شناخت زمین: از هستهٔ داغ تا آسمان آبی

## زمین چه شکلی دارد؟
زمین تقریباً گرد است، ولی دقیقاً کره نیست. شکل زمین کروی‌ای است که به‌علت چرخش در قطب‌ها کمی پهن شده؛ شعاع آن در استوا حدود ۲۱ کیلومتر بیشتر از شعاع قطبی است. این اختلاف نسبت به اندازهٔ زمین ناچیز است، اما در نقشه‌برداری و ماهواره‌ها مهم است. زمین حدود ۴٫۵ میلیارد سال سن دارد و در این مدت دگرگونی‌های بزرگی از سر گذرانده است.

## زمین از درون چگونه است؟
زمین از چند لایه تشکیل شده است. در ساختار درونی زمین پوستهٔ نازک و سنگی بیرونی بر گوشتهٔ ضخیم، که حدود ۲۹۰۰ کیلومتر ژرفا دارد، قرار گرفته است. زیر آن هستهٔ بیرونی مایع و هستهٔ درونی جامد قرار دارند که هر دو عمدتاً از آهن و نیکل‌اند. جابه‌جایی فلز مایع هستهٔ بیرونی، میدان مغناطیسی زمین را می‌سازد که از ما در برابر ذرات خورشیدی حفاظت می‌کند و شفق را پدید می‌آورد.

## چرا زمین‌لرزه و آتشفشان رخ می‌دهند؟
پوستهٔ زمین یکپارچه نیست و از ورقه‌های بزرگی ساخته شده که سالانه چند سانتی‌متر جابه‌جا می‌شوند. زمین‌ساخت ورقه‌ای توضیح می‌دهد که این ورقه‌ها در مرزهایشان از هم دور می‌شوند، به هم می‌خورند یا کنار هم می‌لغزند. بیشتر پدیده‌های بزرگ زمین‌شناختی، از رشته‌کوه‌ها تا فعالیت‌های لرزه‌ای، در همین مرزها رخ می‌دهد.

وقتی تنش انباشته در سنگ‌ها ناگهان آزاد شود، زمین‌لرزه رخ می‌دهد. بزرگی آن را در گذشته با مقیاس ریشتر می‌سنجیدند که لگاریتمی است: هر یک واحد افزایش به معنای دامنهٔ لرزه‌ای ده برابر و انرژی حدود ۳۲ برابر است. امروزه لرزه‌شناسان بیشتر از بزرگای گشتاوری استفاده می‌کنند.

آتشفشان هم معمولاً نزدیک مرز ورقه‌ها یا روی نقاط داغ گوشته پدید می‌آید و مواد مذاب را از ژرفا به سطح می‌آورد. اگر زمین‌لرزه‌ای بزرگ در کف دریا رخ دهد و بستر را جابه‌جا کند، ممکن است سونامی ایجاد شود؛ موجی بلند که در دریای باز کم‌ارتفاع ولی بسیار سریع است و نزدیک ساحل بالا می‌آید.

## جو زمین چگونه لایه‌لایه است؟
جو زمین از چند لایه تشکیل شده و هر لایه ویژگی خودش را دارد. لایه‌های جو زمین از پایین عبارت‌اند از وردسپهر که ابر و هوا در آن رخ می‌دهد، پوشن‌سپهر، میان‌سپهر، گرم‌سپهر و برون‌سپهر. هوا حدود ۷۸ درصد نیتروژن و ۲۱ درصد اکسیژن است.

در پوشن‌سپهر لایهٔ ازن قرار دارد که بیشتر پرتو فرابنفش زیان‌بار خورشید را جذب می‌کند. در دهه‌های ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰ ترکیبات صنعتی آن را نازک کردند و توافق جهانی مونترال در سال ۱۹۸۷ به ترمیم تدریجی آن کمک کرد.

## چرا آسمان آبی است و رنگین‌کمان رنگی؟
آبی بودن آسمان نتیجهٔ پراکندگی نور خورشید در مولکول‌های هوا است. نور آبی با طول موج کوتاه بسیار بیشتر از نور قرمز پراکنده می‌شود، پس از همهٔ جهت‌ها به چشم ما می‌رسد. هنگام غروب، نور از مسیر بلندتری در جو می‌گذرد و بیشتر آبی‌اش پراکنده شده است؛ پس آسمان سرخ می‌شود.

رنگین‌کمان وقتی پدید می‌آید که نور خورشید وارد قطره‌های باران شود، در آن بشکند، بازتاب شود و دوباره بشکند و رنگ‌هایش از هم جدا شوند. در هنگام دیدنش خورشید باید پشت سر ناظر باشد. آذرخش هم تخلیهٔ الکتریکی عظیمی بین ابر و زمین یا بین ابرهاست که دمای مسیرش به حدود ۳۰ هزار درجهٔ سانتی‌گراد می‌رسد و هوا را ناگهان منبسط می‌کند؛ صدای تندر از همین است.

## هوا و اقلیم چگونه تغییر می‌کنند؟
دمای سیاره را بخشی از گازهای جو، مثل بخار آب و دی‌اکسیدکربن، تنظیم می‌کنند. اثر گلخانه‌ای پدیده‌ای طبیعی است که گرمای بازتابیده از سطح زمین را نگه می‌دارد و بدون آن میانگین دمای زمین حدود ۱۸ درجهٔ سانتی‌گراد زیر صفر می‌بود. تغییر اقلیم امروزی عمدتاً از افزایش این گازها در اثر سوختن سوخت‌های فسیلی می‌آید: غلظت دی‌اکسیدکربن از حدود ۲۸۰ ppm پیش از انقلاب صنعتی به بیش از ۴۲۰ ppm رسیده است.

اقلیم همیشه تغییر کرده است؛ شناخت گذشته‌های دور با مقیاس زمان زمین‌شناسی انجام می‌شود که تاریخ زمین را به دوران‌ها و دوره‌ها تقسیم می‌کند. از نقاط عطف آن، برخورد سیارکی که حدود ۶۶ میلیون سال پیش دهانهٔ چیکشولوب را ساخت و با انقراض دایناسورها همراه بود. نیرویی که اقیانوس‌ها را به حرکت درمی‌آورد هم از جنس دیگری است؛ جزر و مد نتیجهٔ کشش ماه و خورشید است.

## چرا شناخت زمین اهمیت دارد؟
شناخت زمین فقط کنجکاوی علمی نیست و مستقیم به ایمنی و زندگی مربوط است. دانستن اینکه گسل‌ها کجا هستند به ساخت ساختمان مقاوم کمک می‌کند، و پایش آتشفشان‌ها و دریاها هشدار زودهنگام می‌دهد. همین دانش به ما می‌گوید سیاره‌ای که روی آن زندگی می‌کنیم چقدر پویاست: قاره‌ها حرکت می‌کنند، جو تغییر می‌کند و اقیانوس‌ها با هوا در تبادل‌اند.

از دید نجوم هم، زمین تنها سیارهٔ شناخته‌شده‌ای است که زندگی در آن پدید آمده. برای همین دانشمندان هنگام بررسی سیاره‌های دیگر، آن‌ها را با زمین مقایسه می‌کنند و می‌پرسند کدام ویژگی‌های زمین، مثل جو، میدان مغناطیسی، آب مایع و زمین‌ساخت ورقه‌ای، برای حیات لازم‌اند. هرچه زمین را بهتر بشناسیم، جست‌وجو برای جاهای دیگر هوشمندانه‌تر می‌شود.

## پرسش‌های رایج
### زمین‌لرزه‌ها چرا رخ می‌دهند؟
چون تنش در سنگ‌های پوستهٔ زمین، به‌خصوص نزدیک مرز ورقه‌ها، انباشته می‌شود و ناگهان آزاد می‌شود. این رهایی انرژی به صورت امواج لرزه‌ای پخش می‌شود.

### بزرگی زمین‌لرزه چگونه سنجیده می‌شود؟
با مقیاس‌هایی لگاریتمی مثل ریشتر یا بزرگای گشتاوری. هر یک واحد افزایش یعنی دامنه ده برابر و انرژی حدود ۳۲ برابر.

### لایهٔ ازن چه کاری می‌کند؟
لایهٔ ازن بخش بزرگی از پرتو فرابنفش خورشید را جذب می‌کند و از موجودات زنده محافظت می‌کند. امروز بر اثر توافق‌های جهانی در حال بهبود تدریجی است.

### چرا آسمان در غروب سرخ می‌شود؟
چون نور خورشید راه درازتری در جو طی می‌کند و بیشتر نور آبی‌اش در مسیر پراکنده می‌شود. نور قرمز و نارنجی بیشتر به ما می‌رسد.

### اثر گلخانه‌ای خوب است یا بد؟
اثر گلخانه‌ای طبیعی برای زندگی لازم است چون زمین را گرم نگه می‌دارد. مشکل افزایش شدید گازهای گلخانه‌ای است که اقلیم را گرم‌تر می‌کند.