zem

Zem ako planéta vykonáva dosť komplikovaný pohyb, ktorý možno rozdeliť na tri hlavné zložky:
rotáciu, obiehanie a presúvanie (transláciu). Pod rotáciou rozumieme otáčanie Zeme okolo vlastnej osi raz za deň, obiehanie je planetárny pohyb po dráhe okolo Slnka raz za rok a translácia Zeme je prejavom obiehavého pohybu celej slnečnej sústavy okolo stredu Galaxie rýchlosťou asi 250 km/s, takže jeden obeh trvá približne 200 miliónov rokov.


Rotácia Zeme spôsobuje striedanie dňa a noci, vplýva na cirkuláciu atmosféry, pohyby oceánskych vôd a na ďalšie javy. Dôsledkom obežného pohybu Zeme okolo Slnka je striedanie ročných období s vplyvmi na živé organizmy a atmosferickú cirkuláciu. Translačný pohyb okolo stredu galaxie s periódou 200 miliónov rokov má vplyv na geologické cykly. (obr.1) Obežný pohyb Zeme prebieha po eliptickej dráhe, v ohnisku ktorej sa nachádza Slnko.

Dĺžka hlavnej polosi je 149,6 milióna km, excentricita e = 0,017, takže ide takmer o kruhovú dráhu. Dôsledkom II. Keplerovho zákona (Za rovnaký čas opíše heliocentrický sprievodič určitej planéty rovnakú plochu) je, že planéta sa pohybuje rýchlejšie na úseku eliptickej dráhy bližšom k Slnku (perihéliu) a pomalšie na úseku vzdialenejšom od Slnka (aféliu).

Rovina eliptickej dráhy Zeme sa nazýva ekliptika. Na tejto ekliptike sú významné body: perihélium a tzv. jarný bod, v ktorom sa Zem nachádza v čase jarnej rovnodennosti. Najbližšie k Slnku (v perihéliu) sa zem nachádza v čase zimného slnovratu, a to vo vzdialenosti 147,1 mil. km, najďalej (v aféliu) sa nachádza v čase letného slnovratu, vo vzdialenosti 152,1 mil. km. Priemerná rýchlosť pohybu Zeme po tejto orbite je 29,77 km. s-1. Rotačná os Zeme je sklonená voči kolmici na ekliptiku o uhol 23°27´, čo má význam pre ožarovanie zeme slnečnými lúčmi, ako aj na pohyb rotačnej osi Zeme vzhľadom na kolmicu k ekliptike.

Rotácia je ďalším dôležitým pohybom, ktorý naša planéta neustále vykonáva. Najznámejším dôsledkom zemskej rotácie je zdanlivý pohyb slnečného kotúča a iných nebeských telies po oblohe, striedanie dňa a noci. Rotácia Zeme nám umožňuje dva spôsoby merania času: hviezdny a slnečný, podľa toho, či rotačnú periódu Zeme meriame podľa kulminácií zvolenej hviezdy alebo Slnka.

Záujem o zemský magnetizmus vzrástol, keď Kolumbus na ceste do nového sveta zistil, že magnetická strelka sa odchyľuje od skutočného smeru na sever a tieto odchýlky sú na rôznych miestach Zeme odlišné. Tým vlastne objavil magnetickú deklináciu, jeden z tzv. elementov geomagnetického poľa Zeme. Uhol vychýlenia charakterizujeme magnetickou inklináciou. Prvou a bezpochyby úspešnou snahou o teoretické vysvetlenie príčin zemského magnetizmu bola Gilbertova kniha O magnete, magnetických telesách a o veľkom magnete – Zemi.


Podľa jeho predstáv je zem veľký magnet a zdroje zemského magnetizmu sa nachádzajú v zemskom vnútri. Postupne pribúdali ďalšie poznatky o o zemskom magnetizme: odlišná poloha geomagnetických a geografických pólov, putovanie pólov a tiež väčšia intenzita GMP v blízkosti južného pólu. Posledný fakt svedčí o tom, že geomagnetická os neprechádza stredom Zeme. Najnovšie poznatky ukazujú, že od stredu zeme ju v súčasnosti delí vzdialenosť 451 km, ale tá nie je konštantná a mení sa.


Magnetické pole Zeme sa delí na tri elementy (horizontálna a vertikálna zložka a deklinácia) a je veľmi slabé. Priemerné hodnoty horizontálnej a vertikálnej zložky a deklinácie sú: H = 20 996 nT (tesla), Z = 42 772 nT a D = 1°09,48´E. Os ekvivalentného magnetického dipólu zviera so zemskou rotačnou osou uhol 11° a pretína zemský povrch v dvoch bodoch. Sú to geomagnetické póly, ktoré sa nachádzajú v blízkosti geografických pólov. Lokálne a regionálne anomálie GMP sú spoľahlivou informáciou o ložiskách nerastných surovín. Vonkajšie magnetické pole nedosahuje ani 1% veľkosti vnútorného poľa.


Okrem skúmania priestorového rozloženia magnetického poľa Zeme je nemenej závažné aj sledovanie a pochopenie jeho časových zmien. Dlhodobé zmeny poľa sú pomalé, je pre ne charakteristická periodicita až niekoľko desiatok rokov na rozdiel od rýchlych variácií GMP, ktoré sú zreteľné a na magnetogramoch – sekulárne variácie. Variácie a samotné vnútorné magntické pole Zeme, sú spôsobené zdrojmi lokalizovanými v zemskom vnútri.


Týmito zdrojmi sa vytvára tzv. hlavné magnetické pole. Zemský magnetizmus predstavuje zložitý komplex rozličných javov a procesov, ktorých štúdium otvára cestu poznania nielen zemského vnútra, ale aj blízkého a vzdialenejšieho okolozemského priestoru. Hoci je magnetické pole Zeme slabé (70 000 nT na póloch a 35 000 nT na rovníku), na vytvorenie takéhoto poľa by permanentný magnet, vo forme valca pri polomere 200 km, musel byť dlhý 4000 km.