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 5.2 หน่วยดาราศาสตร์ และดาวเนปจูนอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 30.07 หน่วยดาราศาสตร์
ในการวัดระยะทางไกล นักดาราศาสตร์ใช้ 'ปีแสง' หรือระยะทางที่แสงเดินทางในหนึ่งปีโลก ซึ่งเท่ากับ 63, 239 หน่วยดาราศาสตร์ ตัวอย่างเช่น Proxima Centauri ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด อยู่ห่างจากโลก 4.25 ปีแสง ใช้เวลาประมาณแปดนาทีกว่าที่แสงจากดวงอาทิตย์จะมาถึงโลกของเรา
วงโคจรของโลก
เช่นเดียวกับเทห์ฟากฟ้าอื่นๆ ในระบบสุริยะ โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์เช่นกัน วงโคจรของโลกคือวิถีที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ วงโคจรของโลกไม่ได้เป็นวงกลมที่สมบูรณ์แบบ มันมีรูปร่างเหมือนวงรีหรือวงรี ในช่วงเวลาหนึ่งปี โลกเคลื่อนเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ในบางครั้งและบางครั้งก็ออกห่างจากดวงอาทิตย์ การเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ใกล้โลกที่สุดเรียกว่าจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด (perihelion) เกิดขึ้นในช่วงต้นเดือนมกราคม และอยู่ห่างประมาณ 91 ล้านไมล์ (146 ล้านกิโลเมตร) ซึ่งน้อยกว่า 1 หน่วยดาราศาสตร์ สิ่งนี้เกิดขึ้น 2 สัปดาห์หลังจากครีษมายันซึ่งเป็นฤดูหนาวในซีกโลกเหนือ ส่วนที่ไกลจากดวงอาทิตย์ที่สุดที่โลกเรียกว่า aphelion จะมาในต้นเดือนกรกฎาคมและอยู่ห่างประมาณ 94.5 ล้านไมล์ (152 ล้านกิโลเมตร) มากกว่า 1 หน่วยดาราศาสตร์ สิ่งนี้เกิดขึ้น 2 สัปดาห์หลังจากเดือนมิถุนายนครีษมายันเมื่อซีกโลกเหนือกำลังเพลิดเพลินกับฤดูร้อนที่อบอุ่น
การเอียงของแกนโลก
คุณรู้หรือไม่ว่า Earth มีชื่อว่า? โลกเอียงไปด้านใดด้านหนึ่งเล็กน้อย แกนโลกเป็นเส้นสมมุติที่ลากจากขั้วโลกเหนือไปยังขั้วโลกใต้ โลกหมุนรอบแกนที่เอียง แกนการหมุนของโลกเอียง 23.4 องศาเมื่อเทียบกับระนาบการโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ และเนื่องจากการเอียงนี้ เราจึงสัมผัสกลางวัน/กลางคืนและสี่ฤดูกาลทั้งปี
การหมุน
การเคลื่อนที่แบบหมุนของโลกเรียกว่าการหมุน ต้องขอบคุณการหมุนของโลก ณ ช่วงเวลาหนึ่ง เราทุกคนเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 1,674 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ทำให้เกิดวงจรของกลางวันและกลางคืน โลกหมุนรอบแกนของมันเสร็จสิ้นในเวลาประมาณ 24 ชั่วโมง เราเรียกช่วงเวลานี้ว่า วันคุ้มครองโลก ในหนึ่งวัน โลกครึ่งหนึ่งจะหันไปทางดวงอาทิตย์เสมอ และอีกครึ่งหนึ่งจะหันหน้าออกห่างจากดวงอาทิตย์ เป็นเวลากลางวันที่ส่วนของโลกซึ่งหันเข้าหาดวงอาทิตย์ และเป็นเวลากลางคืนที่ส่วนของโลกที่หันออกจากดวงอาทิตย์ เส้นสมมุติที่แบ่งด้านกลางวันของโลกออกจากด้านกลางคืนเรียกว่าเทอร์มิเนเตอร์
การปฎิวัติ
การเคลื่อนที่ของโลกรอบดวงอาทิตย์ในเส้นทางที่แน่นอนเรียกว่าการปฏิวัติ โลกหมุนจากตะวันตกไปตะวันออก กล่าวคือ ในทิศทวนเข็มนาฬิกา โลกทำการปฏิวัติรอบดวงอาทิตย์ทุก ๆ 365.25 วัน หรือหนึ่งปี ไตรมาสที่เกินมานั้นสร้างความท้าทายให้กับระบบปฏิทินของเรา ซึ่งนับหนึ่งปีเป็น 365 วัน เพื่อให้ปฏิทินประจำปีของเราสอดคล้องกับวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ ทุก ๆ สี่ปีเราจะเพิ่มวัน วันนั้นเรียกว่าวันอธิกสุรทิน และปีที่เพิ่มเข้ามาเรียกว่าปีอธิกสุรทิน
เมื่อโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ การเอียงของมันทำให้เกิดฤดูกาล เป็นฤดูร้อนในส่วนที่โลกเอียงเข้าหาดวงอาทิตย์ เป็นฤดูหนาวในส่วนที่โลกเอียงออกจากดวงอาทิตย์ ในช่วงเวลานี้ของปี ซีกโลกเหนือจะเอียงเข้าหาดวงอาทิตย์ และซีกโลกใต้จะเอียงออกไป เมื่อดวงอาทิตย์อยู่สูงขึ้นไปบนท้องฟ้า ความร้อนจากแสงอาทิตย์จะมากขึ้นในซีกโลกเหนือซึ่งทำให้เกิดฤดูร้อนที่นั่น การให้ความร้อนจากแสงอาทิตย์โดยตรงน้อยลงทำให้เกิดฤดูหนาวในซีกโลกใต้ หกเดือนต่อมา สถานการณ์กลับตรงกันข้าม ซีกโลกที่เอียงเข้าหาดวงอาทิตย์มีเวลากลางวันมากกว่าซีกโลกที่เอียงออกจากดวงอาทิตย์ การรวมกันของรังสีโดยตรงและแสงแดดหลายชั่วโมงทำให้พื้นผิวร้อนกว่าช่วงเวลาอื่นของปี
ทุกๆ 2 วันในแต่ละปี ดวงอาทิตย์จะโคจรไปไกลสุดทางเหนือหรือใต้ของเส้นศูนย์สูตร แต่ละวันนี้เรียกว่าอายัน โดยปกติจะเกิดขึ้นประมาณวันที่ 21 มิถุนายน (ครีษมายัน) และวันที่ 21 ธันวาคม (เหมายัน) วันนี้เรียกว่าอายัน ในครีษมายันเหล่านี้ แสงของดวงอาทิตย์จะส่องโดยตรงไปยังหนึ่งในสองเขตร้อน ในช่วงเดือนมิถุนายน (ฤดูร้อน) ครีษมายัน รังสีของดวงอาทิตย์จะส่องตรงไปยังทรอปิกออฟกรกฎ ในช่วงธันวาคม (ฤดูหนาว) ครีษมายัน แสงจากดวงอาทิตย์จะส่องมาที่ Tropic of Capricorn
ในขณะที่โลกเคลื่อนที่ไปรอบวงโคจรของมัน มันจะถึงจุดสองจุดในระหว่างปีที่การเอียงของแกนของมันทำให้มันตรงเมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์ ไม่มีซีกโลกใดที่เอียงเข้าหาดวงอาทิตย์ สิ่งนี้จะเกิดขึ้นในช่วงฤดูใบไม้ร่วงและฤดูใบไม้ผลิ ในสองวันนั้น พระอาทิตย์เที่ยงวันจะอยู่เหนือเส้นศูนย์สูตรโดยตรง แต่ละวันเรียกว่าวันวิษุวัต ซึ่งแปลว่า "คืนเท่ากัน" ในช่วงวิษุวัต ความยาวของกลางคืนและกลางวันจะเท่ากัน ซึ่งจะเกิดขึ้นประมาณวันที่ 20 มีนาคมและ 22 กันยายน
สุริยจักรวาลกับวันดาวฤกษ์
วันดาวฤกษ์เป็นเวลาที่โลกหมุนรอบแกนของมันเพื่อให้ดาวที่อยู่ห่างไกลปรากฏในตำแหน่งเดียวกันบนท้องฟ้า เป็นเวลาประมาณ 23.9344696 ชั่วโมง วันสุริยคติเป็นเวลาที่โลกหมุนรอบแกนเพื่อให้ดวงอาทิตย์ปรากฏในตำแหน่งเดิมบนท้องฟ้า วันดาวฤกษ์สั้นกว่าวันสุริยคติ 4 นาที นี่คือ 24 ชั่วโมง
โครงสร้างของโลก
นักวิทยาศาสตร์ศึกษาคลื่นไหวสะเทือนเพื่อทำความเข้าใจโครงสร้างภายในของโลก คลื่นไหวสะเทือนมี 2 ประเภท คือ คลื่นเฉือนและคลื่นความดัน คลื่นที่ไม่เคลื่อนที่ผ่านของเหลวเรียกว่าคลื่นเฉือน คลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านทั้งของเหลวและของแข็งเรียกว่าคลื่นความดัน คลื่นเหล่านี้แสดงให้เห็นว่ามีสามชั้นภายในโลก – เปลือกโลก เนื้อโลก และแกนกลาง สิ่งเหล่านี้จำแนกตามประเภทของหินและแร่ธาตุที่ประกอบขึ้น นอกจากนี้ แต่ละชั้นของโลกยังมีคุณสมบัติเฉพาะตัวตามองค์ประกอบและความลึก
เปลือกโลกเป็นชั้นนอกสุดและบางที่สุดของพื้นผิวโลก อุณหภูมิของเปลือกโลกอยู่ที่ประมาณ 22°C และเป็นของแข็ง เปลือกโลกแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ เปลือกโลกมหาสมุทร (สีมา) และเปลือกโลกภาคพื้นทวีป (sial) แผ่นดินเกิดจากเปลือกโลกซึ่งมีความหนา 22 ไมล์ และส่วนใหญ่ทำจากหินที่เรียกว่าหินแกรนิต หินตะกอน และหินแปร ชั้นใต้ก้นมหาสมุทรทำจากเปลือกโลกมหาสมุทร ซึ่งมีความหนาประมาณ 3 ถึง 6 ไมล์ และส่วนใหญ่ทำจากหินที่เรียกว่าหินบะซอลต์
แมนเทิลคือชั้นที่อยู่ด้านล่างของเปลือกโลกคือแมนเทิล เสื้อคลุมมีทั้งส่วนที่เป็นของแข็งและของเหลว แมนเทิลเป็นชั้นที่ใหญ่ที่สุดภายในโลก ทอดยาวประมาณ 1,800 ไมล์ ส่วนประกอบของเนื้อโลกไม่แตกต่างจากเปลือกโลกมากนัก องค์ประกอบในนั้นส่วนใหญ่เหมือนกันเพียงแต่มีแมกนีเซียมมากขึ้นและมีอลูมิเนียมและซิลิกอนน้อยลง ความร้อนที่เพิ่มขึ้นทำให้หินในเนื้อโลกละลายกลายเป็นหินหนืด
แกนกลางคือชั้นในสุดของโลก แกนโลกแบ่งออกเป็น 2 ชั้น คือชั้นในและชั้นนอก ทั้งชั้นนอกและชั้นในของแกนประกอบด้วยเหล็กและนิเกิล แต่ชั้นนอกเป็นของเหลวและชั้นในเป็นของแข็ง
พื้นผิวโลก
เช่นเดียวกับดาวอังคารและดาวศุกร์ โลกมีภูเขาไฟ ภูเขา และหุบเขา ธรณีภาคของโลกซึ่งประกอบด้วยเปลือกโลกและเนื้อโลกส่วนบน แบ่งออกเป็นแผ่นเปลือกโลกขนาดใหญ่ที่เคลื่อนที่ตลอดเวลา แผ่นเปลือกโลกมีลักษณะเหมือนผิวโลกและเรียกอีกอย่างว่าแผ่นเปลือกโลก ใต้ธรณีสเฟียร์โดยตรงเป็นอีกชั้นหนึ่งที่เรียกว่าแอสเทโนสเฟียร์ เป็นพื้นที่ไหลของหินหลอมเหลว ใจกลางโลกปล่อยความร้อนและการแผ่รังสีออกมาอย่างต่อเนื่อง ซึ่งทำให้หินร้อนและหลอมละลาย แผ่นเปลือกโลกกำลังลอยอยู่บนหินหลอมเหลวและเคลื่อนที่ไปรอบโลก มันเหมือนน้ำแข็งที่ลอยอยู่บนโซดาของคุณ เมื่อแผ่นทวีปและแผ่นเปลือกโลกเปลี่ยนตำแหน่ง เรียกว่า การเคลื่อนตัวของทวีป แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนตัวอยู่ตลอดเวลา เมื่อเราพูดว่าเคลื่อนที่ตลอดเวลา เราหมายถึงหน่วยเซนติเมตรในแต่ละปี คุณไม่สามารถรู้สึกได้ยกเว้นเมื่อเกิดแผ่นดินไหว
บรรยากาศ
บนโลกนี้ เราได้รับการปกป้องโดยชั้นอากาศที่ปกคลุมโลกทั้งหมด เป็นเหมือนเกราะกำบังเราจากรังสีที่เป็นอันตรายของดวงอาทิตย์ ชั้นอากาศนี้ประกอบด้วยก๊าซต่างๆ ชั้นบรรยากาศของโลกมีความหนาประมาณ 300 ไมล์ (480 กิโลเมตร) แต่ส่วนใหญ่อยู่ห่างจากพื้นผิวไม่เกิน 10 ไมล์ (16 กิโลเมตร) ความกดอากาศจะลดลงตามระดับความสูง นอกจากนี้ยังมีออกซิเจนน้อยลงในการหายใจในระดับความสูงที่สูงขึ้น
ใกล้พื้นผิวโลกมีชั้นบรรยากาศที่ประกอบด้วยไนโตรเจน 78 เปอร์เซ็นต์ ออกซิเจน 21 เปอร์เซ็นต์ และก๊าซอื่น ๆ อีก 1 เปอร์เซ็นต์ เช่น อาร์กอน คาร์บอนไดออกไซด์ และนีออน สูงเหนือพื้นโลก ชั้นบรรยากาศจะเบาบางลงเรื่อยๆ จนไปถึงอวกาศ
บรรยากาศส่งผลกระทบต่อสภาพอากาศในระยะยาวของโลกและสภาพอากาศในท้องถิ่นในระยะสั้น และปกป้องเราจากรังสีอันตรายที่มาจากดวงอาทิตย์ นอกจากนี้ยังปกป้องเราจากอุกกาบาต ซึ่งส่วนใหญ่เผาไหม้ในชั้นบรรยากาศ มองเห็นเป็นอุกกาบาตในท้องฟ้ายามค่ำคืน ก่อนที่พวกมันจะกระทบพื้นผิวเป็นอุกกาบาต มันดักจับความร้อน ทำให้โลกมีอุณหภูมิที่สบาย และออกซิเจนในบรรยากาศของเราเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับชีวิต
ชั้นบรรยากาศแบ่งออกเป็น 5 ชั้น ได้แก่ โทรโพสเฟียร์ สตราโตสเฟียร์ เมโซสเฟียร์ เทอร์โมสเฟียร์ และเอ็กโซสเฟียร์
ในช่วงศตวรรษที่ผ่านมา มลพิษทางอากาศ เช่น ก๊าซเรือนกระจกที่ปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศได้ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางภูมิอากาศ เช่น ฝนกรด ภาวะโลกร้อน และหลุมโอโซน ซึ่งกำลังคุกคามศักยภาพของสิ่งมีชีวิตบนโลกของเรา
แรงโน้มถ่วง
คุณเคยคิดไหมว่าทำไมลูกบอลถึงตกลงมาเมื่อคุณโยนมันขึ้นไปในอากาศ แทนที่จะเป็นแค่การพุ่งสูงขึ้นไปเรื่อยๆ เป็นเพราะ 'แรงโน้มถ่วง' หากไม่มีแรงโน้มถ่วง เราจะไม่สามารถอยู่บนผิวโลกได้ และจะตกลงจากพื้นผิวโลกทันทีและลอยหายไป แรงโน้มถ่วงเป็นแรงดึงดูดที่ดึงทุกอย่างเข้าด้วยกัน ยิ่งวัตถุมีขนาดใหญ่เท่าไรก็ยิ่งมีแรงดึงดูดมากเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าวัตถุขนาดใหญ่ เช่น ดาวเคราะห์และดาวฤกษ์มีแรงดึงดูดที่แรงกว่า
เซอร์ ไอแซก นิวตัน ค้นพบแรงโน้มถ่วงเมื่อ 300 ปีที่แล้ว เรื่องมีอยู่ว่านิวตันเห็นแอปเปิ้ลหล่นลงมาจากต้นไม้ เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น เขารู้ว่ามีแรงที่ทำให้มันเกิดขึ้น และเขาเรียกมันว่าแรงโน้มถ่วง แรงดึงดูดของวัตถุยังขึ้นอยู่กับว่าวัตถุนั้นอยู่ใกล้วัตถุอื่นมากน้อยเพียงใด ตัวอย่างเช่น ดวงอาทิตย์มีแรงโน้มถ่วงมากกว่าโลกมาก แต่เรายังคงอยู่บนพื้นผิวโลกแทนที่จะถูกดึงเข้าหาดวงอาทิตย์เพราะเราอยู่ใกล้โลกมากขึ้น แรงโน้มถ่วงยังเป็นแรงที่ทำให้โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์และช่วยให้ดาวเคราะห์ดวงอื่นอยู่ในวงโคจรด้วย น้ำขึ้นและน้ำลงในมหาสมุทรก็เกิดจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์เช่นกัน
และคุณรู้หรือไม่ว่าน้ำหนักของเราขึ้นอยู่กับแรงโน้มถ่วง? น้ำหนักคือการวัดแรงโน้มถ่วงที่ดึงวัตถุ ตัวอย่างเช่น แรงดึงดูดของโลกที่ดึงเราเข้าหาพื้นผิวโลกจะเป็นตัวกำหนดน้ำหนักของเรา ถ้าเราเดินทางไปยังดาวเคราะห์ดวงอื่น น้ำหนักของเราจะแตกต่างกันไป หากเราไปที่ดาวเคราะห์ที่เล็กกว่า เราจะมีน้ำหนักที่เบากว่า และถ้าเราไปสู่โลกที่ใหญ่ขึ้น เราก็จะมีน้ำหนักมากขึ้น แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์เท่ากับ 1/6 ของแรงโน้มถ่วงของโลก ดังนั้นวัตถุบนดวงจันทร์จะมีน้ำหนักเพียง 1/6 ของน้ำหนักบนโลก ดังนั้นหากคน/วัตถุมีน้ำหนัก 120 ปอนด์บนโลก ก็จะหนักประมาณ 20 ปอนด์บนดวงจันทร์
