Osnovni podaci 

Zemlja je treći planet od Sunca. Udaljena je od Sunca oko 149 600 000 km ili 1 a.j. (astronomsku jedinicu). Zemljin promjer iznosi 12756 km, a masa joj je 5.972 x 10²⁴ kg. Gravitacija na površini je 9.81 m/s². Zemlja je sa svojih 5.5 g/cm³ najgušća od svih planeta.

Jedan Zemljin obilazak oko Sunca traje oko 365 dana i 6 sati, a za jedna okret oko svoje osi Zemlji je potrebno 23 sata 56 minuta i 4 sekunde.

Zemljin jedini prirodni satelit je Mjesec. Interakcija Zemlje i Mjeseca usporava Zemljinu rotaciju za oko 2 milisekunde po stoljeću. Prije 900 milijuna godina godina je bila podijeljena u 481 dan po 18 sati.

 

Unutrašnjost 

Znanstevnici su, uz pomoć izučavanja seizmičkih valova, koji nastaju nakon potresa, došli do zaključka da se naš planet sastoji od nekoliko slojeva različitih seizmičkih i kemijskih svojstava (slika 3.). Redom od središta nalaze se (u zagradama su navedeni udio u masi planeta i dubina):

Unutrašnja jezgra (1.7%, 5150 - 6370 km)
Unutarnja jezgra je, usljed velikog pritiska kojem je izložena, u krutom stanju. Temperatura u samom središtu Zemlje procjenjuje se na 7500 K, što je toplije od površine Sunce.

Vanjska jezgra (30.8%, 2890 - 5150 km)
Vanjska jezgra je građena od vruće, električki vodljive tekućine. Ovaj vodljivi sloj, zajedno sa brzom Zemljinom rotacijom, zaslužan je za stvaranje dinamo-efekta koji održava Zemljino magnetsko polje. Ovaj je sloj malo rjeđi od željeza što upućuje na postojanje promjesa, vjerojatno kisika i sumpora.

'D' sloj (3%, 2700 - 2890 km)
Ovaj je sloj debeo 200 do 300 kilometara. Seizmička mjerenja pokazuju da je ovaj sloj kemijski različit od donjeg omotača. Nastao je taloženjem tvari iz donjeg omotača ili izranjanjem lakših materijala iz jezgre.

Donji omotač (49.2%, 650 - 2700 km)
Ovaj se sloj vjerojatno sastoji od silicija, magnezija i kisika, te ponešto željeza, kalcija i aluminija. Do ovih su ideja znanstvenici došli pretpostavljajući da Zemlja ima isti međusobni omjer elemenata kakav nalazimo na Suncu i u primitivnim meteoritima.

Prijelazno područje (7.5%, 400 - 650 km)
Ovaj sloj, koji se još naziva i mezosfera, izvor je bazaltne magme. Pored magme, sloj sadrži kalcij i aluminij.

Gornji omotač (10.3%, 10 - 400 km)
U dijelovima ovog sloja iskopanim iz erodiranih planina pronađeni su minerali olivin (Mg,Fe)₂SiO₄ i Piroksin (Mg,Fe)SiO₃. Dio gornjeg omotača koji se naziva astenosfera možda je djelomično otopljen. Između gornjeg omotača i kore nalazi se Moho-sloj, koji je dobio ime po našem Andriji Mohorovčiću. Ovaj se sloj još zove i Mohorovčićev diskontinuitet.

Oceanska kora (0.099%, do 10 km)
Oceanska je kora znatno tanja od kontinentalne. Sustav vulkanskih pukotina na dnu oceana ukupne duljine 40 000 km stavra godišnje 17 km³ nove kore i razmiče staru koru uzrokujući time pomake tektonskih ploča. Ove pukotine nazivaju se oceanski hrptovi. Srednjoatlantski hrbat odgovoran je za udaljavanje Afrike i Južne Amerike. Pored ovog, veći hrptovi su Atlantsko-indijski, Istočni tihooceanski, Srednjoindijski, Indijsko-Antarktički i drugi.

Kontinentalna kora (0.374%, do 50 km)
Kontinentalnom korom dominira kvarc (Silicij-dioksid, SiO₂) i feldspar (prevoditelji, molim pomoć).

Kora i gornji omotač zajedničkim imenom zovemo litosfera.

Zemljina je površina vrlo mlada. U samo 500 milijuna godina (malo po astronomskim standardima), erozija i tektonski procesi potpuno promijene Zemljinu površinu. Zemlja, u usporedbi s ostalim terestričkim planetima, ima vrlo malo jasno uočljivih udarnih kratera, što zasigurno ne znači da smo mi toga bili pošteđeni, već samo pokazuje brzinu mijenjanja Zemljine površine.

Gledano u globalu, Zemljin kemijski sastav (po masi) je: željezo 34.6%, kisik 29.5%, silicij 15.2%, magnezij 12.7%, nikal 2.4%, sumpor 1.9%, titanij 0.05% itd...

Drugi terestrički planeti također imaju sličnu strukturu i sastav sa određenim razlikama: Mjesec ima mnogo manju jezgru, Merkur ima iznimno veliku jezgru u odnosu na promjer cijelg planeta, Mjesec i Mars imaju mnogo deblji omotač a Merkur i Mars nemaju (prema kemijskim svojstvima) jasno izraženu koru. Venera je najsličnija Zemlji, no njena je kora nešto deblja i čvršća.

Tektonika 

4. Tektonske ploče

Za razliku od ostalih terestričkih planeta, Zemljina je kora podijeljena na 8 manjih i dvadesetak tektonskih ploča koje plutaju na otopljenom omotaču. Teorija koje opisuje ovo gibanje naziva se Tektonika ploča.

Dva su glavna procesa odgovorna za gibanje ploča: stvaranje nove kore od magme koja izvire iz vulkanskih pukotina na dnu oceana i podvlačenje jedne ploče ispod druge. Vruća novostvorena kora nastaje na oceanskim hrptovima, te zatim putuje po oceanskom dnu do ruba svoje ploče, do zone podvlačenja, nakon čega ponire u omotač gdje se uništava. Ploča koja ponire otapa se u omotaču i tako ga hladi. Tektonske ploče gibaju se brzinom 5 do 10 cm u godini.

Susjedne ploče mogu se sudarati i stvarati nove planinske lance, pa su tako Himalaje nastale sudarom Indijskog podkontinenta sa Eoroazijskom pločom, Ande sudarom Južno Američke i Nazca ploče, a Rocky Mountains sudarom Tihooceanske i Sjeverno Američke ploče. Na nekim mjestima ploče klize jedna pored druge. Primjer ovakvog gibanja je San Andreas Fault u Kaliforniji (SAD).

Osam je velikih tektonskih ploča (slika 4.):
- Sjeverno Američka (Sjeverna Amerika, sjeverozapadni Atlantski ocean i Grenland)
- Južno Američka (Južna Amerika i jugozapadni Atlantski ocean)
- Antarktička (Antarktika i tzv. Južni Ocean)
- Eurazijska (sjeveroistočni Atlantski ocean, Europa i Azija bez Indije)
- Afrička (Afrika, jugoistočni Atlantski ocean i zapadni Indijski ocean)
- Indijsko-Australska (Indija, Australija, Novi Zeland i većina Indijskog oceana)
- Istočnopacifička ili Nazca (istočni Tihi ocean uz Južnu Ameriku)
- Pacifička ili Tihooceanska (veći dio Tihog oceana i istočna Kalifornija)

Pored ovih 8, postoji još dvadesetak manjih ploča (Arapska, Cocos, Filipinska, Anatolijska, Karipska, Somalijska ...). Potresi su najčešći na granicama ploča.

Vulkanizam 

Vulkani su imali, i još uvijek imaju, vrlo važnu ulogu u formiranju Zemljine površine. Više od 80% Zemljine površine vulkanskog je porijekla. Emisije plinova iz vulkanskih grotla stvorili su Zemljinu sekundarnu atmosferu (prva je bila od vodika i kratko je trajala) i oceane, što je omogućilo nastanak života. Tokom milijuna godina, vulkanske su erupcije stvorile mnoge planine, platoe i ravnice. Vulkanski je pepeo izuzetno plodan, pa je vjerojatno to razlog zbog čega, po nekim procjenama, čak 10% stanovništva živi u blizini aktivnih vulkana.

Atmosfera i oceani 

5. Zemljina atmosfera

Zemljina atmosfera je po svom sastavu 77% dušik, 21% kisik te argon, ugljični dioksid i vodena para u tragovima. Neposredno nakon nastanka Zemlje vjerojatno je bilo mnogo više ugljik-dioksida, te jako malo kisika, no pojavom života, sastav atmosfere se počeo mijenjati u korist kisika. Ugljik-dioksid je većim dijelom pohranjen u karbonatnim stijenama, te nešto manje u oceanima. Mali dio ugljik-dioksida koji je preostao u atmosferi iznimno je važan za održavanje efekta staklenika bez kojeg bi prosječna temperatura na površini bila -21°C, umjesto sadašnjih +14°C.

Prisutnost slobodnog kisika vrlo je neobična, jer je kisik jako reaktivan plin koji bi, bez života na Zemlji, brzo reagirao s drugim kemijskim elementima.

Čak 71% površine Zemlje prekriveno je vodom. Zemlja je jedini planet u Sunčevom sustavu na kojemu voda na površini može biti u tekućem stanju. Pored toga što je nužna za kemiju živih bića, voda je i dobar spremnik topline. Bez ovolikih količina vode na površini, raspon temperatura na Zemlji bio bi mnogo širi.

Zemljina se atmosfera može podijeliti u nekoliko slojeva:

Troposfera je najdonji dio atmosfere, te stoga i najgušći. Na ovaj sloj otpada 80% mase atmosfere. Troposfera je najtanja u polarnim krajevima (oko 8 km), a najdeblja na ekvatoru (oko 16 km). U ovom sloju temperatura s visinom opada, a vjetrovi jačaju. Ovaj sloj sadrži i znatne količine vlage, i u njemu se zbivaju sve pojave vezane uz vrijeme. Troposferu od stratosfere odvaja tropopauza.

Stratosfera sadrži male, ali značajne količine ozona koji nas štiti od štetnih zračenja iz svemira. U donjem dijelu stratosfere temperatura je uglavnom stalna. U ovom sloju vladaju snažni vjetrovi koji pušu brzinama od nekoliko stotina km/h. U gornjim slojevima stratosfere s porastom visine temperatura postepeno raste do maksimuma u stropopauzi.

Mezosfera donosi nagli pad temperature s visinom do minimuma koji se nalazi na visini od 85 km. Iznad te visine, koja se naziva mezopauza, počinje ionosfera.

Ionosfera (ili termosfera) sadrži ione, električki nabijene čestice. U ovom sloju temperatura opet raste do visine od 400 km, tj. do termopauze. U ovom se sloju stvara polarna svjetlost.

Egzosfera je rijedak sloj iznad 400 km visine u kojem tlak opada do pravog vakuuma. Ovaj se sloj može smatrati prijelazom između Zemljine i Sunčeve atmosfere.

 

Magnetsko polje 

6. Van Allenovi pojasevi

Zemlja ima skromno magnetsko polje koje nastaje usljed električnih struja u vanjskoj jezgri. Međudjelovanje sunčevog vjetra, Zemljinog magnetskog polja i Zemljine ionosfere stvara se polarna svjetlost ili aurora.

Međudjelovanje Zemljinog magnetskog polja i sunčevog vjetra također stvara i Van Allenove pojaseve (slika 6.), par prstenova od ioniziranog plina zarobljenog u orbiti oko Zemlje. Vanjski se prsten proteže između visina od 19 000 i 41 000 km, dok se unutrašnji nalazi između visina od 7 600 i 13 000 km. Van Allenove je pojaseve otkrio američki satelit Explorer 1. Druga istraživanja uz pomoć satelita pokazala su da je Zemljino magnetsko polje, pod utjecajem sunčevog, izobličeno u oblik kapljice.