Jorden

Jorden. Skjematisk snitt gjennom Jorden fra overflaten til sentrum, med angivelse av konstanter for de forskjellige områder.

Jorden av Kunnskapsforlaget/※. Gjengitt med tillatelse

Jorden, den femte største av planetene i vårt solsystem og den tredje planet regnet fra Solen.

Planeten har tilnærmet form som en kule. Den går rundt Solen i en ellipseformet bane (eksentrisitet 0,0167) med en midlere hastighet på 29,8 km/s og bruker et siderisk år (365,2564 døgn) på et omløp. Jordens middelavstand fra Solen er 149,6 millioner km (= 1 astronomisk enhet). Den minste avstand (perihel, ca. 3. januar) er 147,1 millioner km, den største (aphel, ca. 3. juli) er 152,1 millioner km.

Jorden dreier seg rundt en akse som danner en vinkel på 66° 33ʹ med banens plan, ekliptikken; rotasjonstiden i forhold til stjernehimmelen er 23 timer 56 min 4,09 s (det sideriske døgn). Hastigheten ved ekvator er 465 m/s. Aksen peker mot himmelens poler. Den gjør små svingninger, idet himmelpolen går rundt i en tilnærmet sirkel med radius 9,21 buesekunder i løpet av 18,6 år (nutasjonen). Samtidig går himmelpolen langsomt rundt i en sirkel med radius 23° 27ʹ omkring ekliptikkens pol; omløpstiden er 26 000 år (presesjonen). Aksen ligger heller ikke helt fast i forhold til Jorden. De to punkter der aksen «stikker igjennom» (Nordpolen og Sydpolen) beveger seg innenfor et område på ca. 12 x 12 m. Jordens aksehelling er årsak til årstidenes skiftning.

Jordens størrelse og form ble tidligere bestemt ved gradmålinger. Et stykke av en meridianbue måles ved triangulering, bredden for endepunktene bestemmes astronomisk; av buelengden og vinkelen finner man da krumningsradius. Jorden er med stor tilnærmelse en omdreiningsellipsoide, flattrykt ved polene. Den internasjonale jordellipsoideWGS84, basert på moderne målinger med satellitter og radioteleskoper med nøyaktigheter i cm-området, gir standardverdiene som brukes ved satellittnavigasjon og til reduksjon av observasjonsdata. Geoidens avvik fra rotasjonsellipsoiden er liten. Jorden er svakt pæreformet. Sydpolen er omkring 25 m nærmere ekvatorplanet enn jordellipsoidens pol, mens Nordpolen er omkring 20 m fjernere.

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 snøkalotter (om våren er rotasjonstiden ca. 0,001 sekund lengre og om høsten ca. 0,001 sekund kortere enn midlet), 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 kg er forskjellen 4 N, vekten av 400 g.

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 teori er at Jorden og solsystemets øvrige planeter oppstod for ca. 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 temperaturer, 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 kjerne og den lette jordskorpe 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 mekanismer til å varme opp Jorden slik at denne gradvis differensierte. De tyngre stoffer sank inn mot Jordens sentrum og skapte kjernen, de lettere fant veien mot overflaten og dannet skorpematerialet. De eldste skorpebergartene har en alder på ca. 3,8 milliarder år. Også vår atmosfære 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 den sterke 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 jordskorpe. Denne utgjør ca. 1 % av jordradien, og det gjenstår enda ca. 6 360 km til Jordens sentrum. Den viktigste av de indirekte metoder er studiet av jordskjelvbølgenes forplantning gjennom de forskjellige bergarter. Dette gir opplysninger om elastiske egenskaper og densitet (egenvekt) i de 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.

Jordskorpen består av to hovedkomponenter: havbunns- og kontinentalskorpen. Kontinentalskorpen er i gjennomsnitt ca. 35 km tykk, men kan bli hele 60–70 km under unge fjellkjeder (fjellkjederot); havbunnsskorpen er tynn og i gjennomsnitt bare 8–10 km tykk. Havbunnsskorpen består hovedsakelig av basaltisk lava og mørke gabbrobergarter med et tynt topplag av dyphavssedimenter.

Innenfor jordskorpen strekker mantelen seg helt ned til mantel/kjerne-grensen i ca. 2 900 km dyp. Mantelen deles ofte inn i øvre, midtre og nedre mantel. I den øverste delen finner man for det meste peridotitter og grønnlige olivinsteiner av samme type som man av og til kan finne som små klumper inneklemt i jordskorpebergartene (for eksempel i Møre og Romsdal). Her fins også den tunge bergarten eklogitt, som også er kjent fra dype røtter av fjellkjeder på jordoverflaten. Dypere ned i mantelen er temperaturen og særlig trykket så høyt at de kjemiske komponentene (grunnstoffene) blir konsentrert i mindre plasskrevende mineraler. Ved ca. 410 km vil for eksempel olivin omannes til det tyngre mineralet spinell og ved 660 km dyp vil spinell i sin tur omdannes til det enda tyngre mineralet perovskitt. I disse overgangssonene øker også jordskjelvbølgenes forplantningshastighet raskere enn ellers. Perovskitt, som trolig er jordklodens mest utbredte mineral, blir selv erstattet av mineralet post-perovskitt i et dyp på 2 600-2 700 km (200–200 km over grensen mot kjernen).

Den nederste del av mantelen (dyp: 1 000–2 900 km) er meget tykk og kjemisk sett lik den øvre mantel, men med økende innhold av jern og sulfider nærmere undergrensen. Undergrensen kalles Gutenbergs diskontinuitet, og markerer et enda større sprang i jordskjelvbølgenes hastighet enn Moho-grensen.

Kjernen består av en ytre flytende, og en indre fast del, med en mellomliggende overgangssone på ca. 140 km. Kjernen har en meget stor gjennomsnittsdensitet; den ytre del består sannsynligvis av silisium, metallisk jern foruten en del nikkel og andre metaller. I den indre kjerne er det antatt å være overveiende jern og noe nikkel. Den gjennomsnittlige sammensetning for hele Jorden er vanskelig å beregne, siden mantelen og den enda mer ukjente kjernen til sammen utgjør over 98 % av Jordens totale masse. En antatt sammensetning er gitt i tabell; sannsynligvis skiller gjennomsnittssammensetningen seg lite fra visse typer steinmeteoritter (kondritter).

I tillegg til tre-delingen i skorpe, mantel og kjerne, har studiet av jordskjelvbølgene vist at fra ca. 100 km og ned til ca. 250 km dyp, er mantelen noe «bløtere», fordi den befinner seg meget nær bergartenes smeltepunkt. Dette «bløte» laget kalles astenosfæren.

Over astenosfæren ligger den øverste del av mantelen og skorpen; til sammen utgjør de et relativt stivt skall, den såkalte litosfæren. Bruddstykker av den ca. 100 km tykke litosfæreplaten kan «gli» på den underliggende astenosfæren. Det er bevegelser i platene som forårsaker de dramatiske geologiske begivenhetene på jordoverflaten: jordskjelv, vulkanisme, fjellkjededannelse og liknende.

Siderisk omløpstid 365, 256 døgn
Midlere banehastighet 29,8 km/s
Middelavstand til Solen 149,6 mill. km
Rotasjonstid                      23 t 56 min 04 s
Radius ved ekvator 6378 km
Radius ved polene 6357 km
Omkrets ved ekvator 40 075 km
Omkrets over polene 39 941 km
Overflate 510 066 000 km2
Masse 5,974 × 1024 kg
Midlere densitet 5,52 g/cm3
Midlere overflatetemperatur 15 °C
Banens eksentrisitet 0,017
Aksehelning 23o27'
Måner: Månen
Kontinent Landareal i mill. km2 Prosent av samlet landareal
Afrika 30,3 20,4
Asia1 44,5 30,0
Amerika 42,0 28,3
Europa1 9,9 6,7
Oseania 8,5 5,8
Antarktika 13,1 8,8
I alt 148,3 100,0

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

Grunnstoff Jorden Kondritter
Jern 34,6 27,24
Oksygen 29,5 33,24
Silisium 15,2 17,1
Magnesium 12,7 14,29
Nikkel 2,39 1,64
Svovel 1,93 1,93
Kalsium 1,13 1,27
Aluminium 1,09 1,22
Natrium 0,57 0,64
Krom 0,26 0,29
Mangan 0,22 0,25
Kobolt 0,13 0,09
Fosfor 0,1 0,11
Kalium 0,07 0,08
Titan 0,05 0,06
Verdi Sted
Høyeste temperatur (skygge) 58 °C Al Azizyah, Libya (13.9.1922)
Laveste temperatur –89,2 °C Vostok, Antarktis (21.7.1983)
Varmeste sted, årsgjennomsnitt 34,4 °C Dallol, Etiopia (1960–66)
Kaldeste sted, årsgjennomsnitt –57,8 °C Polus Nedostupnosti, Antarktis
Tørreste sted, årsgjennomsnitt 0 mm Atacama, Chile
Fuktigste sted, årsgjennomsnitt 11 684 mm Mt. Waialeale, Kauai, Hawaii
Størst nedbørmengde (12 mnd.) 26 461 mm Cherrapunji, India (aug. 1860 – juli 1861)
Størst temperaturforandring, døgn 55,5 °C Browning, Montana, USA
Størst temperaturforandring, år 105 °C Verkhojansk, Sibir (Russland)
Høyeste aktive vulkan 6 863 m Ojos del Salado, Argentina, Chile
Størst forskjell på flo og fjære 20 m Bay of Fundy, Canada/USA
Høyest beliggende innsjø (med båttrafikk) 3 812 m Titicaca, Peru/Bolivia
Dypeste innsjø 1 620 m Bajkal, Sibir (Russland)
Lengste fjellrygg (utspring) 5 990 m Rakaposhi, Pakistan
Lengste korallrev 2 027 km Great Barrier Reef, Australia
Tykkeste is ca. 4 000 m Antarktis
Lengste fjord 313 km Nordvestfjorden, Grønland
Største havdyp 11 035 m Marianegropen, Stillehavet

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

11. februar 2015 skrev Lars Nygaard

"Jorden, den femte største av de åtte store planetene i vårt solsystem, Melkeveisystemet" … det er litt uklart for meg hvordan dette skal tolkes, men det må vel uansett være feil. Melkeveisystemet er jo galaksen.

12. oktober 2015 svarte Kaare Aksnes

Det finnes jo veldig mange galakser og vår galakse heter jo på norsk Melkeveien, så det burde være klart hva som menes med Melkeveisystemet.

11. februar 2015 skrev Lars Nygaard

Jorden, månen og solen skal for øvrig skrives med liten forbokstav (jf. http://www.sprakradet.no/Sprakhjelp/Raad/Spoersmaal_og_svar/#jorda)

11. februar 2015 svarte Aksel Braanen Sterri

Hei Lars, gode kommentarer her og på andre artikler. Du er også hjertelig velkommen til å legge inn endringsforslag i artiklene der du mener det bør endres, ved å "foreslå endringer i tekst" under hver artikkel.

11. februar 2015 svarte Lars Nygaard

Hei,

Ja, jeg ser det, men jeg er redd for at hvis jeg først begynner med det, blir det vanskelig å stoppe …

12. februar 2015 svarte Knut Hofstad

Jeg mener setningen er entydig, det må leses som en adresse på linje med "Rådhusplassen, Oslo". Men enig i at "Melkeveisystemet" jo er en helt overflødig presisering. For øvrig har jeg tidligere tatt opp det forhold at jorden og solen nesten konsekvent er skrevet med stor forbokstav, men venter ennå på svar fra redaksjonen om noe bør gjøres med det.

17. februar 2015 svarte Kaare Aksnes

Jeg er enig i at henvisningen til Melkeveissystemet er overflødig og er nå fjernet fra artikkelen. Jeg har også rettet "femte største" til "fjerde største". Den gamle formuleringen går tilbake til da Pluto ble regnet som fullverdig planet. I 2006 ble Pluto omklassifisert til en dvergplanet. Å skrive Jorden, Solen og Månen med store forbokstaver mener jeg er det korrekte når det er tale om disse objektenes fysiske egenskaper, men til litterært bruk er små forbokstaver vanlig. Dette er vanlig praksis i de fleste andre land. Inntil for noen år siden var dette faktisk også Språkrådets anbefaling.De øvrige planetene skrives jo med store forbokstaver, så hvorfor skal Jorden, Månen og Solen være unntak? Det er spesielt ulogisk at Solen som solsystemets desidert største objekt ikke skal tilkjennes stor forbokstav.
Erik Tandberg og jeg har sendt en skriftlig klage til Språkrådet der vi ber dem omgjøre sitt vedtak om små forbkostaver for jorden, månen og solen.

12. oktober 2015 skrev Lars Nygaard

Den første faktaboksen trenger en liten gjennomgang. "Astronomisk tegn" og "Radius" er tomme, og en rekke av radene kommer to ganger, med litt varierende navn og verdier:

Midlere densitet 5.52 g/cm3
Gjennomsnittlig tetthet 5.52 g/cm3

Middelavstand fra Solen 149.6 mill.km (1 AU)
Middelavstand til Solen 149.6 mill. km

Midlere overflatetemperatur 15 °C
Midlere overflatetemperatur 22 oC

Radius ved polene 6357 km
polradius 6356.75 km

ekvatorradius 6378.14 km
Radius ved ekvator 6378 km

Masse 5.976 × 1024 kg
Masse 5.98 · 1024 kg

Rotasjonstid ved ekvator 23.934 timer
Rotasjonstid 23 t 56 min 4 s

14. oktober 2015 svarte Kaare Aksnes

Takk for din påpeking av rot i tabellen for Jorden. Jeg har nå rettet dette opp, men tegnet for Jorden har jeg ikke mulighet for å sette inn. Kanskje vi skal fjerne den cellen?

1. april svarte Mari Paus

Hei! Nå hadde "Astronomiske tegn" blitt stående alene ved siden av tabellen, så jeg fjernet det. Takk for kommentarer og bidrag. Mvh. Mari Paus

12. oktober 2015 skrev Lars Nygaard

I billedtekstene er stavemåten "jorden", "solen" og "månen". Hvis man skal bruke "Jorden" etc. i hovedteksten, bør det brukes gjennomgående. Og i billedtekstene mangler det punktum i datoene.

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.