Jorden

Jordens rotasjonstid, middelsoltiden, er rotasjonstiden i forhold til et fast punkt på stjernehimmelen (siderisk døgn). Tidevannsfriksjonen øker denne med 0,0016 sekund per århundre.

Ut fra studium av Månens bevegelse og ved hjelp av meget nøyaktige kvartsur og atomur er det mulig å påvise uregelmessigheter i Jordens rotasjon. Rotasjonstiden viser små periodiske årlige variasjoner, som tilskrives forandring med årstidene i bevegelser av luftmassene over jordoverflaten og avsmeltning av de polare snøkalottene (om våren er rotasjonstiden cirka 0,001 sekund lengre og om høsten cirka 0,001 sekund kortere enn middelen) langperiodiske variasjoner som blant annet skyldes klimaendringer (for eksempel istider) og små uregelmessige variasjoner som sannsynligvis til dels skyldes masseforskyvninger i Jordens indre.

Jordrotasjonen gjør at Jorden avviker litt fra kuleformen, og at tyngdekraften er mindre ved ekvator enn ved polene. For et menneske på 80 kilo er forskjellen 4 newton, vekten av 400 gram.

Alle bevegelser på jordoverflaten er påvirket av jordrotasjonen, men det er merkbart bare for store luft- og vannmengder, slike som sykloner, passater og monsuner og store havstrømmer og elver.

Den mest utbredte teorien er at Jorden og solsystemets øvrige planeter oppstod for cirka 4,5–5 milliarder år siden fra en kosmisk gass- og støvsky av samme type som de såkalte «globuler» som man kjenner mange av i Melkeveisystemet.

Ved kondensasjon ble støvskyen omformet til en roterende diskosformet skive hvor gass- og støvpartiklene ble konsentrert dels i sentrum (hvor Solen ble dannet), dels i mindre klumper som utviklet seg til planeter som alle roterer samme vei omkring Solen. Jorden (og de andre planetene) kan ikke ha vært særlig varm ved dannelsen, neppe høyere enn 1000–1500 °C. Ved denne temperaturen var de fleste stoffene faste. Bare noen få edelgasser var i gassform ved disse lavere temperaturene, og unnslapp derfor i stor grad ut i rommet. Jordens sammensetning er derfor preget av lave edelgasskonsentrasjoner, men ellers en grunnstoffsammensetning som ikke skiller seg meget fra solsystemet (og stjerner) for øvrig.

For å få skilt ut den tunge metalliske kjernen og den lette jordskorpen fra en opprinnelig kald, homogen klode, må Jorden ha gjennomgått en intens oppvarmingsfase, henimot smeltepunktet for jern. Energi til oppvarmingen kan stamme fra flere kilder, først og fremst spalting av radioaktive stoffer (særlig kaliumisotopen ⁴⁰K) og gravitasjonsenergi. Også Månen kan ha spilt en rolle blant annet ved at den tidligere gikk i en bane nærmere Jorden og derved skapte betydelig større tidevannsbølger.

Samlet bidrog de forskjellige mekanismene til å varme opp Jorden slik at denne gradvis differensierte. De tyngre stoffene sank inn mot Jordens sentrum og skapte kjernen, de lettere fant veien mot overflaten og dannet skorpematerialet. De eldste skorpebergartene har en alder på cirka 3,8 milliarder år. Også atmosfæren er i stor grad et produkt av en stadig «lekkasje» av flyktige stoffer (gasser, damp) fra Jordens indre. Fritt oksygen, som nå er en livsviktig bestanddel av atmosfæren, ble tilført gradvis, først og fremst gjennom cyanobakterienes og senere plantenes fotosyntese. De tidligste spor av liv (bakterier, alger) kan påvises 3,5–3,0 milliarder år tilbake. Den gradvise økningen av oksygeninnholdet i atmosfæren muliggjorde etter hvert en sterk utvikling av livsformer, først i havet og senere også på land.

For å studere Jordens indre oppbygning er man stort sett henvist til indirekte metoder. Selv de dypeste gruver og borehull når bare noen få kilometer ned i den ytre jordskorpen. Denne utgjør cirka 1 prosent av jordradien, og det gjenstår enda cirka 6 360 km til Jordens sentrum. Den viktigste av de indirekte metodene er studiet av jordskjelvbølgenes forplantning gjennom de forskjellige bergartene. Dette gir opplysninger om elastiske egenskaper og densitet (egenvekt) i forskjellige dyp, og har blant annet vist at gjennomsnittsdensiteten er meget større i dypet enn nær overflaten.

Studiet av meteoritter og våre naboplaneter i rommet, som antagelig er dannet av samme urmateriale som Jorden, eksperimenter og teoretiske fysikalsk-kjemiske betraktninger, supplert med geodetiske og magnetiske målinger og varmestrømsmålinger har også gitt verdifulle opplysninger om sammensetningen av Jorden. Sammensetningen av lavabergarter og deres inneslutninger (bruddstykker fra Jordens indre), har særlig bidratt til en nærmere kunnskap om Jordens mantel.

Den roterende, svakt sammentrykte jordkulen er bygd opp av en rekke konsentriske lag. Lagene, som blir tyngre og tyngre mot sentrum, kan grovt sett deles inn i tre: jordskorpen, mantelen (kappen) og kjernen.

1) Som grense mellom Asia og Europa regnes Uralfjellene, Uralelven, Det kaspiske hav og Kaukasus

• Fordeling av land og hav
• Densitet, trykk og temperatur
• Global geologi

• NASAs nettsider om Jorden