Earth : โลก

 

A classroom : Open science by ASTRO SUNFLOWER

Earth : โลก


โลกคือที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตหลากหลายระบบ

โลกเป็นดาวเคราะห์ประเภทมีพื้นผิวชัดเจน (Terrestrial) มีวงโคจรเป็นดวงที่สามจากดวงอาทิตย์ (Sun) แจากดวงอาทิตย์ มีขนาดใหญ่กว่าดาวอังคาร (Mars) ที่อยู่ใกล้ๆ ถัดไปซึ่งในอนาคตดาวอังคารจะเป็นอาณานิคมใหม่ของมนุษย์ (Colonization of Mars) ที่ต้องใช้เวลาปรับตัวและสร้างสภาพแวดล้อมขึ้นใหม่ ส่วนโลกที่เป็นบ้าน ของเราขณะน้ีนับเป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวในระบบสุริยะ (Solar system) ซึ่งเป็นที่รู้กันดีว่ามีสิ่งมีชีวิตอยู่ ประเด็นสำคัญคือ สภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อการดำรงชีพ ต่อระบบและสัตว์ รวมทั้งต้นไม้ โดยแต่ละระบบของชีวิต ต่างพึ่งพาอาศัยต่อกันในห่วงโซ่อาหารการดำรงชีพ

โลกในอดีตที่ยาวนาน

โลกกำเนิดขึ้นเมื่อระบบสุริยะผุดขึ้นมา ในขณะนั้นโลกยังเต็มไปด้วยความร้อนและรังสีอันตรายทั้งจากภูเขาไฟลาวาและการพุ่งชนปะทะของดาวหาง (Comet) ดาวเคราะห์น้อย เริ่มเกิดการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกและยังไม่มีะบบชีวิตใดๆ แต่ต่อมาโลกค่อยๆเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเกิดการสะสมของเมฆจำนวนมาก ทำให้ฝนตกต่อเนื่องยาวนานมาก เกิดแหล่งน้ำเป็นมหาสมุทรและเริ่มการก่อตัวของก๊าซออกซิเจน จากนั้นเริ่มเกิดกลไกของระบบชีวิตตามมาพัฒนาการอย่างต่อเนื่อง ประมาณ 4.5 พันล้านปี จึงมีความอุดมสมบูรณ์เช่นในวันนี้

Earth 4 Billion years ago
The Seasons
•ตำแหน่งที่ตั้งของโลกเป็นกลไกเกิดฤดูกาลอันเหมาะสม

โลกมีรัศมี 3,959 ไมล์ (6,371 กิโลเมตร) มีขนาดใกล้เคียงกับดาวศุกร์ (Venus) ห่างจากดวงอาทิตย์ระยะทางเฉลี่ย 93 ล้านไมล์ (149,597,910 กิโลเมตร) หรือ 1 หน่วยดาราศาสตร์ (AU) จากระยะทางนี้แสงแดดจากดวงอาทิตย์จะใช้เวลา 8 นาทีในการเดินทางมาถึงโลกและโลกเป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่เป็นลำดับที่ 5 ของระบบสุริยะ ดาวเคราะห์ทุกดวงมีวงโคจรและการหมุน เมื่อโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ในการหมุนครบ 1 ครั้งใช้เวลา 23.9 ชั่วโมง หรือใช้เวลาประมาณ 365.25 วัน เท่ากับ 1 ปี ในการเดินทางรอบดวงอาทิตย์เป็นการนำมาใช้ในระบบปฏิทินซึ่งสอดคล้องกับวงโคจร และเมื่อครบรอบดวงอาทิตย์ทุก 4 ปีเราเพิ่มหนึ่งวัน วันนั้นเรียกว่าเป็นวัน อธิกสุรทินและปีที่เพิ่มขึ้นจะเรียกว่าปีอธิกสุรทิน แกนหมุนของโลกมีการเอียง 23.4 องศาเมื่อเทียบกับพื้นผิวของวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ การเอียงนี้ทำให้เกิด วงจรของฤดูกาลเป็นประจำทุกปี ในช่วงระหว่างปีซีกโลกเหนือจะเอียงไปทางดวงอาทิตย์และซีกโลกใต้จะเอียงออกไป เมื่อดวงอาทิตย์ขึ้นสู่ท้องฟ้าความร้อนจาก แสงอาทิตย์มากขึ้นในซีกเหนือจึงเป็นช่วงฤดูร้อนที่นั่น และความร้อนจากแสงอาทิตย์น้อยลงก่อให้เกิดฤดูหนาวในซีกใต้ หกเดือนต่อมาสถานการณ์จะกลับกลายเป็น การเริ่มต้นขึ้นขึ้นฤดูใบไม้ผลิและฤดูใบไม้ร่วงเมื่อทั้งสองซีกโลกจะได้รับความร้อนเท่ากันจากดวงอาทิตย์

Earth's Interior
•กลไกสนามแม่เหล็กแม่เหล็กโลก

ใต้พื้นผิวโลกที่เรายืนอยู่เป็นกลไกสำคัญที่เอื้อต่อระบบชีวิต เป็นต้นทางแหล่งพลังงานคลื่นขอบเขตสนามแม่เหล็กโลก (Magnetosphere) ที่แผ่ออกมาปกป้อง เราจากรังสีอันตรายจากนอกโลก ชั้นภายในโลกประกอบด้วย 4 ชั้นหลักเ ริ่มต้นด้วยแกนภายในที่ศูนย์กลางที่ปกคลุมด้วยแกนด้านนอก ชั้นปกคลุมและเปลือกโลก แกนส่วนใน (Inner core) เป็นเหล็กและโลหะนิกเกิลประมาณ 1,221 กิโลเมตร ในรัศมีมีอุณหภูมิสูงถึง 5,400 องศาเซลเซียส และส่วนที่ล้อมรอบ แกนส่วนในคือ แกนส่วนนอก (Outer core) ชั้นนี้หนาประมาณ 2,300 กิโลเมตร ประกอบด้วยเหล็กและนิกเกิลหลอมเหลว ในระหว่างแกนนอกและเปลือกโลก (Mantle) เป็นชั้นปกคลุมหนาที่สุด ส่วนผสมที่ร้อนและเหนียวเหนียวของหินหลอมเหลวมีความหนาประมาณ 2,900 กิโลเมตร และมีความสม่ำเสมอของคาราเมล ชั้นนอกสุดของ เปลือกโลก (Earth's crust) ส่วนใหญ่อยู่ห่างจากแผ่นดิน (เรายืนเหยียบอยู่นี้) โดยเฉลี่ยประมาณ 30 กิโลเมตร ที่อยู่ด้านล่างลึกลงไป การหมุนอย่างรวดเร็วของโลก และแกนเหล็กนิกเกิลที่หลอมละลายทำให้เกิดสนามแม่เหล็กแผ่อออกมา บิดเบี้ยวเป็นรูปหยดน้ำ ในอวกาศ

เมื่อพายุสุริยะ (Solat wind) เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าพุ่งออกมาจากดวงอาทิตย์อย่างต่อเนื่อง สนามแม่เหล็กโลกจะเสมือนเกาะป้องกันจึงไม่สามารถพุ่ง ปะทะ ถึงพื้นผิวโลกได้ แต่มีบางส่วนยังสามารถเล็ดรอดบริเวณช่องว่างของขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ เหมือนอนุภาคประจุไฟฟ้าปะทะกับออกซิเจน (หรือก๊าซอื่น) จะเริ่ม เรืองแสงและทำให้เกิดแสงออโรรา (Aurorae) ที่เรียกว่าแสงเหนือ แสงใต้ สนามแม่เหล็กโลก (Magnetic field) คือสิ่งที่ทำให้เข็มทิศ (Compass) ชี้ไปที่ ขั้วโลกเหนือโดยไม่คำนึงว่าเราจะหันทางใด แต่ขั้วแม่เหล็กของโลกสามารถเปลี่ยนพลิกทิศทางของสนามแม่เหล็กได้ บันทึกทางธรณีวิทยาย้อนกลับของสนามแม่เหล็ก พลิกเกิดขึ้นทุกๆ 400,000 ปีโดยเฉลี่ย แต่เวลาดังกล่าวไม่สม่ำเสมอมากนัก เท่าที่เรารู้เช่นการผกผันแม่เหล็กไม่ก่อให้เกิดอันตรายใดๆ กับชีวิตบนโลกนี้และ ยังจะไม่เกิดขึ้นเป็นเวลาอย่างน้อยอีกพันปี

Magnetosphere
•ผืนแผ่นดินและใต้สมุทร

ดาวอังคาร และดาวศุกร์ มีภูเขาไฟ ภูเขาและหุบเขา โลกเราก็เช่นเดียวกัน ธรณีวิทยาของโลกจะรวมถึงเปลือกโลก (ทั้งทวีปและมหาสมุทร) โดยชั้นบนสุดที่เรายืนอยู่ จะถูกแบ่งออกเป็นแผ่นใหญ่ๆ ที่เรียกว่า แผ่นเปลือก (Plate) มีการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง แผ่นเปลือกสามารถจินตนาการคล้ายเปลือกไข่ต้ม ที่มีรอยแตกแยกแต่ไม่หลุดออกจากกันและสามารถขยับได้ การขยับนั้นคือการเกิดแผ่นดินไหว (Earthquake) การสั่นสะเทือนอย่างฉับพลันและรุนแรง ของพื้นดิน อันเป็นผลมาจากการเคลื่อนไหวภายในเปลือกโลกหรือการกระทำของภูเขาไฟ โลกมีมหาสมุทรครอบคลุมเกือบ 70% ของพื้นผิวโลก มีความลึกเฉลี่ยประมาณ 2.5 ไมล์ (4 กิโลเมตร) และมีน้ำ 97% โดยภูเขาไฟเกือบทั้งหมดของโลกถูกซ่อนอยู่ใต้มหาสมุทร เช่น ภูเขาไฟเมานาเคอา (Mauna Kea) ในฮาวายและสันเขาที่ยาวที่สุดในโลก อยู่ใต้น้ำด้านล่างของมหาสมุทรอาร์กติก และมหาสมุทรแอตแลนติกยาวถึง 65,000 กิโลเมตร

Earth Plate
Earth Atmosphere
•ชั้นบรรยากาศและท้องฟ้าในอวกาศ

บริเวณใกล้พื้นผิวโลกมีบรรยากาศ (Atmosphere) ที่ประกอบด้วยไนโตรเจน 78 % ออกซิเจน 21 % และก๊าซอื่น ๆ 1 % เช่น อาร์กอน คาร์บอนไดออกไซด์และนีออน ชั้นบรรยากาศโลกมีผลกระทบต่อสภาพอากาศในระยะยาวและสภาพอากาศในระยะสั้นของท้องถิ่น และชั้นบรรยากาศปกป้องเราจากรังสีที่เป็นอันตรายจำนวนมาก ที่มาจากดวงอาทิตย์ นอกจากนี้ยังช่วยปกป้องเราจาก สะเก็ดดาวตก อุกกาบาต ซึ่งส่วนใหญ่จะถูกเผาไหม้ในชั้นบรรยากาศหายไปก่อนตกสู่พื้นดิน

•ระบบการดำรงชีวิต

โลกมีอุณหภูมิที่อบอุ่นและผสมผสานสารเคมีที่ทำให้ชีวิตเป็นไปได้ที่นี่ สิ่งที่น่าสังเกตมากที่สุดคือโลกมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว ส่วนใหญ่ปกคลุมไปด้วยน้ำ เนื่องจากมี อุณหภูมิที่ร้อนและอบอุ่นช่วยให้น้ำอยู่ในสถานะของเหลวอยู่ในมหาสมุทรอันกว้างใหญ่ได้ยาวนาน โลกจึงเป็นสถานที่ที่สะดวกในการเริ่มต้นชีวิตขึ้นเมื่อราว 3.8 พันล้าน ปีก่อน

แต่ในอนาคตโลกกำลังจะเกิดปัญหาใหญ่ที่จะมีการเปลี่ยนแปลงจากภาวะโลกร้อน สภาพภูมิอากาศจะละลายน้ำแข็งขั้วโลกที่มีอยู่เป็นจำนวนมากละลายสู่มหาสมุทร ทำให้มีปริมาณน้ำเพิ่มขึ้นท่วมล้นไปสู่เกาะขนาดเล็กจมหายไปและพื้นที่เมืองชายฝั่งจะหายไปจำนวนมาก ทำให้พื้นที่อยู่อาศัยบนแผ่นดินน้อยลงในทางกลับกันจะมี ประชากรโลกเพิ่มทวีคูณ เกิดการแย่งชิงทรัพยากร น้ำ อาหาร และจะเกิดโรคระบาดการการอพยพถิ่นของสัตว์ป่าสู่เมืองเนื่องจากพื้นที่น้ำท่วม การกรณีดังกล่าว ได้เกิดขึ้นเรื่อยๆที่ละน้อย แบบที่เราไม่รู้สึกตัว หากไม่แก้ไขเรื่องโลกร้อนซึ่งมีที่มาจะก๊าซคาร์บอนที่เพิ่มปริมาณจากการเผาผลาญเชื้อเพลิง โรงงานไฟฟ้าและโรงงาน อุตสาหกรรม ปกคลุมโลกเกิดภาวะเรือนกระจก (Green house effect) ต่อไปโลกเราอาจจะไม่ต่างจากดาวศุกร์

•การสำรวจโลก

ในปัจจุบันนี้แม้ว่าเรามีแผนที่โลกครบถ้วนสมบูรณ์ แต่เรายังไม่สามารถสำรวจได้ครบถ้วนทุกพื้นที่ โดยเฉพาะในมหาสมุทรที่มีอาณาเขตกว้างใหญ่ปัญหาคือ ส่วนที่ลึกลงไปมากกว่า 10 กม.เป็นเรื่องยุ่งยากที่จะให้มนุษย์ลงไปได้ครอบคลุมทั้งโลก วิธีการสำรวจโลกจากอวกาศเป็นวิธีที่ได้ผลดีเพราะโลกที่เปลี่ยนแปลงตลอด เวลา เราต้องพยายามทำความเข้าใจความสมดุลที่ละเอียดอ่อนระหว่างมหาสมุทรอากาศ ผืนดินและชีวิต การสังเกตจากดาวเทียมทางวิทยาศาสตร์จำนวนมากเพื่อช่วย ในการศึกษาและคาดการณ์สภาพอากาศภัยแล้งมลพิษการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและปรากฏการณ์อื่น ๆ ที่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเศรษฐกิจและสังคม

Moon Village
•ดวงจันทร์ของโลก

โลกมีดวงจันทร์ (Moon) อย่างเป็นทางการ 1 ดวง ค่าเฉลี่ยระยะทางระหว่างโลกกับดวงจันทร์ คือ 238,855 ไมล์ (384,400 กิโลเมตร) ห่างออกไปนั่นหมาย ความว่าสามารถนำโลก 30 ดวงมาเรียงกันเป็นระยะทางระหว่างโลกกับดวงจันทร์ได้ บนดวงจันทร์ส่วนใหญ่เป็นหิน ที่มีองค์ประกอบทางเคมีเหมือนโลกน่าจะเป็นผล มาจากการชนกัน ระหว่างโลกและ ดวงจันทร์เมื่อหลายพันล้านปีที่ผ่านมา ขณะเมื่อโลกเป็น ดาวเคราะห์เล็กๆ มีก้อนหินยักษ์ในอวกาศพุ่งมาชนปะทะแลัวกระดอนออกไป ส่วนหนึ่งจึงมีเนื้อของโลกติดไปด้วย รวมกันและก่อตัวขึ้น ดวงจันทร์ของเรา มีรัศมี 1,080 ไมล์ (1,738 กิโลเมตร) และถูกดึงไว้ด้วยแรงโน้มถ่วงของโลกและหมุนโคจร ไปตามเส้นทางรอบๆโลก แบบพร้อมๆกันลักษณะถูกล็อควงโคจร ดังนั้นเราจึงเห็นดวงจันทร์จากโลกด้านเดียวเสมอ

และในวันหนึ่งข้างหน้าโดยองค์การอวกาศยุโรป (European Space Agency) กำลังดำเนินการ ตามแผนการที่จะจัดตั้งหมู่บ้านมนุษย์บน ดวงจันทร์ (Moon Village) และโบสถ์ เป็นฐานสำหรับวิทยาศาสตร์ ธุรกิจการทำเหมืองแร่และแม้แต่การท่องเที่ยว ในยุคใหม่แห่งการสำรวจ

Sunflower Academy

10 เรื่องสำคัญของโลก


1.ขนาด
โลกเป็นดาวเคราะห์มีขนาดใกล้เคียงดาวศุกร์ ถ้าดวงอาทิตย์ (Sun) ใหญ่ลูกฟุตบอล โลกจะมีขนาดเท่าหัวเข็มหมุด

2.ตำแหน่งในระบบสุริยะ
เป็นดาวเคราะห์ดวงที่อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่สาม ในระบบสุริยะ (Solar system) ของเรา ที่ระยะทางประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร (93 ล้านไมล์) หรือ 1 AU

3.วัน เดือน ปี
หนึ่งวันบนโลก (เวลาที่โลกจะหมุนรอบตัวเองหนึ่งครั้ง) ใช้เวลา 24 ชั่วโมง โลกมีวงโคจรสมบูรณ์ รอบดวงอาทิตย์ (เวลาที่โลกหมุนรอบ ดวงอาทิตย์หนึ่งครั้ง) ใช้เวลา 365 วัน

4.ลักษณะพื้นผิว สภาพแวดล้อม
โลกเป็นดาวเคราะห์หินพื้นผิวแข็งมีพลศาสตร์ (Dynamics) ของภูเขาหุบเขาที่ราบและอื่นๆอีกมากมายสิ่งที่ทำให้โลกแตกต่างจากดาวเคราะห์ ดาวอื่นคือ โลกเป็นดาวเคราะห์ที่มี มหาสมุทรที่เป็นของเหลว (น้ำ) ครอบคลุมพื้นผิว 70 %

5.บรรยากาศ
ชั้นบรรยากาศของโลก ประกอบด้วย ไนโตรเจน (N2) 78 % ออกซิเจน (O2) 21 % และส่วนผสมอื่นๆ 1 % เกิดสมดุลสมบูรณ์แบบสำหรับ การหายใจของระบบชีวิตต่างๆ ซึ่งดาวเคราะห์หลายดวงมีบรรยากาศแต่ไม่เหมือนโลก

6.ดวงจันทร์
โลกมีดวงจันทร์ 1 ดวง หรือบางครั้งเรียกว่าเป็นดาวบริวาร (Satellite) ก็ได้

7.วงแหวน
โลกไม่มีวงแหวน

8.ยานสำรวจ
มียานสำรวจและดาวเทียมสื่อสารเป็นจำนวนมากที่โคจรอยู่ในวงโคจรต่ำ และวงโคจรสูงเพื่อตรวจสอบ และสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์ร่วมถึง การเตือนภัยต่างๆ ที่จะเกิดขึ้นกับโลก โดยเฉพาะสถานีอวกาศนานาชาติ (International Space Station) หรือ ISS มีรหัสเรียกขานว่า Alpha STAR เป็นห้องปฏิบัติการลอยฟ้า ทดลองในอวกาศด้านต่างๆ ซึ่งโคจรรอบโลกที่ระยะสูงประมาณ 400 กิโลเมตร เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 27,744 กิโลเมตร/ชั่วโมง

9.เอื้อต่อระบบชีวิต
โลกมีความสมบูรณ์แบบสำหรับระบบชีวิตอย่างแท้จริง

10.สนามแม่เหล็กโลก
โลกมีขอบเขตสนามแม่เหล็ก (Magnetosphere) ที่แข็งแกร่งช่วยปกป้องพายุสุริยะ (Solar wind) และอันตรายจากรังสีอวกาศ