Terra

La Terra è il terzo pianeta dal Sole e l’unico oggetto astronomico noto ad ospitare la vita . Ciò è reso possibile dal fatto che la Terra è un mondo oceanico , l’unico nel Sistema Solare a sostenere acqua superficiale liquida . Quasi tutta l’acqua della Terra è contenuta nel suo oceano globale, che copre il 70,8% della crosta terrestre . Il restante 29,2% della crosta terrestre è terraferma, la maggior parte della quale si trova sotto forma di masse continentali all’interno dell’emisfero terrestre della Terra . La maggior parte della terraferma è piuttosto umida e coperta da vegetazione, mentre grandi lastre di ghiaccio nei deserti polari della Terra trattengono più acqua delle falde acquifere , dei laghi, dei fiumi e dell’acqua atmosferica della Terra messi insieme. La crosta terrestre è composta da placche tettoniche in lento movimento , che interagiscono per produrre catene montuose, vulcani e terremoti. La Terra ha un nucleo esterno liquido che genera una magnetosfera in grado di deviare la maggior parte dei venti solari distruttivi e delle radiazioni cosmiche .

La Terra ha un’atmosfera dinamica , che sostiene le condizioni della superficie terrestre e la protegge dalla maggior parte dei meteoroidi e dalla luce UV all’ingresso . Ha una composizione principalmente di azoto e ossigeno . Il vapore acqueo è ampiamente presente nell’atmosfera, formando nuvole che coprono la maggior parte del pianeta. Il vapore acqueo agisce come un gas serra e, insieme ad altri gas serra nell’atmosfera, in particolare l’anidride carbonica (CO ₂ ), crea le condizioni affinché sia ​​l’acqua superficiale liquida che il vapore acqueo persistano tramite la cattura di energia dalla luce del sole . Questo processo mantiene l’attuale temperatura media superficiale di 14,76 °C (58,57 °F), alla quale l’acqua è liquida a pressione atmosferica normale. Le differenze nella quantità di energia catturata tra regioni geografiche (come con la regione equatoriale che riceve più luce solare rispetto alle regioni polari) guidano le correnti atmosferiche e oceaniche , producendo un sistema climatico globale con diverse regioni climatiche e una gamma di fenomeni meteorologici come le precipitazioni , consentendo a componenti come l’azoto di ciclare .

La Terra è arrotondata in un ellissoide con una circonferenza di circa 40.000 km. È il pianeta più denso del Sistema Solare . Dei quattro pianeti rocciosi , è il più grande e massiccio. La Terra dista circa otto minuti luce dal Sole e gli orbita attorno , impiegando un anno (circa 365,25 giorni) per completare una rivoluzione. La Terra ruota attorno al proprio asse in poco meno di un giorno (in circa 23 ore e 56 minuti). L’ asse di rotazione della Terra è inclinato rispetto alla perpendicolare al suo piano orbitale attorno al Sole, producendo le stagioni . La Terra è orbitata da un satellite naturale permanente , la Luna , che orbita attorno alla Terra a 384.400 km (1,28 secondi luce) ed è larga circa un quarto della Terra. La gravità della Luna aiuta a stabilizzare l’asse terrestre, provoca le maree e rallenta gradualmente la rotazione terrestre . Il blocco delle maree ha fatto sì che la Luna sia sempre rivolta verso la Terra con lo stesso lato.

La Terra, come la maggior parte degli altri corpi del Sistema Solare, si è formata 4,5 miliardi di anni fa da gas e polvere nel primo Sistema Solare . Durante il primo miliardo di anni di storia della Terra , si è formato l’oceano e poi la vita si è sviluppata al suo interno. La vita si è diffusa a livello globale e ha alterato l’atmosfera e la superficie terrestre, portando al Grande Evento di Ossidazione due miliardi di anni fa. Gli esseri umani sono emersi 300.000 anni fa in Africa e si sono diffusi in tutti i continenti della Terra. Gli esseri umani dipendono dalla biosfera e dalle risorse naturali della Terra per la loro sopravvivenza, ma hanno avuto un impatto sempre maggiore sull’ambiente del pianeta . L’attuale impatto dell’umanità sul clima e sulla biosfera della Terra è insostenibile , minacciando il sostentamento degli esseri umani e di molte altre forme di vita e causando estinzioni diffuse . ^[23]

La parola inglese moderna Earth si è sviluppato, tramite l’inglese medio , da un sostantivo inglese antico più spesso scritto eorðe . ^[24] Ha affini in ogni lingua germanica , e la loro radice ancestrale è stata ricostruita come * erþō . Nella sua attestazione più antica, la parola eorðe è stata usata per tradurre i molti sensi del latino terra e del greco γῆ gē : il terreno, il suo suolo , la terra asciutta, il mondo umano, la superficie del mondo (incluso il mare) e il globo stesso. Come con il romano Terra /Tellūs e il greco Gaia , Earth potrebbe essere stata una dea personificata nel paganesimo germanico : la tarda mitologia norrena includeva Jörð (“Terra”), una gigantessa spesso indicata come la madre di Thor . ^[25]

Storicamente, “Terra” è stata scritta in minuscolo. A partire dall’uso dell’inglese medio antico , il suo senso definito come “il globo” è stato espresso come “la terra”. Con l’era dell’inglese moderno antico , la capitalizzazione dei sostantivi ha iniziato a prevalere e la terra è stata anche scritta la Terra , in particolare quando ci si riferisce insieme ad altri corpi celesti. Più di recente, il nome è talvolta semplicemente dato come Terra , per analogia con i nomi degli altri pianeti , sebbene “terra” e le forme con “la terra” rimangano comuni. ^[24] Gli stili delle case ora variano: l’ortografia di Oxford riconosce la forma minuscola come la più comune, con la forma maiuscola una variante accettabile. Un’altra convenzione mette in maiuscolo “Terra” quando appare come un nome, come una descrizione dell'”atmosfera terrestre”, ma utilizza la minuscola quando è preceduta da “il”, come “l’atmosfera della terra”. Appare quasi sempre in minuscolo in espressioni colloquiali come “cosa diavolo stai facendo?” ^[26]

Il nome Terra / ˈtɛrə / è usato occasionalmente nella scrittura scientifica e specialmente nella fantascienza per distinguere il pianeta abitato dall’umanità dagli altri, [ ^27] mentre nella poesia Tellus / ˈtɛləs / è stato usato per denotare la personificazione della Terra. ^[28] Terra è anche il nome del pianeta in alcune lingue romanze , lingue che si sono evolute dal latino , come l’italiano e il portoghese , mentre in altre lingue romanze la parola ha dato origine a nomi con grafie leggermente alterate, come lo spagnolo Tierra e il francese Terre . La forma latina Gæa o Gaea ( inglese: /ˈdʒiː.ə/ ) del nome poetico greco Gaia ( Γαῖα ; greco antico : [ ɡâi̯.a ] o [ɡâj.ja] ) è rara , sebbene la grafia alternativa Gaia sia diventata comune a causa dell’ipotesi Gaia , nel qual caso la sua pronuncia ^è /ˈɡaɪ.ə/ piuttosto che il più classico inglese /ˈɡeɪ.ə/ . [ 29 ]

Esistono diversi aggettivi per il pianeta Terra. La parola “terrestre ” deriva da “ ^Terra ” . Dal ^latino Terra deriva terran / ˈtɛrən / , [ 30 ^] terrestre / təˈrɛstrəl / , [ ³¹ ] e ( tramite ^il francese ) terrene / təˈrɛn / , [ 32 ] e dal latino Tellus deriva tellurian / tɛˈlʊərən / [ 33 ] e tellurico . [ 34 ]

Il materiale più antico trovato nel Sistema Solare è datato a4.5682+0,0002
−0,0004 Ga (miliardi di anni) fa. ^[35] Di4,54 ± 0,04 Ga si era formata la Terra primordiale. ^[36] I corpi nel Sistema Solare si sono formati e si sono evoluti con il Sole. In teoria, una nebulosa solare suddivide un volume da una nube molecolare tramite collasso gravitazionale, che inizia a girare e ad appiattirsi in un disco circumstellare , e poi i pianeti crescono da quel disco con il Sole. Una nebulosa contiene gas, granelli di ghiaccio e polvere (inclusi i nuclidi primordiali ). Secondo la teoria nebulare , i planetesimi si sono formati per accrescimento , con la Terra primordiale che si stima abbia impiegato probabilmente dai 70 ai 100 milioni di anni per formarsi. ^[37]

Le stime dell’età della Luna vanno da 4,5 Ga a significativamente più giovane. ^[38] Un’ipotesi importante è che si sia formata per accrescimento da materiale staccato dalla Terra dopo che un oggetto delle dimensioni di Marte con circa il 10% della massa terrestre, chiamato Theia , entrò in collisione con la Terra. ^[39] Colpì la Terra con un colpo di striscio e parte della sua massa si fuse con la Terra. ^[40] [41] Tra circa 4,1 e3,8 Ga , numerosi impatti di asteroidi durante il bombardamento pesante tardivo hanno causato cambiamenti significativi all’ambiente superficiale più ampio della Luna e, per inferenza, a quello della Terra. ^[42]

L’atmosfera e gli oceani della Terra si sono formati attraverso l’attività vulcanica e il degassamento . ^[43] Il vapore acqueo proveniente da queste fonti si è condensato negli oceani, aumentato dall’acqua e dal ghiaccio provenienti da asteroidi, protopianeti e comete . ^[44] L’acqua sufficiente a riempire gli oceani potrebbe essere stata sulla Terra sin dalla sua formazione. ^[45] In questo modello, i gas serra atmosferici hanno impedito agli oceani di congelare quando il Sole in formazione aveva solo il 70% della sua luminosità attuale . [ 46 ^]3,5 Ga , il campo magnetico terrestre è stato stabilito, il che ha contribuito a impedire che l’atmosfera venisse spazzata via dal vento solare . ^[47]

Quando lo strato esterno fuso della Terra si raffreddò, si formò la prima crosta solida , che si pensa fosse di composizione mafica . La prima crosta continentale , che era di composizione più felsica , si formò dalla fusione parziale di questa crosta mafica. ^[49] La presenza di grani del minerale zircone dell’età adeana nelle rocce sedimentarie eoarcheane suggerisce che almeno una parte della crosta felsica esisteva già all’inizio4.4 Ga , solo140  Ma dopo la formazione della Terra. ^[50] Esistono due modelli principali di come questo piccolo volume iniziale di crosta continentale si è evoluto per raggiungere la sua attuale abbondanza: ^[51] (1) una crescita relativamente costante fino ai giorni nostri, ^[52] che è supportata dalla datazione radiometrica della crosta continentale a livello globale e (2) una rapida crescita iniziale del volume della crosta continentale durante l’ Archeano , formando la maggior parte della crosta continentale che esiste ora, ^[53] [54] che è supportata da prove isotopiche dall’afnio negli zirconi e dal neodimio nelle rocce sedimentarie. I due modelli e i dati che li supportano possono essere conciliati dal riciclaggio su larga scala della crosta continentale , in particolare durante le prime fasi della storia della Terra. ^[55]

La nuova crosta continentale si forma come risultato della tettonica a placche , un processo guidato in ultima analisi dalla continua perdita di calore dall’interno della Terra. Nel corso di centinaia di milioni di anni, le forze tettoniche hanno causato il raggruppamento di aree di crosta continentale per formare supercontinenti che si sono successivamente divisi. A circa750 Ma , uno dei primi supercontinenti conosciuti, Rodinia , iniziò a rompersi. I continenti si ricombinarono in seguito per formare Pannotia a600–540 Ma , poi finalmente la Pangea , che iniziò anch’essa a frammentarsi a180 milioni di anni fa [ ^56]

Il modello più recente di ere glaciali è iniziato circa40 Ma , ^[57] e poi intensificato durante il Pleistocene circa3 Ma . ^[58] Da allora le regioni ad alta e media latitudine hanno subito ripetuti cicli di glaciazione e disgelo, che si ripetono circa ogni 21.000, 41.000 e 100.000 anni. ^[59] L’ ultimo periodo glaciale , colloquialmente chiamato “ultima era glaciale”, ha coperto gran parte dei continenti, fino alle medie latitudini, di ghiaccio e si è concluso circa 11.700 anni fa. ^[60]

Le reazioni chimiche hanno portato alle prime molecole autoreplicanti circa quattro miliardi di anni fa. Mezzo miliardo di anni dopo, è sorto l’ ultimo antenato comune di tutta la vita attuale . ^[61] L’evoluzione della fotosintesi ha permesso che l’energia del Sole venisse raccolta direttamente dalle forme di vita. L’ ossigeno molecolare risultante ( O ₂ ) si è accumulato nell’atmosfera e, a causa dell’interazione con la radiazione solare ultravioletta, ha formato uno strato protettivo di ozono ( O ₃ ) nell’atmosfera superiore. ^[62] L’incorporazione di cellule più piccole all’interno di quelle più grandi ha portato allo sviluppo di cellule complesse chiamate eucarioti . ^[63] I veri organismi multicellulari formati come cellule all’interno di colonie sono diventati sempre più specializzati. Aiutata dall’assorbimento della radiazione ultravioletta nociva da parte dello strato di ozono, la vita ha colonizzato la superficie terrestre. ^[64] Tra le prime prove fossili di vita ci sono i fossili di stuoie microbiche trovati in arenaria risalente a 3,48 miliardi di anni fa nell’Australia Occidentale , ^[65] la grafite biogenica trovata in rocce metasedimentarie risalenti a 3,7 miliardi di anni fa nella Groenlandia Occidentale , ^[66] e resti di materiale biotico trovati in rocce risalenti a 4,1 miliardi di anni fa nell’Australia Occidentale. ^[67] [68] La prima prova diretta di vita sulla Terra è contenuta in rocce australiane risalenti a 3,45 miliardi di anni fa che mostrano fossili di microrganismi . ^[69] [70]

Durante il Neoproterozoico ,Da 1000 a 539 Ma , gran parte della Terra potrebbe essere stata ricoperta di ghiaccio. Questa ipotesi è stata definita ” Terra a palla di neve “, ed è di particolare interesse perché ha preceduto l’ esplosione cambriana , quando le forme di vita multicellulari sono aumentate significativamente in complessità. ^[72] [73] Dopo l’esplosione cambriana,535 Ma , ci sono state almeno cinque grandi estinzioni di massa e molte minori. ^[74] A parte l’attuale evento di estinzione dell’Olocene , il più recente è stato66 Ma , quando l’impatto di un asteroide innescò l’estinzione dei dinosauri non aviari e di altri grandi rettili, ma risparmiò in gran parte i piccoli animali come insetti, mammiferi , lucertole e uccelli. La vita dei mammiferi si è diversificata negli ultimi66 Mys , e diversi milioni di anni fa, una specie di scimmia africana acquisì la capacità di stare in piedi. ^[75] [76] Ciò facilitò l’uso degli strumenti e incoraggiò la comunicazione che forniva il nutrimento e la stimolazione necessari per un cervello più grande, che portò all’evoluzione degli esseri umani . Lo sviluppo dell’agricoltura , e poi della civiltà , portò gli esseri umani ad avere un’influenza sulla Terra e sulla natura e quantità di altre forme di vita che continua fino ad oggi. ^[77]

Il futuro a lungo termine previsto per la Terra è legato a quello del Sole. Nei prossimi1,1 miliardi di anni , la luminosità solare aumenterà del 10% e nei prossimi3,5 miliardi di anni del 40%. ^[78] L’aumento della temperatura superficiale della Terra accelererà il ciclo del carbonio inorganico , riducendo probabilmente la concentrazione _di CO2 a livelli letali per le piante attuali (10  ppm per la fotosintesi C4 ) in circa100–900 milioni di anni . ^[79] [80] Una mancanza di vegetazione comporterebbe la perdita di ossigeno nell’atmosfera, rendendo impossibile l’attuale vita animale. ^[81] A causa dell’aumento di luminosità, la temperatura media della Terra potrebbe raggiungere i 100 °C (212 °F) in 1,5 miliardi di anni e tutta l’acqua dell’oceano evaporerà e andrà persa nello spazio, il che potrebbe innescare un effetto serra incontrollato , entro un periodo stimato tra 1,6 e 3 miliardi di anni. ^[82] Anche se il Sole fosse stabile, una frazione dell’acqua negli oceani moderni scenderebbe nel mantello , a causa della riduzione dello sfiato di vapore dalle dorsali medio-oceaniche. ^[82] [83]

Il Sole si evolverà fino a diventare una gigante rossa tra circa5 miliardi di anni . I modelli prevedono che il Sole si espanderà fino a circa 1  UA (150 milioni di km; 93 milioni di mi), circa 250 volte il suo raggio attuale. ^[78] [84] Il destino della Terra è meno chiaro. Come gigante rossa, il Sole perderà circa il 30% della sua massa, quindi, senza effetti di marea, la Terra si sposterà in un’orbita a 1,7 UA (250 milioni di km; 160 milioni di mi) dal Sole quando la stella raggiungerà il suo raggio massimo, altrimenti, con effetti di marea, potrebbe entrare nell’atmosfera del Sole ed essere vaporizzata. ^[78]

La Terra ha una forma arrotondata , attraverso l’equilibrio idrostatico , ^[85] con un diametro medio di 12.742 chilometri (7.918 miglia), rendendola il quinto oggetto terrestre più grande e di dimensioni planetarie del Sistema Solare . ^[86]

A causa della rotazione della Terra, ha la forma di un ellissoide , sporgente all’equatore ; il suo diametro è 43 chilometri (27 miglia) più lungo lì che ai poli . ^[87] [88] La forma della Terra ha inoltre variazioni topografiche locali . Sebbene le più grandi variazioni locali, come la Fossa delle Marianne (10.925 metri o 35.843 piedi sotto il livello locale del mare), ^[89] accorcino il raggio medio della Terra solo dello 0,17% e il monte Everest (8.848 metri o 29.029 piedi sopra il livello locale del mare) lo allunga solo dello 0,14%. ^{[n 6] [91]} Poiché la superficie terrestre è più lontana dal centro di massa della Terra nel suo rigonfiamento equatoriale, la cima del vulcano Chimborazo in Ecuador (6.384,4 km o 3.967,1 miglia) è il suo punto più lontano. ^[92] [93] Parallelamente alla rigida topografia terrestre, l’Oceano presenta una topografia più dinamica . ^[94]

Per misurare la variazione locale della topografia della Terra, la geodesia impiega una Terra idealizzata che produce una forma chiamata geoide . Tale forma di geoide si ottiene se l’oceano è idealizzato, coprendo completamente la Terra e senza alcuna perturbazione come maree e venti. Il risultato è una superficie di geoide irregolare liscia ma gravitazionale, che fornisce un livello medio del mare (MSL) come livello di riferimento per le misurazioni topografiche. ^[95]

La superficie terrestre è il confine tra l’atmosfera, la Terra solida e gli oceani. Definita in questo modo, ha un’area di circa 510 milioni di km ² (197 milioni di miglia quadrate). ^[12] La Terra può essere divisa in due emisferi : per latitudine negli emisferi polari settentrionale e meridionale ; o per longitudine negli emisferi continentali orientale e occidentale .

La maggior parte della superficie terrestre è costituita da acqua oceanica: il 70,8% o 361 milioni di km2 ⁽ 139 milioni di miglia quadrate). ^[96] Questa vasta piscina di acqua salata è spesso chiamata oceano mondiale , ^[97] [98] e rende la Terra con la sua idrosfera dinamica un mondo acquatico ^[99] [100] o mondo oceanico . ^[101] [102] In effetti, nella storia primitiva della Terra l’oceano potrebbe aver coperto completamente la Terra. ^[103] L’oceano mondiale è comunemente diviso in Oceano Pacifico, Oceano Atlantico, Oceano Indiano, Oceano Antartico o Oceano Meridionale e Oceano Artico, dal più grande al più piccolo. L’oceano copre la crosta oceanica della Terra , con i mari di piattaforma che coprono le piattaforme della crosta continentale in misura minore. La crosta oceanica forma grandi bacini oceanici con caratteristiche come pianure abissali , montagne sottomarine , vulcani sottomarini , ^[87] fosse oceaniche , canyon sottomarini , altipiani oceanici e un sistema di dorsali medio-oceaniche che si estende su tutto il globo . ^[104] Nelle regioni polari della Terra , la superficie dell’oceano è ricoperta da quantità di ghiaccio marino variabili stagionalmente che spesso si collegano con la terra polare, il permafrost e le calotte glaciali , formando le calotte polari .

La terraferma copre il 29,2%, ovvero 149 milioni di km2 ⁽ 58 milioni di miglia quadrate) della superficie terrestre. La superficie terrestre comprende molte isole in tutto il mondo, ma la maggior parte della superficie terrestre è occupata dalle quattro masse continentali , che sono (in ordine decrescente): Africa-Eurasia , America (massa continentale) , Antartide e Australia (massa continentale) . ^{[105] [106] [107]} Queste masse continentali sono ulteriormente suddivise e raggruppate nei continenti . Il terreno della superficie terrestre varia notevolmente ed è costituito da montagne, deserti , pianure , altipiani e altre forme del terreno . L’elevazione della superficie terrestre varia da un punto più basso di -418 m (-1.371 piedi) presso il Mar Morto , a un’altitudine massima di 8.848 m (29.029 piedi) sulla cima del Monte Everest . L’altezza media della terraferma sul livello del mare è di circa 797 m (2.615 piedi). ^[108]

La terra può essere coperta da acque superficiali , neve, ghiaccio, strutture artificiali o vegetazione. La maggior parte della terra della Terra ospita vegetazione, ^[109] ma notevoli quantità di terra sono calotte glaciali (10%, ^[110] senza includere l’area ugualmente grande di terra sotto il permafrost ) ^[111] o deserti (33%) ^[112]

La pedosfera è lo strato più esterno della superficie terrestre della Terra ed è composta da suolo ed è soggetta a processi di formazione del suolo . Il suolo è fondamentale affinché la terra sia arabile. La terra arabile totale della Terra è il 10,7% della superficie terrestre, con l’1,3% di terreni coltivabili permanenti. ^[113] [114] La Terra ha una stima di 16,7 milioni di km ² (6,4 milioni di miglia quadrate) di terreni coltivabili e 33,5 milioni di km ² (12,9 milioni di miglia quadrate) di pascoli. ^[115]

La superficie terrestre e il fondale oceanico formano la parte superiore della crosta terrestre , che insieme a parti del mantello superiore forma la litosfera terrestre . La crosta terrestre può essere divisa in crosta oceanica e continentale . Sotto i sedimenti del fondale oceanico, la crosta oceanica è prevalentemente basaltica , mentre la crosta continentale può includere materiali a densità inferiore come granito , sedimenti e rocce metamorfiche. ^[116] Quasi il 75% delle superfici continentali è coperto da rocce sedimentarie, sebbene formino circa il 5% della massa della crosta. ^[117]

La topografia della superficie terrestre comprende sia la topografia della superficie oceanica , sia la forma della superficie terrestre. Il terreno sottomarino del fondale oceanico ha una profondità batimetrica media di 4 km, ed è vario come il terreno sopra il livello del mare. La superficie terrestre è continuamente modellata da processi tettonici a placche interne, tra cui terremoti e vulcanismo ; da agenti atmosferici ed erosione causati da ghiaccio, acqua, vento e temperatura; e da processi biologici , tra cui la crescita e la decomposizione della biomassa nel suolo . ^[118] [119]

Lo strato esterno meccanicamente rigido della crosta terrestre e del mantello superiore , la litosfera , è diviso in placche tettoniche . Queste placche sono segmenti rigidi che si muovono l’uno rispetto all’altro in uno dei tre tipi di confini: ai confini convergenti , due placche si uniscono; ai confini divergenti , due placche si allontanano; e ai confini trasformi , due placche scivolano l’una oltre l’altra lateralmente. Lungo questi confini delle placche, possono verificarsi terremoti, attività vulcanica , formazione di montagne e formazione di fosse oceaniche . ^[121] Le placche tettoniche si muovono sulla parte superiore dell’astenosfera , la parte solida ma meno viscosa del mantello superiore che può scorrere e muoversi insieme alle placche. ^[122]

Mentre le placche tettoniche migrano, la crosta oceanica viene subdotta sotto i bordi anteriori delle placche ai confini convergenti. Allo stesso tempo, la risalita del materiale del mantello ai confini divergenti crea dorsali medio-oceaniche. La combinazione di questi processi ricicla la crosta oceanica nel mantello. A causa di questo riciclaggio, la maggior parte del fondale oceanico è inferiore a100 Ma di età. La crosta oceanica più antica si trova nel Pacifico occidentale e si stima che sia200 Ma di età. ^[123] [124] In confronto, la crosta continentale più antica è4.030 Ma , ^[125] sebbene siano stati trovati zirconi conservati come clasti all’interno di rocce sedimentarie eoarcheane che danno età fino a4.400 Ma , indicando che almeno una parte della crosta continentale esisteva a quel tempo. ^[50]

Le sette placche principali sono la placca pacifica , nordamericana , eurasiatica , africana , antartica , indo-australiana e sudamericana . Altre placche degne di nota includono la placca araba , la placca caraibica , la placca di Nazca al largo della costa occidentale del Sud America e la placca Scotia nell’Oceano Atlantico meridionale. La placca australiana si è fusa con la placca indiana tra50 e 55 Ma . Le placche che si muovono più velocemente sono le placche oceaniche, con la placca di Cocos che avanza a una velocità di 75 mm/a (3,0 pollici/anno) ^[126] e la placca del Pacifico che si muove a 52-69 mm/a (2,0-2,7 pollici/anno). All’altro estremo, la placca che si muove più lentamente è la placca sudamericana, che avanza a una velocità tipica di 10,6 mm/a (0,42 pollici/anno). ^[127]

Strati geologici della Terra ^[128]

Illustrazione della sezione della Terra, non in scala
Profondità [129] (km)	Nome del livello del componente	Densità (g/ cm3 )
Da 0 a 60	Litosfera [n 8]	—
Da 0 a 35	Crosta [n 9]	2.2–2.9
35–660	Mantello superiore	3.4–4.4
660–2890	Mantello inferiore	3.4–5.6
100–700	Astenosfera	—
2890–5100	Nucleo esterno	9,9–12,2
5100–6378	Nucleo interno	12.8–13.1

L’interno della Terra, come quello degli altri pianeti terrestri, è diviso in strati in base alle loro proprietà chimiche o fisiche ( reologiche ). Lo strato esterno è una crosta solida di silicato chimicamente distinta, che è sottostante a un mantello solido altamente viscoso . La crosta è separata dal mantello dalla discontinuità di Mohorovičić . ^[130] Lo spessore della crosta varia da circa 6 chilometri (3,7 miglia) sotto gli oceani a 30-50 km (19-31 miglia) per i continenti. La crosta e la parte superiore fredda e rigida del mantello superiore sono note collettivamente come litosfera, che è divisa in placche tettoniche in movimento indipendente. ^[131]

Sotto la litosfera si trova l’ astenosfera , uno strato a viscosità relativamente bassa su cui poggia la litosfera. Importanti cambiamenti nella struttura cristallina all’interno del mantello si verificano a 410 e 660 km (250 e 410 mi) sotto la superficie, che abbracciano una zona di transizione che separa il mantello superiore da quello inferiore. Sotto il mantello, un nucleo esterno liquido a viscosità estremamente bassa si trova sopra un nucleo interno solido . ^[132] Il nucleo interno della Terra potrebbe ruotare a una velocità angolare leggermente superiore rispetto al resto del pianeta, avanzando di 0,1-0,5° all’anno, sebbene siano state proposte anche velocità leggermente superiori e molto inferiori. ^[133] Il raggio del nucleo interno è circa un quinto di quello della Terra.La densità aumenta con la profondità. Tra gli oggetti di dimensioni planetarie del Sistema Solare, la Terra è l’ oggetto con la densità più elevata .

La massa della Terra è approssimativamente5,97 × 10 ²⁴  kg (5.970  Yg ). È composto principalmente da ferro (32,1% in massa ), ossigeno (30,1%), silicio (15,1%), magnesio (13,9%), zolfo (2,9%), nichel (1,8%), calcio (1,5%) e alluminio (1,4%), con il restante 1,2% costituito da tracce di altri elementi. A causa della separazione gravitazionale , il nucleo è composto principalmente dagli elementi più densi: ferro (88,8%), con quantità minori di nichel (5,8%), zolfo (4,5%) e meno dell’1% di oligoelementi. ^[134] [49] I costituenti rocciosi più comuni della crosta sono gli ossidi . Oltre il 99% della crosta è composto da vari ossidi di undici elementi, principalmente ossidi contenenti silicio (i minerali silicati ), alluminio, ferro, calcio, magnesio, potassio o sodio. ^[135] [134]

I principali isotopi che producono calore all’interno della Terra sono il potassio-40 , l’uranio-238 e il torio-232 . ^[136] Al centro, la temperatura può arrivare fino a 6.000 °C (10.830 °F), ^[137] e la pressione può raggiungere i 360  GPa (52 milioni  di psi ). ^[138] Poiché gran parte del calore è fornito dal decadimento radioattivo, gli scienziati postulano che all’inizio della storia della Terra, prima che gli isotopi con emivite brevi fossero esauriti, la produzione di calore della Terra fosse molto più elevata. A circa3  miliardi di anni fa , si sarebbe prodotto il doppio del calore attuale, aumentando i tassi di convezione del mantello e della tettonica a placche, e consentendo la produzione di rocce ignee non comuni come le komatiiti che oggi si formano raramente. ^[139] [140]

La perdita media di calore dalla Terra è87 mW m ⁻² , per una perdita di calore globale di4,42 × 10 ¹³  W . ^[141] Una parte dell’energia termica del nucleo viene trasportata verso la crosta dai pennacchi del mantello , una forma di convezione costituita da risalite di roccia ad alta temperatura. Questi pennacchi possono produrre punti caldi e inondare i basalti . ^[142] La maggior parte del calore sulla Terra viene persa attraverso la tettonica a placche, tramite la risalita del mantello associata alle dorsali medio-oceaniche . L’ultima modalità principale di perdita di calore è attraverso la conduzione attraverso la litosfera, la maggior parte della quale si verifica sotto gli oceani. ^[143]

La gravità della Terra è l’ accelerazione che viene impartita agli oggetti a causa della distribuzione della massa all’interno della Terra. Vicino alla superficie terrestre, l’accelerazione gravitazionale è di circa 9,8 m/s ² (32 ft/s ² ). Le differenze locali nella topografia, nella geologia e nella struttura tettonica più profonda causano differenze regionali locali e ampie nel campo gravitazionale della Terra, note come anomalie di gravità . ^[144]

La parte principale del campo magnetico terrestre è generata nel nucleo, il sito di un processo dinamo che converte l’energia cinetica della convezione guidata termicamente e composizionalmente in energia elettrica e di campo magnetico. Il campo si estende verso l’esterno dal nucleo, attraverso il mantello e fino alla superficie terrestre, dove è, approssimativamente, un dipolo . I poli del dipolo si trovano vicino ai poli geografici della Terra. All’equatore del campo magnetico, l’intensità del campo magnetico in superficie è 3,05 × 10 ⁻⁵ T , con un momento di dipolo magnetico di 7,79 × 10²² Am ² all’epoca 2000, in calo di quasi il 6% per secolo (sebbene rimanga comunque più forte della sua media di lungo periodo). ^[145] I movimenti convettivi nel nucleo sono caotici; i poli magnetici si spostano e cambiano periodicamente allineamento. Ciò causavariazioni secolaridel campo principale einversioni di campoa intervalli irregolari, in media alcune volte ogni milione di anni. L’inversione più recente si è verificata circa 700.000 anni fa. ^[146] [147]

L’estensione del campo magnetico terrestre nello spazio definisce la magnetosfera . Gli ioni e gli elettroni del vento solare vengono deviati dalla magnetosfera; la pressione del vento solare comprime il lato diurno della magnetosfera, a circa 10 raggi terrestri, ed estende la magnetosfera del lato notturno in una lunga coda. ^[148] Poiché la velocità del vento solare è maggiore della velocità alla quale le onde si propagano attraverso il vento solare, un’onda d’urto supersonica precede la magnetosfera del lato diurno all’interno del vento solare. ^[149] Le particelle cariche sono contenute all’interno della magnetosfera; la plasmasfera è definita da particelle a bassa energia che essenzialmente seguono le linee del campo magnetico mentre la Terra ruota. ^[150] [151] La corrente ad anello è definita da particelle di media energia che si spostano rispetto al campo geomagnetico, ma con percorsi che sono ancora dominati dal campo magnetico, ^[152] e le fasce di radiazione di Van Allen sono formate da particelle ad alta energia il cui movimento è essenzialmente casuale, ma contenute nella magnetosfera. ^[153] [154] Durante le tempeste magnetiche e le sottotempeste , le particelle cariche possono essere deviate dalla magnetosfera esterna e in particolare dalla magnetocoda, dirette lungo le linee di campo nella ionosfera terrestre , dove gli atomi atmosferici possono essere eccitati e ionizzati, causando un’aurora . [ ^155]

Il periodo di rotazione della Terra rispetto al Sole, il suo giorno solare medio, è di 86.400 secondi di tempo solare medio ( 86.400,0025 secondi SI ). ^[156] Poiché il giorno solare della Terra è ora leggermente più lungo di quanto non fosse nel XIX secolo a causa della decelerazione delle maree , ogni giorno varia tra 0 e 2 ms in più rispetto al giorno solare medio. ^[157] [158]

Il periodo di rotazione della Terra rispetto alle stelle fisse , chiamato giorno stellare dall’International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS), è di 86.164,0989 secondi di tempo solare medio ( UT1 ), o 23 ^h 56 ^m 4,0989 ^s . ^{[2] [n 10]} Il periodo di rotazione della Terra rispetto all’equinozio di marzo in precessione o in movimento (quando il Sole è a 90° sull’equatore), è di 86.164,0905 secondi di tempo solare medio (UT1) (23 ^h 56 ^m 4,0905 ^s ) . ^[2] Pertanto il giorno siderale è più corto del giorno stellare di circa 8,4 ms. ^[159]

A parte le meteore nell’atmosfera e i satelliti in orbita bassa, il principale moto apparente dei corpi celesti nel cielo terrestre è verso ovest a una velocità di 15°/h = 15’/min. Per i corpi vicini all’equatore celeste , ciò equivale a un diametro apparente del Sole o della Luna ogni due minuti; dalla superficie terrestre, le dimensioni apparenti del Sole e della Luna sono approssimativamente le stesse. ^[160] [161]

La Terra orbita attorno al Sole, rendendola il terzo pianeta più vicino al Sole e parte del Sistema Solare interno . La distanza orbitale media della Terra è di circa 150 milioni di km (93 milioni di miglia), che è la base per l’ unità astronomica (UA) ed è pari a circa 8,3 minuti luce o 380 volte la distanza della Terra dalla Luna . La Terra orbita attorno al Sole ogni 365,2564 giorni solari medi , o un anno siderale . Con un movimento apparente del Sole nel cielo della Terra a una velocità di circa 1°/giorno verso est, che è un diametro apparente del Sole o della Luna ogni 12 ore. A causa di questo movimento, in media ci vogliono 24 ore, un giorno solare, perché la Terra completi una rotazione completa attorno al suo asse in modo che il Sole ritorni al meridiano .

La velocità orbitale della Terra è in media di circa 29,78 km/s (107.200 km/h; 66.600 mph), che è abbastanza veloce da percorrere una distanza pari al diametro della Terra, circa 12.742 km (7.918 mi), in sette minuti, e la distanza dalla Terra alla Luna, 384.400 km (238.900 mi), in circa 3,5 ore. ^[3]

La Luna e la Terra orbitano attorno a un comune baricentro ogni 27,32 giorni rispetto alle stelle di fondo. Quando combinato con l’orbita comune del sistema Terra-Luna attorno al Sole, il periodo del mese sinodico , da luna nuova a luna nuova, è di 29,53 giorni. Visto dal polo nord celeste , il moto della Terra, della Luna e le loro rotazioni assiali sono tutti in senso antiorario . Visto da un punto di osservazione sopra il Sole e i poli nord della Terra, la Terra orbita in senso antiorario attorno al Sole. I piani orbitale e assiale non sono allineati con precisione: l’asse terrestre è inclinato di circa 23,44 gradi rispetto alla perpendicolare al piano Terra-Sole (l’ eclittica ), e il piano Terra-Luna è inclinato fino a ±5,1 gradi rispetto al piano Terra-Sole. Senza questa inclinazione, ci sarebbe un’eclissi ogni due settimane, alternando eclissi lunari ed eclissi solari . ^[3] [162]

La sfera di Hill , o sfera di influenza gravitazionale , della Terra ha un raggio di circa 1,5 milioni di km (930.000 mi). ^{[163] [n 11]} Questa è la distanza massima alla quale l’influenza gravitazionale della Terra è più forte di quella del Sole e dei pianeti più distanti. Gli oggetti devono orbitare attorno alla Terra entro questo raggio, altrimenti possono liberarsi dalla perturbazione gravitazionale del Sole. ^[163] La Terra, insieme al Sistema Solare, è situata nella Via Lattea e orbita a circa 28.000  anni luce dal suo centro. Si trova a circa 20 anni luce sopra il piano galattico nel Braccio di Orione . ^[164]

L’inclinazione assiale della Terra è di circa 23,439281° ^[2] con l’asse del suo piano orbitale, sempre puntato verso i Poli Celesti . A causa dell’inclinazione assiale della Terra, la quantità di luce solare che raggiunge un dato punto sulla superficie varia nel corso dell’anno. Ciò causa il cambiamento stagionale del clima, con l’estate nell’emisfero settentrionale che si verifica quando il Tropico del Cancro è rivolto verso il Sole e nell’emisfero meridionale quando il Tropico del Capricorno è rivolto verso il Sole. In ogni caso, l’inverno si verifica simultaneamente nell’emisfero opposto.

Durante l’estate, il giorno dura più a lungo e il Sole sale più in alto nel cielo. In inverno, il clima diventa più fresco e le giornate più corte. ^[165] Al di sopra del Circolo Polare Artico e al di sotto del Circolo Polare Antartico non c’è luce diurna per parte dell’anno, causando una notte polare , e questa notte si estende per diversi mesi ai poli stessi. Queste stesse latitudini sperimentano anche un sole di mezzanotte , dove il sole rimane visibile tutto il giorno. ^[166] [167]

Per convenzione astronomica, le quattro stagioni possono essere determinate dai solstizi, i punti nell’orbita di massima inclinazione assiale verso o lontano dal Sole, e dagli equinozi , quando l’asse di rotazione della Terra è allineato con il suo asse orbitale. Nell’emisfero settentrionale, il solstizio invernale si verifica attualmente intorno al 21 dicembre; il solstizio estivo è vicino al 21 giugno, l’equinozio di primavera è intorno al 20 marzo e l’equinozio autunnale è circa il 22 o 23 settembre. Nell’emisfero meridionale, la situazione è invertita, con i solstizi estivi e invernali scambiati e le date degli equinozi di primavera e autunno scambiate. ^[168]

L’angolo di inclinazione assiale della Terra è relativamente stabile per lunghi periodi di tempo. La sua inclinazione assiale subisce una nutazione ; un leggero movimento irregolare con un periodo principale di 18,6 anni. ^[169] Anche l’orientamento (piuttosto che l’angolo) dell’asse terrestre cambia nel tempo, ruotando in un cerchio completo in ogni ciclo di 25.800 anni; questa precessione è la ragione della differenza tra un anno siderale e un anno tropicale . Entrambi questi movimenti sono causati dalla diversa attrazione del Sole e della Luna sul rigonfiamento equatoriale della Terra. I poli migrano anche di alcuni metri attraverso la superficie terrestre. Questo movimento polare ha componenti multiple e cicliche, che collettivamente sono definite movimento quasiperiodico . Oltre a una componente annuale di questo movimento, c’è un ciclo di 14 mesi chiamato oscillazione di Chandler . Anche la velocità di rotazione della Terra varia in un fenomeno noto come variazione della lunghezza del giorno. ^[170]

L’orbita annuale della Terra è ellittica piuttosto che circolare e il suo avvicinamento più vicino al Sole è chiamato perielio . Nei tempi moderni, il perielio della Terra si verifica intorno al 3 gennaio e il suo afelio intorno al 4 luglio. Queste date cambiano nel tempo a causa della precessione e dei cambiamenti dell’orbita, questi ultimi seguono modelli ciclici noti come cicli di Milankovitch . Il cambiamento annuale nella distanza Terra-Sole provoca un aumento di circa il 6,8% dell’energia solare che raggiunge la Terra al perielio rispetto all’afelio. ^{[171] [n 12]} Poiché l’emisfero australe è inclinato verso il Sole all’incirca nello stesso momento in cui la Terra raggiunge il massimo avvicinamento al Sole, l’emisfero australe riceve leggermente più energia dal Sole rispetto a quello settentrionale nel corso di un anno. Questo effetto è molto meno significativo del cambiamento di energia totale dovuto all’inclinazione assiale e la maggior parte dell’energia in eccesso viene assorbita dalla maggiore proporzione di acqua nell’emisfero australe. ^[172]

La Luna è un satellite naturale relativamente grande, terrestre , simile a un pianeta , con un diametro pari a circa un quarto di quello della Terra. È la luna più grande del Sistema Solare in relazione alle dimensioni del suo pianeta, sebbene Caronte sia più grande rispetto al pianeta nano Plutone . ^[173] [174] Anche i satelliti naturali di altri pianeti sono chiamati “lune”, dopo la Terra. ^[175] La teoria più ampiamente accettata sull’origine della Luna, l’ ipotesi dell’impatto gigante , afferma che si è formata dalla collisione di un protopianeta delle dimensioni di Marte chiamato Theia con la Terra primordiale. Questa ipotesi spiega la relativa mancanza di ferro ed elementi volatili della Luna e il fatto che la sua composizione è quasi identica a quella della crosta terrestre. ^[40] Le simulazioni al computer suggeriscono che due resti simili a macchie di questo prototipo potrebbero trovarsi all’interno della Terra. ^[176] [177]

L’attrazione gravitazionale tra la Terra e la Luna provoca le maree lunari sulla Terra. ^[178] Lo stesso effetto sulla Luna ha portato al suo blocco mareale : il suo periodo di rotazione è lo stesso del tempo che impiega per orbitare attorno alla Terra. Di conseguenza, presenta sempre la stessa faccia al pianeta. ^[179] Mentre la Luna orbita attorno alla Terra, diverse parti della sua faccia sono illuminate dal Sole, portando alle fasi lunari . ^[180] A causa della loro interazione mareale , la Luna si allontana dalla Terra a una velocità di circa 38 mm/a (1,5 pollici/anno). Nel corso di milioni di anni, queste piccole modifiche, e l’allungamento del giorno terrestre di circa 23  μs /anno, si sommano a cambiamenti significativi. ^[181] Durante il periodo Ediacarano , ad esempio, (circa620 Ma ) c’erano 400±7 giorni in un anno, con ogni giorno che durava 21,9±0,4 ore. ^[182]

La Luna potrebbe aver influenzato notevolmente lo sviluppo della vita moderando il clima del pianeta. Prove paleontologiche e simulazioni al computer mostrano che l’inclinazione assiale della Terra è stabilizzata dalle interazioni di marea con la Luna. ^[183] ​​Alcuni teorici pensano che senza questa stabilizzazione contro le coppie applicate dal Sole e dai pianeti al rigonfiamento equatoriale della Terra, l’asse di rotazione potrebbe essere caoticamente instabile, esibendo grandi cambiamenti nel corso di milioni di anni, come nel caso di Marte, sebbene ciò sia contestato. ^[184] [185]

Vista dalla Terra, la Luna è appena abbastanza lontana da avere quasi le stesse dimensioni apparenti del disco del Sole. La dimensione angolare (o angolo solido ) di questi due corpi corrisponde perché, sebbene il diametro del Sole sia circa 400 volte più grande di quello della Luna, è anche 400 volte più distante. ^[161] Ciò consente che sulla Terra si verifichino eclissi solari totali e anulari. ^[186]

La popolazione di asteroidi coorbitali della Terra è composta da quasi-satelliti : oggetti con un’orbita a ferro di cavallo e troiani . Ci sono almeno cinque quasi-satelliti, tra cui 469219 Kamoʻoalewa . ^[187] [188] Un compagno asteroide troiano , 2010 TK 7 , sta librando attorno al punto triangolare di Lagrange principale , L4, nell’orbita della Terra attorno al Sole. ^[189] Il piccolo asteroide vicino alla Terra 2006 RH 120 effettua avvicinamenti ravvicinati al sistema Terra-Luna circa ogni vent’anni. Durante questi avvicinamenti, può orbitare attorno alla Terra per brevi periodi di tempo. ^[190]

A settembre 2021 , ci sono 4.550 satelliti operativi, realizzati dall’uomo, in orbita attorno alla Terra. ^[191] Ci sono anche satelliti inoperativi, tra cui Vanguard 1 , il satellite più vecchio attualmente in orbita, e oltre 16.000 pezzi di detriti spaziali tracciati . ^{[n 13]} Il satellite artificiale più grande della Terra è la Stazione Spaziale Internazionale (ISS). ^[192]

L’idrosfera terrestre è la somma dell’acqua terrestre e della sua distribuzione. La maggior parte dell’idrosfera terrestre è costituita dall’oceano globale terrestre. L’idrosfera terrestre è costituita anche dall’acqua nell’atmosfera e sulla terraferma, comprese le nuvole, i mari interni, i laghi, i fiumi e le acque sotterranee. La massa degli oceani è di circa 1,35 × 10¹⁸  tonnellate metriche o circa 1/4400 della massa totale della Terra. Gli oceani coprono un’area di 361,8 milioni di km ² (139,7 milioni di miglia quadrate) con una profondità media di 3.682 m (12.080 piedi), con un volume stimato di 1,332 miliardi di km ³ (320 milioni di miglia cubi). ^[193]

Se tutta la superficie della crosta terrestre fosse alla stessa altezza di una sfera liscia, la profondità dell’oceano mondiale risultante sarebbe di 2,7-2,8 km (1,68-1,74 miglia). ^[194] Circa il 97,5% dell’acqua è salina ; il restante 2,5% è acqua dolce . ^[195] [196] La maggior parte dell’acqua dolce, circa il 68,7%, è presente sotto forma di ghiaccio nelle calotte polari e nei ghiacciai . ^[197] Il restante 30% è acqua di falda , l’1% è acqua superficiale (che copre solo il 2,8% della superficie terrestre) ^[198] e altre piccole forme di depositi di acqua dolce come il permafrost , il vapore acqueo nell’atmosfera, il legame biologico, ecc. ^[199] [200]

Nelle regioni più fredde della Terra, la neve sopravvive durante l’estate e si trasforma in ghiaccio . Questa neve e ghiaccio accumulati alla fine formano i ghiacciai , corpi di ghiaccio che scorrono sotto l’influenza della loro stessa gravità. I ​​ghiacciai alpini si formano nelle aree montuose, mentre vaste calotte glaciali si formano sulla terraferma nelle regioni polari. Il flusso dei ghiacciai erode la superficie, cambiandola drasticamente, con la formazione di valli a forma di U e altre forme del terreno. ^[201] Il ghiaccio marino nell’Artico copre un’area grande quanto gli Stati Uniti, sebbene si stia rapidamente ritirando a causa del cambiamento climatico. ^[202]

La salinità media degli oceani della Terra è di circa 35 grammi di sale per chilogrammo di acqua di mare (3,5% di sale). ^[203] La maggior parte di questo sale è stato rilasciato dall’attività vulcanica o estratto da rocce ignee fredde. ^[204] Gli oceani sono anche una riserva di gas atmosferici disciolti, che sono essenziali per la sopravvivenza di molte forme di vita acquatiche. ^[205] L’acqua di mare ha un’influenza importante sul clima mondiale, con gli oceani che agiscono come un grande serbatoio di calore . ^[206] I cambiamenti nella distribuzione della temperatura oceanica possono causare cambiamenti meteorologici significativi, come l’ oscillazione meridionale di El Niño . ^[207]

L’abbondanza di acqua, in particolare di acqua liquida, sulla superficie terrestre è una caratteristica unica che la distingue dagli altri pianeti del sistema solare . I pianeti del sistema solare con atmosfere considerevoli ospitano in parte vapore acqueo atmosferico, ma non hanno condizioni superficiali per acqua superficiale stabile. ^[208] Nonostante alcune lune mostrino segni di grandi riserve di acqua liquida extraterrestre , con un volume forse persino maggiore dell’oceano terrestre, tutte sono grandi masse d’acqua sotto uno strato superficiale ghiacciato spesso chilometri. ^[209]

La pressione atmosferica al livello del mare terrestre è in media di 101,325 kPa (14,696 psi), ^[210] con un’altezza di scala di circa 8,5 km (5,3 mi). ^[3] Un’atmosfera secca è composta dal 78,084% di azoto , dal 20,946% di ossigeno, dallo 0,934% di argon e da tracce di anidride carbonica e altre molecole gassose. ^[210] Il contenuto di vapore acqueo varia tra lo 0,01% e il 4% ^[210] ma in media è di circa l’1%. ^[3] Le nuvole coprono circa due terzi della superficie terrestre, più sugli oceani che sulla terraferma. ^[211] L’altezza della troposfera varia con la latitudine, variando tra 8 km (5 mi) ai poli e 17 km (11 mi) all’equatore, con alcune variazioni derivanti da fattori meteorologici e stagionali. ^[212]

La biosfera terrestre ha alterato significativamente la sua atmosfera . La fotosintesi ossigenica si è evoluta2,7 Gya , formando l’atmosfera prevalentemente azoto-ossigeno di oggi. ^[62] Questo cambiamento ha permesso la proliferazione di organismi aerobici e, indirettamente, la formazione dello strato di ozono a causa della successiva conversione dell’O2 atmosferico in _O3 . Lo strato di ozono blocca la radiazione solare ultravioletta , consentendo la vita sulla terraferma. _[ ^213] Altre funzioni atmosferiche importanti per la vita includono il trasporto del vapore acqueo, la fornitura di gas utili, la combustione di piccoli meteoriti prima che colpiscano la superficie e la moderazione della temperatura. ^[214] Quest’ultimo fenomeno è l’ effetto serra : le molecole traccia all’interno dell’atmosfera servono a catturare l’energia termica emessa dalla superficie, aumentando così la temperatura media. Il vapore acqueo, l’anidride carbonica, il metano , l’ossido nitroso e l’ozono sono i principali gas serra nell’atmosfera. Senza questo effetto di ritenzione del calore, la temperatura media della superficie sarebbe di -18 °C (0 °F), in contrasto con gli attuali +15 °C (59 °F), ^[215] e la vita sulla Terra probabilmente non esisterebbe nella sua forma attuale. ^[216]

L’atmosfera terrestre non ha confini definiti, diventando gradualmente più sottile e svanendo nello spazio esterno. ^[217] Tre quarti della massa dell’atmosfera è contenuta nei primi 11 km (6,8 miglia) della superficie; questo strato più basso è chiamato troposfera. ^[218] L’energia del sole riscalda questo strato e la superficie sottostante, causando l’espansione dell’aria. Quest’aria a densità inferiore sale quindi e viene sostituita da aria più fredda e ad alta densità. Il risultato è la circolazione atmosferica che guida il tempo e il clima attraverso la ridistribuzione dell’energia termica. ^[219]

Le bande di circolazione atmosferica primaria sono costituite dagli alisei nella regione equatoriale al di sotto dei 30° di latitudine e dai venti occidentali nelle latitudini medie tra i 30° e i 60°. ^[220] Anche il contenuto di calore e le correnti oceaniche sono fattori importanti nella determinazione del clima, in particolare la circolazione termoalina che distribuisce l’energia termica dagli oceani equatoriali alle regioni polari. ^[221]

La Terra riceve 1361 W/m ² di  irradiazione solare . ^[222] [223] La quantità di energia solare che raggiunge la superficie terrestre diminuisce con l’aumentare della latitudine. A latitudini più elevate, la luce solare raggiunge la superficie ad angoli più bassi e deve passare attraverso colonne più spesse dell’atmosfera. Di conseguenza, la temperatura media annuale dell’aria al livello del mare diminuisce di circa 0,4 °C (0,7 °F) per grado di latitudine dall’equatore. ^[224] La superficie terrestre può essere suddivisa in fasce latitudinali specifiche di clima approssimativamente omogeneo. Dall’equatore alle regioni polari, questi sono i climi tropicale (o equatoriale), subtropicale , temperato e polare . ^[225]

Ulteriori fattori che influenzano il clima di una località sono la sua vicinanza agli oceani , la circolazione oceanica e atmosferica e la topologia. ^[226] I luoghi vicini agli oceani hanno in genere estati più fredde e inverni più caldi, a causa del fatto che gli oceani possono immagazzinare grandi quantità di calore. Il vento trasporta il freddo o il calore dell’oceano sulla terraferma. ^[227] Anche la circolazione atmosferica svolge un ruolo importante: San Francisco e Washington DC sono entrambe città costiere all’incirca alla stessa latitudine. Il clima di San Francisco è significativamente più moderato poiché la direzione prevalente del vento è dal mare alla terraferma. ^[228] Infine, le temperature diminuiscono con l’altezza, facendo sì che le aree montuose siano più fredde rispetto alle aree basse. ^[229]

Il vapore acqueo generato tramite evaporazione superficiale viene trasportato da modelli circolatori nell’atmosfera. Quando le condizioni atmosferiche consentono un sollevamento di aria calda e umida, quest’acqua si condensa e cade in superficie come precipitazione . ^[219] La maggior parte dell’acqua viene quindi trasportata a quote inferiori dai sistemi fluviali e solitamente restituita agli oceani o depositata nei laghi. Questo ciclo dell’acqua è un meccanismo vitale per sostenere la vita sulla terraferma ed è un fattore primario nell’erosione delle caratteristiche superficiali nei periodi geologici. I modelli di precipitazione variano ampiamente, da diversi metri di acqua all’anno a meno di un millimetro. La circolazione atmosferica, le caratteristiche topografiche e le differenze di temperatura determinano la precipitazione media che cade in ciascuna regione. ^[230]

Il sistema di classificazione climatica di Köppen, comunemente utilizzato, ha cinque grandi gruppi ( tropici umidi , aridi , latitudini medie umide , continentali e polari freddi ), che sono ulteriormente suddivisi in sottotipi più specifici. ^[220] Il sistema di Köppen classifica le regioni in base alla temperatura e alle precipitazioni osservate. ^[231] La temperatura dell’aria in superficie può salire fino a circa 55 °C (131 °F) nei deserti caldi , come la Death Valley , e può scendere fino a -89 °C (-128 °F) in Antartide . ^[232] [233]

L’atmosfera superiore, l’atmosfera sopra la troposfera, ^[234] è solitamente divisa in stratosfera , mesosfera e termosfera . ^[214] Ogni strato ha un diverso gradiente di temperatura, che definisce il tasso di variazione della temperatura con l’altezza. Oltre a questi, l’ esosfera si assottiglia nella magnetosfera, dove i campi geomagnetici interagiscono con il vento solare. ^[235] All’interno della stratosfera si trova lo strato di ozono, un componente che scherma parzialmente la superficie dalla luce ultravioletta e quindi è importante per la vita sulla Terra. La linea di Kármán , definita come 100 km (62 mi) sopra la superficie terrestre, è una definizione operativa per il confine tra l’atmosfera e lo spazio esterno . ^[236]

L’energia termica fa sì che alcune delle molecole sul bordo esterno dell’atmosfera aumentino la loro velocità fino al punto in cui possono sfuggire alla gravità terrestre. Ciò provoca una lenta ma costante perdita dell’atmosfera nello spazio . Poiché l’idrogeno non fissato ha una bassa massa molecolare , può raggiungere più facilmente la velocità di fuga e fuoriesce nello spazio a una velocità maggiore rispetto ad altri gas. ^[237] La ​​perdita di idrogeno nello spazio contribuisce allo spostamento dell’atmosfera e della superficie terrestre da uno stato inizialmente riducente al suo attuale stato ossidante. La fotosintesi ha fornito una fonte di ossigeno libero, ma si pensa che la perdita di agenti riducenti come l’idrogeno sia stata una precondizione necessaria per l’accumulo diffuso di ossigeno nell’atmosfera. ^[238] Quindi la capacità dell’idrogeno di fuoriuscire dall’atmosfera potrebbe aver influenzato la natura della vita che si è sviluppata sulla Terra. ^[239] Nell’attuale atmosfera ricca di ossigeno la maggior parte dell’idrogeno viene convertita in acqua prima di avere l’opportunità di fuoriuscire. Invece, la maggior parte della perdita di idrogeno deriva dalla distruzione del metano nell’atmosfera superiore. ^[240]

La Terra è l’unico posto conosciuto che sia mai stato abitabile per la vita. La vita sulla Terra si è sviluppata nei primi corpi idrici della Terra circa cento milioni di anni dopo la formazione della Terra. La vita sulla Terra ha plasmato e abitato molti ecosistemi particolari sulla Terra e alla fine si è espansa a livello globale formando una biosfera sovrastante. ^[241]

Pertanto, la vita ha avuto un impatto sulla Terra, alterando significativamente l’atmosfera e la superficie terrestre per lunghi periodi di tempo, causando cambiamenti come il Grande Evento di Ossidazione . ^[242] La vita sulla Terra si è anche notevolmente diversificata nel tempo, consentendo alla biosfera di avere diversi biomi , che sono abitati da piante e animali relativamente simili. ^[243] I diversi biomi si sono sviluppati a diverse altitudini o profondità dell’acqua , latitudini di temperatura planetaria e sulla terraferma anche con diversa umidità . La diversità delle specie e la biomassa della Terra raggiungono un picco nelle acque poco profonde e con le foreste, in particolare in condizioni equatoriali, calde e umide . Mentre le regioni polari ghiacciate e le alte altitudini , o le aree estremamente aride sono relativamente sterili di vita vegetale e animale. ^[244]

La Terra fornisce acqua liquida, un ambiente in cui le molecole organiche complesse possono assemblarsi e interagire, e sufficiente energia per sostenere un metabolismo . ^[245] Le piante e altri organismi assorbono i nutrienti dall’acqua, dal suolo e dall’atmosfera. Questi nutrienti vengono costantemente riciclati tra le diverse specie. ^[246]

Eventi meteorologici estremi, come i cicloni tropicali (inclusi uragani e tifoni ), si verificano sulla maggior parte della superficie terrestre e hanno un grande impatto sulla vita in quelle aree. Dal 1980 al 2000, questi eventi hanno causato una media di 11.800 morti umane all’anno. ^[247] Molti luoghi sono soggetti a terremoti, frane , tsunami , eruzioni vulcaniche, tornado , bufere di neve , inondazioni, siccità, incendi boschivi e altre calamità e disastri. ^[248] L’impatto umano si fa sentire in molte aree a causa dell’inquinamento dell’aria e dell’acqua, delle piogge acide , della perdita di vegetazione ( sovrasfruttamento , deforestazione , desertificazione ), della perdita di fauna selvatica, dell’estinzione delle specie , del degrado del suolo , dell’esaurimento del suolo e dell’erosione . ^[249] Le attività umane rilasciano gas serra nell’atmosfera che causano il riscaldamento globale . ^[250] Ciò sta determinando cambiamenti quali lo scioglimento dei ghiacciai e delle calotte glaciali , l’ innalzamento globale del livello medio del mare , l’aumento del rischio di siccità e incendi boschivi e la migrazione delle specie verso aree più fredde. ^[251]

Originari di primati precedenti nell’Africa orientale 300.000  anni fa, gli esseri umani hanno iniziato a migrare e con l’avvento dell’agricoltura nel X millennio a.C. hanno sempre più colonizzato le terre emerse. ^[252] Nel XX secolo l’Antartide è stato l’ultimo continente a vedere una prima e fino ad oggi limitata presenza umana.

La popolazione umana è cresciuta in modo esponenziale a partire dal XIX secolo, raggiungendo i sette miliardi all’inizio del decennio del 2010, ^[253] e si prevede che raggiungerà il picco di circa dieci miliardi nella seconda metà del XXI secolo. ^[254] Si prevede che la maggior parte della crescita avverrà nell’Africa subsahariana . ^[254]

La distribuzione e la densità della popolazione umana variano notevolmente in tutto il mondo, con la maggioranza che vive nell’Asia meridionale e orientale e il 90% che abita solo nell’emisfero settentrionale della Terra, ^[255] in parte a causa della predominanza emisferica della massa terrestre del mondo , con il 68% della massa terrestre del mondo nell’emisfero settentrionale. ^[256] Inoltre, dal XIX secolo gli esseri umani si sono sempre più concentrati nelle aree urbane, con la maggioranza che vive in aree urbane entro il XXI secolo. ^[257]

Oltre la superficie terrestre, gli esseri umani hanno vissuto in modo temporaneo, con solo poche presenze speciali nel sottosuolo e sottomarine e poche stazioni spaziali . La popolazione umana rimane virtualmente completamente sulla superficie terrestre, dipendendo completamente dalla Terra e dall’ambiente che sostiene. Dalla seconda metà del XX secolo, alcune centinaia di esseri umani sono rimasti temporaneamente oltre la Terra , una piccola frazione dei quali ha raggiunto un altro corpo celeste, la Luna. ^[258] [259]

La Terra è stata soggetta a un vasto insediamento umano, e gli esseri umani hanno sviluppato società e culture diverse. La maggior parte della terra della Terra è stata rivendicata territorialmente sin dal XIX secolo da stati sovrani (paesi) separati da confini politici , e oggi esistono 205 di tali stati , ^[260] con solo parti dell’Antartide e alcune piccole regioni rimaste non rivendicate . ^[261] La maggior parte di questi stati insieme formano le Nazioni Unite , la principale organizzazione intergovernativa mondiale , ^[262] che estende il governo umano sull’oceano e l’Antartide , e quindi su tutta la Terra.

La Terra ha risorse che sono state sfruttate dagli esseri umani. ^[263] Quelle definite risorse non rinnovabili , come i combustibili fossili , vengono ripristinate solo in tempi geologici. ^[264] Grandi depositi di combustibili fossili sono ottenuti dalla crosta terrestre, costituiti da carbone, petrolio e gas naturale. ^[265] Questi depositi sono utilizzati dagli esseri umani sia per la produzione di energia che come materia prima per la produzione chimica. ^[266] Corpi di minerali si sono formati anche all’interno della crosta attraverso un processo di genesi del minerale , risultante da azioni di magmatismo , erosione e tettonica a placche. ^[267] Questi metalli e altri elementi vengono estratti tramite attività mineraria, un processo che spesso provoca danni ambientali e alla salute. ^[268]

La biosfera terrestre produce molti prodotti biologici utili per gli esseri umani, tra cui cibo, legno, prodotti farmaceutici , ossigeno e il riciclaggio dei rifiuti organici. L’ecosistema terrestre dipende dal suolo superficiale e dall’acqua dolce, mentre l’ecosistema oceanico dipende dai nutrienti disciolti trasportati dalla terra. ^[269] Nel 2019, 39 milioni di km2 ⁽ 15 milioni di miglia quadrate) della superficie terrestre erano costituiti da foreste e boschi, 12 milioni di km2 ⁽ 4,6 milioni di miglia quadrate) erano arbusti e praterie, 40 milioni di km2 ⁽ 15 milioni di miglia quadrate) erano utilizzati per la produzione di mangimi e il pascolo e 11 milioni di km2 ⁽ 4,2 milioni di miglia quadrate) erano coltivati ​​come terreni coltivabili. ^[270] Del 12-14% di terra libera dai ghiacci utilizzata per i terreni coltivabili, 2 punti percentuali erano irrigati nel 2015. ^[271] Gli esseri umani utilizzano materiali da costruzione per costruire rifugi. ^[272]

Le attività umane hanno avuto un impatto sugli ambienti della Terra. Attraverso attività come la combustione di combustibili fossili, gli esseri umani hanno aumentato la quantità di gas serra nell’atmosfera, alterando il bilancio energetico e il clima della Terra . ^[250] [274] Si stima che le temperature globali nell’anno 2020 siano state di 1,2 °C (2,2 °F) più calde rispetto alla linea di base preindustriale. ^[275] Questo aumento della temperatura, noto come riscaldamento globale , ha contribuito allo scioglimento dei ghiacciai , all’innalzamento del livello del mare , all’aumento del rischio di siccità e incendi boschivi e alla migrazione delle specie verso aree più fredde. ^[251]

Il concetto di confini planetari è stato introdotto per quantificare l’impatto dell’umanità sulla Terra. Dei nove confini identificati, cinque sono stati superati: l’integrità della biosfera , il cambiamento climatico, l’inquinamento chimico, la distruzione degli habitat selvatici e il ciclo dell’azoto si ritiene abbiano superato la soglia di sicurezza. ^[276] [277] A partire dal 2018, nessun paese soddisfa i bisogni di base della sua popolazione senza trasgredire i confini planetari. Si ritiene possibile soddisfare tutti i bisogni fisici di base a livello globale entro livelli sostenibili di utilizzo delle risorse. ^[278]

Le culture umane hanno sviluppato molte visioni del pianeta. ^[279] I simboli astronomici standard della Terra sono un cerchio diviso in quarti, [ ^280] che rappresenta i quattro angoli del mondo , e un globo crucigero , . La Terra è talvolta personificata come una divinità . In molte culture è una dea madre che è anche la divinità primaria della fertilità . ^[281] I miti della creazione in molte religioni implicano la creazione della Terra da parte di una o più divinità soprannaturali. ^[281] L’ ipotesi di Gaia , sviluppata a metà del XX secolo, ha confrontato gli ambienti della Terra e la vita come un singolo organismo autoregolante che porta a un’ampia stabilizzazione delle condizioni di abitabilità. ^{[282] [283] [284]}

Le immagini della Terra scattate dallo spazio , in particolare durante il programma Apollo, sono state accreditate per aver alterato il modo in cui le persone vedevano il pianeta su cui vivevano, chiamato effetto di panoramica , sottolineandone la bellezza, l’unicità e l’apparente fragilità. ^[285] [286] In particolare, ciò ha causato una presa di coscienza della portata degli effetti dell’attività umana sull’ambiente terrestre. Abilitati dalla scienza, in particolare dall’osservazione della Terra , ^[287] gli esseri umani hanno iniziato ad agire su questioni ambientali a livello globale, ^[288] riconoscendo l’impatto degli esseri umani e l’ interconnessione degli ambienti terrestri .

L’indagine scientifica ha portato a diversi cambiamenti culturali trasformativi nella visione del pianeta da parte delle persone. La credenza iniziale in una Terra piatta fu gradualmente sostituita nell’antica Grecia dall’idea di una Terra sferica , che fu attribuita sia ai filosofi Pitagora che a Parmenide . ^[289] [290] Si credeva generalmente che la Terra fosse il centro dell’universo fino al XVI secolo, quando gli scienziati conclusero per la prima volta che si trattava di un oggetto in movimento , uno dei pianeti del sistema solare. ^[291]

Fu solo nel corso del XIX secolo che i geologi si resero conto che l’ età della Terra era di almeno molti milioni di anni. ^[292] Lord Kelvin usò la termodinamica per stimare l’età della Terra tra 20 milioni e 400 milioni di anni nel 1864, innescando un acceso dibattito sull’argomento; fu solo quando la radioattività e la datazione radioattiva furono scoperte alla fine del XIX e all’inizio del XX secolo che fu stabilito un meccanismo affidabile per determinare l’età della Terra, dimostrando che il pianeta aveva miliardi di anni. ^[293] [294]

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