Välkommen till hemsidan som handlar om
Historia
Jorden
| Uppdaterad
|
|
Inledning
Den grekiske filosofen Phytagoras (580-495 f. Kr.) ansåg att Jorden var rund och roterade runt sin axel. Den grekiske astronomen Aristarkos från Samos (310-230 f. Kr.) ansåg att Jorden kretsar runt Solen (Samos är en ö i Egeiska havet).
Nikolaus Kopernikus (1473-1543) bok "Sex böcker om de himmelska kretsloppen" (De revolutionibus orbium coelestium libri VI), 1543 beskriver den revolutionerande idén att det är solen som är mittpunkten i vårt solsystem och inte jorden. Jorden är rund och snurrar runt solen.
Universum
The Big Bang
Universum bildades genom "The Big Bang" (Stora Smällen) för 13,7 miljarder år sedan (13,7 Ga). De flesta rymdforskare ansluter sig till denna teori.
Universum har expanderat lika mycket i alla riktningar sedan denna Big Bang inträffade. Denna expansion förklaras med inflationsteorin som säger att expansionen ökade, omedelbart efter Big Bang, med 1028 gånger.
All energi och materia före Big Bang var samlat i en ofattbar liten dimension (singulariteten) med högsta densitet och temperatur.
Universum består nu av "vanlig materia" 5%, "mörk materia" 20% och "mörk energi" 75%. Det är bara "vanlig materia" som vi kan se.
Det finns två typer av partiklar: materiepartiklar och kraftpartiklar. Materians struktur (vanlig materia) är uppbyggd enligt standardmodellen (av molekyl, atom, atomkärna, proton, neutron och kvark).
Forskarna vet inte vad "mörk materia" och "mörk energi" består av men dessa är inte uppbyggda som "vanlig materia".
CERN
Med hjälp av partikelacceleratorn Large Hadron Collider (LHC) vid le Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (CERN), som är världens största partikelfysiklaboratorium, i Geneve, Schweiz hoppas forskarna att lösa denna gåta samt hitta den svårfångade partikeln Higgs (Higgsboson som skapar all massa) samt eventuella dolda dimensioner och supersymmetri (SUSY).
Partikeln Higgs är varken en materiepartikel eller en kraftpartikel. Är supersymmetri förklaringen till de fyra naturkrafter som styr allt omkring oss: gravitation, stark kraft, svag kraft och elektromagnetisk kraft?
Vid "The Big Bang" bildades lika stor mängd materia som antimateria. De är nästan identiska men med motsatt elektrisk
laddning. Materia och antimateria förgör varandra. Men materian fick ett litet övertag vilket forskarna inte har någon förklaring till. Tack vare detta kunde vårt universum skapas.
Forskarna vid forskningslaboratoriet CERN vill också veta vart all antimateria har tagit vägen. De har fångat atomer av antimateria som kanske kan ge svaret på universums skapelse. Dessutom vill forskarna få kunskaper om kvarkgluonplasma.
Efter The Big Bang
Omedelbart efter "The Big Bang" inleddes den mörka perioden (dark ages) då varken stjärnor eller galaxer existerade. Universum bestod av kvarkgluonplasma som var en extremt varm och tät partikelsoppa (100 000 gånger varmare än vår Sol).
Under första sekunden (0,01 millisekunder) efter " The Big Bang" bildades först gravitation och dessutom alla övriga elementarpartiklar. Sedan alla partiklar (protoner och neutroner) som har byggt upp Universum. Efter tre sekunder bildades enkla atomkärnor. Efter 380 000 år bildades enkla atomer (väte, helium och litium).
Stjärnor
200 miljoner år efter "The Big Bang" skapades de första stjärnorna i det nya ljusare Universum. Dessa var dock väldigt instabila och blev kortlivade. De sprängdes sönder men stoftet efter dessa stjärnor innehöll nu andra grundämnen än väte, helium och litium. Dessa grundämnen blev nu byggstenarna som har skapat komplexa livsformer som Homo sapiens, materia som olika metaller och gaser som syre.
Galaxer
Professor Garth Illingworth vid "University of California, Santa Cruz" och astronomen Rychard J. Bouwens vid "Leiden University" i Nederländerna och deras forskningskollegor har hittat en galax som befinner sig 13,2 miljarder ljusår från Jorden.
Deras forskning, med hjälp av Hubble-teleskopet, visar att efter 480–650 miljoner år ökade antalet stjärnfödslar kraftigt. Dessa stjärnor hade bildat en galax efter 480 miljoner år men efter 650 miljoner år hade stjärnorna bildat 47 galaxer, enligt galaxstudierna.
Galaxhopar
En galaxhop består av flera galaxer som bildar en grupp. Det är den största kända fysiska objektet i Universum. Den hålls ihop genom tyngdkraften och mörk materia.
Galaxhopen, El Gordo (den tjocke), finns sju miljarder ljusår från Jorden är den hittils stösta galaxhop som forskarna har upptäckt. Galaxhopens massa är 2 miljarder miljoner gånger vår solens massa. Varav 1 % är stjärnor. Resten är mörk materia. Galaxhopens diameter är åtta miljoner ljusår. Vilket är sjuttio gånger större än Vintergatans diameter.
Troligtvis finns nu 100-400 miljarder galaxer (stjärnhopar) med 100-400 miljarder stjärnor i varje galax. Forskarna har ingen bra förklaring till varför galaxer och galaxhopar har bildats.
Forskarna anser att den "mörka materian" bildar och håller ihop galaxer och galaxhopar. Den "mörka energin" däremot fyller rymden mellan galaxerna. Det är därför som galaxer och galaxhopar avlägsnar sig från varandra och därmed att Universum i accelerande hastighet expanderar.
Exoplaneter
Enligt "The Extrasolar Planets Encyclopaedia" har forskarna upptäckt, under 1988-2012, 763 st exoplaneter (extrasolär planet, vilket menas att planeten ligger utanför vårt solsystem). De flesta ligger inom 300 ljusår från vår sol (ljusets hastighet är 299 792,5 kilometer per sekund).
Forskarna skall nu försöka fastställa om planeterna även kan vara beboeliga. För att liv, som vi nu vet, skall finnas krävs kol och andra grundämnen, flytande vatten eller annan löslig vätska och energi (solenergi).
Ett internationellt forskarlag anser att det finns 60 miljarder exoplaneter inom vår galax (Vintergatan) som liknar vår planet. Forskarna använder HARPS-spektografen vid La Silla-observatoriet i Chile vid sin forskning om exoplaneter.
Exoplaneten Gliese 581g
En sådan tänkbar planet är Gliese 581 g som ligger 20 ljusår från vårt solsystem. Den och ytterligare fem planeter tillhör solsystemet Gliese 581. Denna stjärna är en röd dvärg och har en massa som är en tredjedel av vår sol.
Det är Keck-observatoriet på berget Mauna Kea, Hawaii som har upptäckt exoplaneten. Gliese 581 g har en massa som är tre gånger så stor som Jordens. Planeten ligger så nära sin sol att den har en omloppstid runt solen på endast 37 dygn. Planetens rotation är betydligt lägre än Jordens vilket innebär att planeten har ena halvan nästan ständigt mot solen medan andra halvan ligger i mörker. Temperaturen på planeten beräknas vara mellan -31 och -12 grader Celsius.
Forskarna, från University of California och Carnegie-institutionen i Washington, anser att chansen till liv på planeten är 100%.
Exoplaneten HD 85512b
Forskare vid Europeiska sydobservatoriet har upptäckt en tänkbar planet, HD 85512b, med förutsättningar för liv. Planeten finns inom stjärnsystemet HD 85512 vars sol liknar vår men är mindre.
Planetens massa är 3,6 gånger större än Jorden och är troligen en stenplanet. Den ligger 35 ljusår från oss.
Exoplaneten Kepler 22b
Med hjälp av Keplerteleskopet har forskare upptäckt en annan tänkbar kandidat, Kepler 22b. Forskarna anser att temperaturen på planetens yta borde vara den samma som på Jorden.
Kepler 22b är 2,4 gånger större än Jorden. Dess färd runt sin stjärna tar 290 dagar och denna stjärna är nästan identisk med vår sol. Exoplaneten befinner sig 600 ljusår från Jorden.
Forskarna vid Nasa Ames Research Center i Kalifornien hoppas kunna beräkna planeten massa under år 2012. Då kan forskarna avgöra om planeten består av gas, sten eller vätska.
Jordens plats i Universum
Lokala superhopen
Vår galaxhop "Lokala galaxhopen" ingår i den Lokala superhopen. Den har formen av en utplattad skiva med en diameter på 100–200 miljoner ljusår. Den lokala superhopen består av 100 galaxhopar med totalt cirka 10 000 galaxer. Den lokala galaxhopen ligger i ena kanten av den lokala superhopen 70 miljoner ljusår från dess mittpunkt.
Lokala galaxhopen
Vår galax Vintergatan ingår i galaxhopen "Lokala galaxhopen" tillsammans med Andromedagalaxen (M31), Triangelgalaxen (M33), Magellanska molnen (Stora Magellanska molnet, Lilla Magellanska molnet och Magellanska strömmen som är ett vätgasmoln som sammanbinder de två Magellanska molnen med Vintergatan) och ungefär femtio galaxer till. Andromedagalaxen och Triangelgalaxen är som Vintergatan spiralgalaxer. Dessa tre är de största galaxerna i Lokala galaxhopen. De andra galaxerna är satellitgalaxer som snurrar runt någon av dessa tre spiralgalaxer.
Lokala galaxhopen är 10 miljoner ljusår i diameter. Vintergatan och de övriga galaxerna i Lokala galaxhopen är på väg mot varandra och kommer att bilda en enda galax om sju miljarder år.
För 6-9 miljarder år sedan kolliderade Vintergatan med en dvärggalax. Resterna av denna dvärggalax finns i Helmiströmmen, som består av en grupp stjärnor från denna dvärggalax, som har en omloppsbana runt vår galax, Vintergatan.
Vårt solsystem
Vårt solsystem ingår i spiralgalaxen Vintergatan som består av fem spiralarmar. Vintergatan är 150 000 ljusår i diameter och 1 000 ljusår tjock. Vårt solsystem ligger 28 000 ljusår från Vintergatans centrum. Vintergatan bildades för 9,2 Ga sedan och består av 200-400 miljarder stjärnor (solar).
Vårt solsystem är beläget i den yttre spiralarmen (Orionarmen). Vårt solsystem bildades för 4,567 Ga sedan och kommer att försvinna när Solen har förbränt sitt helium om 5 Ga. Solen kommer, i slutet av sin livscykel, att svälla upp till en röd jätte innan den kollapsar och bildar en Planetarisk nebulosa med en vit dvärg i centrum.
Alpha Centuari är vårt solsystems närmaste grannstjärna 4,2 ljusår.
Vårt solsystem var först ett gasmoln men på grund av gravitationen slogs stoftpartiklar ihop i gasmolnets centrum och vår Sol bildades. Efter tre miljoner år hade det bildats tjugo planeter runt Solen och efter 30 miljoner år hade dessa planeter kolliderat med varandra så det återstod åtta planeter runt vår Sol.
Vårt solsystem består av Solen, åtta planeter, dvärgplaneter, små planeter, kometer, interplanetärt stoft och solvinden.
Jorden är den tredje planeten från Solen räknat. Jordens bana kring solen är svagt elliptisk. Jordens rotation runt sin egen axel har blivit långsammare. För tre miljarder år sedan anser forskare att Jorden roterade runt ett varv på 16 timmar medan idag tar det 24 timmar.
Planeter
Närmast Solen kretsar Merkurius, Venus, Jorden och Mars. Dessa fyra stenplaneter består av en fast kropp. Medan Jupiter, Saturnus, Uranius och Neptunius är gasjättar. Många av dessa planeter har en eller flera månar som kretsar runt "sin" planet.
Mars är vårt solsystems näst minsta planet. Planeten har fått sitt namn efter den romerska krigsguden Mars. Eftersom planetens yta består av en stor mängd järnoxid så är Mars röd. Planetens yta har ett stort antal vulkaner, dalgångar och vidsträckta slätter.
Jordens måne
Jordens måne har en svagt elliptisk bana runt jorden. När månen är som närmast Jorden så är avståndet 356 400 kilometer och som längst ifrån Jorden 406 700 kilometer. Månen, tillsammans med Solen och Jordens rotation samt jordaxelns lutning, spelar en viktig roll för tidvattnet på Jorden. Men även det varierande avståndet till månen och solen samt deras banors lutning påverkar tidvattnet på Jorden.
Jordens måne bildades troligtvis när en planet (Theia), i Mars storlek, kolliderade med Jorden för 4,5 miljarder år sedan (4,5 Ga). Som en effekt av denna kollission ökar avståndet mellan Jorden och månen med 3,8 cm per år. Dessutom påverkas Jorden av månen så att Jordens rotation går 2 millisekunder långsammare per hundra år.
Dvärgplaneter
Dvärgplaneter har en nästan rund form och ligger i en omloppsbana kring solen. Den har inte rensat sitt närområde i omloppsbanan och är inte en naturlig satellit. Forskarna vet att det finns fem dvärgplaneter Pluto (ligger i Kuiperbältet), Ceres (ligger i asteroidbältet), Eris (ligger i Kuiperbältet), Makemake (ligger i Kuiperbältet) och Haumea (ligger i Kuiperbältet).
Små planeter
Planeter som har en liten diameter kallas små planeter. Men till skillnad från kometer finns inget gasutflöde som hos kometer.
De flesta kända småplaneterna rör sig i banor mellan Mars och Jupiter och kallas asteroider (asteroidbältet). En mindre grupp småplaneter är Trojanerna som finns i planetens Jupiters omloppsbana runt Solen.
En grupp småplaneter som finns straxt bortom planeten Neptunus bana vilka kallas Kuiperbältet. I detta bälte finns fler småplaneter än vad som finns i asteroidbältet.
Det finns även småplaneter som korsar planeternas banor och utsätts för stora kaotiska banförändringar.
Kometer
En komet är en mindre himlakropp som kretsar runt solen i en elliptisk bana. Den består av en kärna av is, stoft och mindre stenpartiklar. När kometen kommer närmre Solen och värms upp bildas en koma (svans) genom att delar av kärnan smälter eller förgasas.
De flesta kometer kommer från Oorts kometmoln som ligger 0.8 till 1.6 ljusår från solen. Detta moln är slutet på vårt solsystem. Det består av rester från solsystemets bildande. Många observerade kometer tros vara delar av Oorts kometmoln som störts i sin bana och fallit in mot det inre av solsystemet. Detta kan förklara hur det fortfarande kan finnas kometer trots att de förångas snabbt när de börjat gå i en snävare bana kring solen. Antalet kometer i molnet uppskattas till flera biljoner.
Interplanetärt stoft
Med interplanetärt stoft menas mikroskopiska partiklar som rör sig i banor kring solen. Dessa finns överallt i solsystemet men mest i närheten av planeternas banor. Jordklotet sveper varje dygn upp flera ton stoft vars banor korsar jordens. Detta kan uppsamlas som s.k. mikrometeoriter från stratosfärsflygplan och ballonger och underkastas laboratorieanalys.
Solvinden
Solvinden består av partiklar (elektroner och protoner) som ständigt strömmar från solen ut i solsystemet. Solens totala förlust av massa är ca 1 miljon ton/s.
Solens påverkan
Livsformerna på jorden är beroende av solens utstrålning av energi. Men solen påverkar jorden även på ett negativt sätt. Solens yta har olika tempraturer. De kallare delarna kallas solfläckar. Intensiteten i solfläcksaktiviteten på Solen genomgår en 11 års cykel.
Antalet solfläckar påverkar jordens klimat. Solens extra energimängd värmer dels upp luften på 2-3 mils höjd över jorden och dels havsytan vid den tropiska delen av Stilla havet detta ökar avdunstningen från havet. Båda dessa processer skapar dels mer regn på vissa håll och mer kallare perioder på andra håll.
Den brittiske astronomen Edward Walter Maunder (1851-1928) var solforskare. Han studerade framförallt solfläckar.
1893 studerade han solfläcksaktiviteten under perioden 1645–1710. Under 32 år fanns inga solfläckar alls resten av perioden var det ovanligt få solfläckar. Denna period kallas "Maunders minimum".
Tidsperioden sammanföll med jordens "Lilla istiden", 1430–1850. Klimatet på jorden kännetecknades av osedvanligt kalla, långa vintrar och svala, regniga somrar. Sveriges kung Karl X kunde gå över Stora Bälts is med sin armé år 1658.
Solvinden
Solvinden är ett flöde av laddade partiklar (elektroner och protoner och mindre mängder av tyngre partiklar) och magnetfältslingor som strålar ut från solen och ut i solsystemet. Solen förlorar massa, genom solvinden, med 1 miljon ton/s. Hastigheten på solvinden vid jordbanan är 450 km/s. Solvinden varierar kraftigt med fysiska händelser, solutbrott som är urladdningar eller väldiga explosioner av plasma, på solytan.
Kosmisk strålning
Kosmisk strålning består huvudsaklingen av protoner (90%) som med nära ljusets hastighet rör sig genom universum. Strålningen kommer från andra solsystems stjärnor, supernovor, neutronstjärnor, pulsarer och kvasarer.
Miljarder neutriner regnar hela tiden över jorden. Men eftersom dessa elementarpartiklar är små och elektriskt neutrala förflyttar de sig rakt igenom vårt jordklot utan att träffa andra partiklar.
Supernovan SN 1987A
Ljuset från en supernova, SN 1987A i Stora Magellanska molnet som ingår i Lokala galaxhopen, nådde Jorden den 23 februari 1987. Eftersom avståndet till supernovan är 168 000 ljusår inträffade händelsen för 168 000 år sedan. Tre timmar innan man observerade ljuset ökade den kosmiska strålningen av neutriner på Jorden.
Elementarpartiklar
Elementarpartiklar (materiens minsta bestånsdelar) är dels bosoner som är kraftpartiklar som fotoner, två W-bosoner och en Z-boson och åtta olika gluoner vilka är bärare av de fyra fundamentala naturkrafterna och dels fermioner som är materiepartiklar som kvarkar (det finns sex olika slags kvarkar upp, ned, charm, sär, topp och botten) och leptoner (elektron, myon och tau-lepton och deras antipartiklar).
I de fyra fundamentala naturkrafterna ingår den starka växelverkan eller den starka kärnkraften, den svaga växelverkan eller den svaga kärnkraften, elektromagnetisk växelverkan och gravitation.
Henrik Svensmark
Henrik Svensmark (1958-) är en dansk astrofysiker som studerar effekterna av kosmisk strålning på bildandet av moln. Tillsammans med den brittiske vetenskapsförfattaren Nigel Calder (1931-) publicerade han boken "De kylande stjärnorna : en kosmisk syn på klimatförändringarna", 2007 (The Chilling Stars: A New Theory of Climate Change). I boken redogör de för samspelet mellan moln, solen och kosmisk strålning (subatomära partiklar från exploderande stjärnor).
Svensmarks forskning vid Danish National Space Center (Danmark) visar att kosmisk strålning spelar en oväntad roll vid bildandet av våra vanliga moln. På grund av vår sols agerande under de senaste hundra åren har den kosmiska strålningen blivit svagare.
Mindre kosmisk strålning innebär färre moln och ett varmare klimat på jorden. Ökad kosmisk strålning betyder mera moln och kallare klimat. Han påstår att denna process är den dominerande faktorn som driver de klimatförändringar som har drabbat jorden under hundratals miljoner år och idag.
Meteoriter
En meteorit är en meteor som nått jordytan utan att helt förgasas. En meteor är ett snabbt lysande streck på natthimlen som uppstår när en liten sten eller ett gruskorn faller in i jordatmosfären. Meteorer kallas också "stjärnfall".
Jordklotet har under dess tillvaro bombarderats av meteoriter. Det äldsta verifierade nedslaget skedde för 2,4 miljarder år sedan som bildade Suavjärvi-kratern i Ryssland.
För 251 miljoner år sedan träffades Jorden av en meteorit med en diameter av 50 km. Följden blev det största massutdödandet i Jordens historia. 90 % av alla levande arter dog.
För 65 miljoner år utanför Yucatanhalvön i Mexiko
För 65 miljoner år sedan träffades Jorden av en meteorit med en diameter på 10 km. Meteoriten skapade en krater, Chicxulubkratern, under Yucatanhalvön i Mexiko. Kratern ligger 1 km under ytan och har en diameter på 180-250 km samt 1,5 km djup.
Forskare anser att denna meteorit orsakade att 75 % av alla levande arter dog (dinosauriernas utrotning på jorden). Nedslaget innebar nämligen att enorma mängder stoft virvlade upp i atmosfären och dämpade solinstrålningen. Dessutom skapade nedslaget enorma tsunamier. Det slog ut många växter och orsakade matbrist för dinosaurierna.
Metallen iridium spreds vid nedslaget över hela jorden vilket forskarna har hittat som ett lager i berggrunden i bland annat Nordamerika. I berggrundslagren som finns ovanför metallen iridium finns inga dinosauriefossil. I stället finns däggdjursfossilier som nu ökar i antal.
Milanković-cykler
Serben och astrofysikern Milutin Milanković (1879-1958) studerade hur skillnader i jordens bana kring solen resulterar i klimatförändringar. Jordens bana runt solen är inte konstant. Detta förändrar solens energistrålar på jorden och därmed dess klimat. Denna effekt kallas Milanković-cykler.
Dessa skillnader beror på att jorden utsätts för gravitationskrafter från Solen, Venus, Jupiter och Jordens måne. Alla dessa krafter tillsammans orsakar tre effekter på Jorden:
- jordbanans form
- vinkeln av jordens axel mot en vertikal linje som är vinkelrät mot jordbanans plan
- riktningen av jordens rotationsaxel
Jordens bana runt solen har en form av en ellips. I januari är Jorden närmast Solen och rör sig snabbast medan den i juli är längst borta från Solen och rör sig långsammast. Jordens excentricitet varierar mellan 0,005 (där 0 är en perfekt cirkel) och 0,058 (nu är excentriciteten 0,017 och effekten av detta är att sommaren på norra halvklotet nu är 4,66 dagar längre än vintern och våren är nu 2,9 dagar längre än hösten). Dessa variationer har en period på 100 000 år.
Jordens axellutning varierar mellan 22,1° och 24,5° (just nu är den 23,5°). Hög axellutning innebär varma somrar och kalla vintrar. Låg axellutning innebär milda vintrar och kyliga somrar. Det tar 41 000 år att gå från låg till hög och tillbaka till låg axellutning.
Jordaxeln roterar långsamt runt i en cirkel kring sin egen axel som utgör de geografiska nord- och sydpolerna. Rotationen sker från väster till öster. Denna rotation får till följd att årstiderna är nu mer extrema på södra halvklotet än det norra. Om 12 000 år kommer denna rörelse att ge det norra halvklotet denna effekt istället. Denna effekt har en period på 25 800 år och beror på solens och månens dragningskraft. Jordaxeln pekar nu mot Polstjärnan men om 10 000 år kommer den att peka mot stjärnan Vega.
Jordens atmosfär
Ordet atmosfär kommer från de grekiska orden "atmos" (ånga) och "sphaira" (klot). Jordens atmosfär delas in i olika skikt troposfären (0-15 km höjd, stratosfären (15-50 km höjd), mesosfären (50-80 km höjd) och termosfären (80-300 km höjd).
Atmosfären innehåller framförallt kväve, syre och argon (99,9%). Den sista 1/10 procenten består av sexton andra gaser som koldioxid, neon, helium, metan och krypton. I jordens atmosfär finns också stoft och vattenånga.
Nästan allt syre (99%) och allt väder finns i troposfären. Jordens rotation tillsammans med Solens uppvärmning skapar kraftiga luftströmmar som styr jordens väder.
Vid ekvatorn värmer Solen upp luften som stiger och rör sig norrut på norra halvklotet och söderut på södra halvklotet. Vid vändkretsarna sjunker den varma luften som värmts upp vid ekvatorn. Markskiktet blir då varmare och torrare därför finns här de flesta av jordens öknar.
Norr- och sydsken
När solens elektriskt laddade partiklar träffar de översta lagren av atmosfären uppstår norrsken (aurora borealis) och sydsken (aurora australis) vid Jordens nord- och sydpoler.
Jetström
I övre troposfären och i stratosfären finns stråk av kraftiga vindar (jetströmmar) som är tusentals km långa och några hundratals km breda. Vindhastigheten är 30-150 m/s och jetströmmarna går normalt från väster mot öster. Jordens rotation samt temperaturskillnaden mellan polerna och ekvatorn skapar dessa jetströmmar.
Polarfrontjetström
Det finns två större polarjetströmmar. En som går mot nordpolen från latitud 30°N till latitud 70°N och en som går mot sydpolen från latitud 30°S till latitud 70°S.
Subtropisk jetström
Det finns två mindre subtropiska jetströmmmar närmare ekvatorn. En från norr mot ekvatorn från latitud 20°N till latitud 50°N och en från söder mot ekvatorn från latitud 20°S till latitud 50°S.
En subtropisk jetström, på 12 km höjd, går från södra USA och till norra Afrika och en över Indiska oceanen går från Asien till ekvatorn.
Väderfenomen
Det finns två väderfenom som skapas i atmosfären. En över norra Atlanten den nordatlantiska oscillationen (NAO) och den andra över Stillahavet vädercykeln Enso.
Den nordatlantiska oscillationen
Den nordatlantiska oscillationen (NAO)är en naturlig svängning i atmosfären över nordatlanten. Det beror på skillnaden mellan lufttrycken över Island och Azorerna. Vid Azorerna ligger ofta högtryck och vid Island lågtryck. Luftmassorna över Atlanten skapar normalt sydvästvindar som går in över Skandinavien.
När lågtrycken över Island är extra kraftiga blir sydvästvindarna kraftiga och lågtrycken styrs mot Skandinavien. Då blir vintrarna milda med stor nederbörd.
När skillnaden är liten är sydvästvindarna försvagade eller försvinner helt och det blir i stället en luftström norrut mot Island/Grönland och/eller rakt västerut mot Iberiska halvön/Nordafrika. Då blir vintrarna kalla och mycket snö. Detta naturfenom kan göra så att kyligare luft från Sibirien eller Arktis förs söderut till norra Europa.
Vädercykeln Enso
Enso (El Niño–Southern Oscillation) påverkar vädret i tropiska Stilla havet. Enso har två faser El Niño (den lilla pojken) och La Niña (den lilla flickan). Väderfenomenet El Niño värmer upp ytvattnet i de östra delarna av Stilla havet medan väderfenomenet La Niña kyler ner ytvattnet i de östra delarna av Stilla havet.
La Niña uppstår normalt efter El Niño med en cykel på ett eller två år. Cykeln beror på samspelet mellan havet och atmosfären över de tropiska delarna av Stilla havet. Var fjärde eller vart femte år blir effekten av Enso extra stark och speciellt när den kombineras med kraftiga monsunregn. Då leder det till stora översvämningar eller jordskred.
De enorma krafter som är i rörelse påverkar också vädret i andra delar av världen i framförallt i de tropiska områdena, runt hela
globen, som redan har väldigt kraftiga svängningar i vädret.
El Niño
El Niño återkommer med fyra till sju års mellanrum och varar oftast 12–17 månader. När El Niño uppträder ändras tryckförhållandena i atmosfären Sydamerikas västkust får ett sjunkande lufttryck. Detta leder till att passadvindarna försvagas och ändrar riktning vilket i sin tur påverkar havsströmmarna i Stilla havet. Normalt så driver havsströmmarna västerut men vid El Niño samlas det varma ytvattnet utanför Sydamerikas kust. Detta innebär att Sydamerikas västkust drabbas av mycket kraftiga regn som kan orsaka svåra översvämningar. I västra Stilla havet vid Sydostasien, Oceanien och östra Australien drabbas istället av stigande lufttryck och svår torka.
En studie i tidskriften "Nature" visar att El Nino svängde fram och tillbaka på exakt samma sätt redan före istiden, för 3–5 miljoner år sedan, under pliocentiden.
El Niño i Stilla havet orsakat tidigare civilisationers undergång (staden Ur i nuvarande Irak förstördes 500 f.Kr. och Mochekulturen i nuvarande Peru som drabbades av klimatförändringar år 600-650 e.Kr. och kulturen försvann) och också problem för nuvarande civilisationer på jordklotet. I minst 5 000 år har El Niño påverkat förekomsten av orkaner i Atlanten.
La Niña
La Niña återkommer med tre till fem års mellanrum. La Niña uppstår när passadvindarna över Stilla havet är starkare och mer varaktiga än normalt. Då drivs ytvattnet i Stilla havet västerut mot Australien vilket innebär att ytvattentemperaturen blir onormalt högt i västra Stilla havet. Det varmare vattnet förs då mot Australiens kust vilket får till konsekvens att mer moln bildas. La Niña förstärker de normala monsunregnen och detta medför att Australien samt Sydostasien och Oceanien får betydligt mer nederbörd än normalt medan Sydamerikas västkust får torka.
Jordytan
Jordens hav
70,9% av jordens yta är täckt av vatten. Havens medeldjup är 3 729 m med Challengerdjupet i Marianergraven (ligger i västra Stilla Havet) som djupast 10 911 m. Havens medeltemperatur är 3,5 grader Celsius och dess salthalt på 3,5%. Haven står för 99 % av jordens livsutrymme men har 15 % av de kartlagda arterna.
Jordens största hav är Norra Ishavet, Stilla Havet, Atlanten, Indiska Oceanen och Antarktiska Oceanen.
Jordens landyta
29,1% av jordens yta är består av landmassa som är indelat i sju kontinenter Asien, Afrika, Nordamerika, Sydamerika, Antarktis, Europa och Australien. Asien täcker 29.9% av jordens landmassa och har 60% av jordens befolkning. Asien delar landmassan Eurasien med Europa. Eurasien täcker 37% av jordens landmassa och har 72,5% av jordens befolkning.
Afrika täcker 20,4% av jordens landmassa och har 14,7% av jordens befolkning. Nordamerika är den tre största kontinenten och täcker 16,5% av jordens landmassa samt har 8% av jordens befolkning. Sydamerika täcker 12% av landmassan och befolkas av 6% av jordens befolkning.
Antarktis har ingen bofast befolkning men ett antal forskare (1 000) finns på denna kontinent och dess yta täcker 9,2% av jordens landmassa. Största delen 98% täcks av inlandsis som är 4 500 meter tjock. Den minsta kontinenten är Australien som täcker 5,9% av jordens landmassa och har 0,5% av jordens befolkning.
Permafrosten täcker 20% av jordens landyta. Den större delen finns i nordöstra Sibirien, nordligaste Nordamerika och på Grönland. Med permafrost menas att marken har varit frusen minst två år i följd och marktemperaturen ligger ständigt under fryspunkten. Permafrostens tjocklek varierar från normalt fyra meter till 50 meters djup. I Sibirien är permafrostens djup 1,5 km.
Inlandsis täcker 10% av landmassan. Större delen finns i Antarktis och Grönland. Medeltjockleken är 2 100 meter.
Plattektonik
Jordskorpan är ca 35-50 km tjock under kontinenterna och ca 5-15 km under oceanerna. Den är uppdelad i sju stora kontinentalplattor (Nordamerikanska, Sydamerikanska, Afrikanska, Eurasiska, Indo-Australiska, Stilla havs-plattan och Antarktiska plattan). Det finns också många mindre plattor (t. ex. Filippinska, Juan de Fuca, Cocos, Nazca, Karibiska, Scotia och Arabiska plattan).
Dessa plattor rör sig i förhållande till varandra med en hastighet på några centimeter om året. En del plattor glider längs varandra (t.ex. Stilla havs-plattan glider norrut och Nordamerikanska plattan som glider söderut. Detta har skapat San Andreasförkastningen som sträcker sig från Mexico i söder längs Kalifoniens kust till söder om delstaten Oregon (USA) i norr.).
Andra plattor rör sig från varandra (t.ex. Nord- och Sydamerikanska plattorna rör sig västerut från Eurasiska och Afrikanska plattorna. Vid gränsen mellan dessa plattor strömmar lavamassor upp från Jordens inre och skapar bergskedjan den Mittatlantiska ryggen vilken sträcker sig genom Island och till södra Atlanten).
Det finns även plattor som kolliderar med varandra. Kollisionen gör så att antingen den ena plattan trycks ner under den andra (t.ex. Stilla havs-plattan trycks under Japans övärld som tillhör den Eurasiska plattan) eller så att plattorna pressas ihop och bildar bergskedjor (t.ex. kollisionen mellan de Indo-Australiska och den Eurasiska plattan skapar bergskedjan Himalaya).
Tsunami
Jordbävningar eller vulkanutbrott kan i sin tur skapa en tsunami. Det är en långvarig flodvåg som har en vågperiod på tio minuter och kan ha våglängder på över 10 mil. Tsunamim får högre vågor när den går över en långgrund kust, en vik eller en bukt dessa orsakar nämligen en förträngning av vågorna.
År 1783
Den 8 juni 1783 fick vulkanen vid Laki (Lakagígar), som ligger på södra Island, ett utbrott som påverkade hela Europa. Vulkanen ligger vid foten av glaciären Vatnjökull. Laki ligger rakt ovanför där kontinentalplattorna delar på sig.
Under åtta månader, som utbrottet varade, spreds 14 kubikkilometer vulkanisk aska över stora delar av Europa. Medeltemperaturen föll med ett par grader. 120 miljoner ton svaveldioxid och 8 miljoner ton fluor föll ner över Europa som skapade missväxt.
Alfred Wegener
Det var den tyske meteorologen och geofysikern Alfred Wegener (1880-1930) som i sin bok "Die Entstehung der Kontinente", 1912 framförde idén om kontinenternas rörelse, kontinentaldriften (Kontinentalverschiebung).
Pannotia
600 miljoner år sedan fanns det en superkontinent på Jorden, Pannotia (all sydlig mark eller större Gondwana) som låg vid Sydpolen.
540 miljoner år sedan började superkontinenten att splittras i fyra stora kontinentalplattor Gondwana (nuvarande Afrika låg i mitten omgiven av Arabiska halvön, Madagaskar, Indien, Antarktis, Australien och Sydamerika), Siberia, Baltika (Nordeuropa) och Laurentia (Nordamerika).
Pangea
250 miljoner år sedan fanns det en enda kontinent på Jorden, Pangea (all mark). Då hade de tidigare superkontinenterna Gondwana (Sydamerika, Afrika, Antarktis, Australien, Madagaskar, Arabiska halvön och Indien) och Laurasien (Nordamerika, Europa och Sibirien) drivit ihop. 237 miljoner år sedan började superkontinenten Pangea att delas upp i nuvarande kontinenter.
Forskare anser att om 250 miljoner år finns det åter bara en kontinent på Jorden. De Nordamerikanska och Sydamerikanska plattorna kommer att ändra riktning och flytta sig mot de Afrikanska och Eurasiska plattorna. Antarktiska plattan kommer att förflytta sig norrut.
Eldringen
Runt Stilla Havet (Eldringen) förekommer en hög tektonisk aktivitet. Där finns 75% av jordens vulkaner, aktiva som slocknade. Dessutom inträffar 90% av jordens jordbävningar i Eldringen.
Ringen är hästskoformad med start i Chiles sydspets upp längs Sydamerikas västkust. Vidare över Nordamerikas västkust längs Aleutiska öarna. Den fortsätter via Kamtjatka halvön, Japan, Filippinerna, Indonesien och Nya Guinea. Den gör därefter en båge ut i Stilla Havet via Salomonöarna, Samoaöarna och Tongaöarna för att sluta med Nya Zeeland.
Tobautbrottet
För 75 000 år sedan inträffade ett vulkanutbrott (Tobautbrottet) i Indonesien. Vulkanen sprutade enorma mängder aska och svavelaerosoler upp i atmosfären. Utbrottet orsakade en global vulkanvinter. Temperaturen över land sänktes med 5–15 grader och i havet med 2–6 grader. Denna "vinter" höll på under flera år och påverkade allt liv på jorden.
En del forskare anser att Tobautbrottet hotade Homo sapiens eftersom totala antalet Homo sapiens på jorden då var endast 4 000 individer.
Tamborautbrottet
Stratovulkanen Tambora fick sitt fjärde utbrott 1815. Vulkanen ligger på ön Sumbawa som ingår i de Små Sundaöarna i Sydostasien. Tamboravulkanen har bildats som resultat av att kontinentalplattorna Eurasiska och Indo-Australiska kolliderar med varandra. Den ingår i Eldringen som går runt Stilla Havet.
Historiker beräknar att 92 000 människor dog av sjukdomar och missväxt efter att vulkanen hade fört 100 kubikkilometer ask upp i Jordens övre atmosfär. Skördar slog fel och boskapsdjur dog på norra halvklotet.
Det blev ingen sommar under 1816. Den globala temperaturen sjönk med 0,4-0,7 grader. 1816 var det näst kallaste året på norra halvklotet. En snöstorm drabbade nordöstra USA den 6 juni 1816.
Istider
Det har varit minst fem stora istider under Jordens historia. Den äldsta kända istidsperioden, Huronian inträffade för 2 400- 2 100 Ma (1 Ma = 1 000 000 år) år sedan. Den andra istiden, Kryogenium, inträffade för 850-630 Ma år sedan. Då var hela Jorden istäckt.
Den tredje istiden, Andean-Saharan, inträffade för 460-430 Ma år sedan. Den fjärde istiden, Karoo inträffade för 360-260 Ma år sedan.
Den femte istiden, Quaternary, inträffade för 2,58 Ma år sedan och pågår fortfarande. Antarktis och periodvis Grönland är istäckta under denna istid. Under denna istid har det funnits 80 nedkylningsperioder. Den senaste nedkylningsperioden, Weichsel, pågick för 120 000-10 000 år sedan. Alla dessa 80 nedkylningsperioder tillhör en enda istid eftersom Antarktis har varit istäckt under hela denna istid, Quaternary. Under de kallare perioderna har också Europa, Nordamerika och Sibirien varit istäckt.
Istiderna beror på hur jordklotet snurrar och lutar i förhållande till solen under olika perioder, Milanković-cykler.
Även havsströmmarna (tex. Golfströmmen) påverkar istidsperioderna. Golfströmmen började cirkulera igen när den senaste nedkylningsperioden slutade.
Enligt kvartärgeologerna kallas vår tids geologiska epok för Holocen. Den började för 11 700 år sedan. Denna geologiska epok är en interglacial (mellanistid) dessa brukar vara i 10 000-15 000 år. De kännetecknas av ett ganska stabilt klimat med en värmetopp för 8 000-5 000 år sedan.
Postglacial landhöjning
Postglacial landhöjning innebär att jordskorpan långsamt höjer sig uppåt. Detta inträffar framförallt på Antarktisk och Grönland samt i Kanada, Sibirien och norra Skandinavien dessutom i Skottland och norra USA. Under istiden täcktes Nordamerika och Europa av ett fyra km tjockt istäcke. Nu när trycket på jordskorpan minskar höjer sig jordskorpan.
Idag är landhöjningen upp till en centimeter per år. Denna landhöjning kommer att pågå under ytterligare 10 000 år. Ångermanlands kust i Sverige har sedan istidens slut höjt sig med 300 meter.
Förskjutningen är inte bara i höjdled, utan även i sidled. På södra Grönland sjunker nu jordskorpan då denna påverkas av den kraftiga landhöjningen i Kanada.
Klimatförändring
När Jorden blev isfri för 300–240 miljoner år sedan var klimatsvängningarna extrema. Det fick dramatiska effekter på vegetationen och koldioxidmängden i atmosfären varierade från dagens nivå till drygt åtta gånger mer.
För 251 miljoner år sedan
För 251 miljoner år sedan inträffade den största massdöden (Perm-trias-utdöendet) i jordens historia. Då dog omkring 96% av alla marina arter och 70% av de landlevande ryggradsdjur. Forskarna är inte överens om orsaken till denna katastrof.
Då bestod jordens landmassa av en jättekontinent, Pangea. Dess norra del (Laurasien) bestod av nuvarande Nordamerika, Europa och Sibirien. Den södra delen (Gondwana) bestod av nuvarande Sydamerika, Afrika, Indien, Antarktisk, Madagaskar, Arabiska halvön och Australien. Det rådde ett extremt växthusklimat på jorden vid denna tid. På den södra delen av superkontinenten rådde tempererat klimat.
För 56 miljoner år sedan
För 56 miljoner år sedan skedde en stor klimatförändring på jorden. Under en period av 10 000 år fördubblades koldioxidhalten i atmosfären. Jordens medeltemperatur ökade med 5-8 grader och var den högsta medeltemperaturen på hundra miljoner år.
Temperaturen i havet på 2 000 meters djup utanför Antarktis steg från 9 till 16 grader. Värmeperioden orsakades troligtvis av vulkanutbrott som innebar ökade koldioxidhalter i atmosfären.
Genom att analysera fossil av skaldjur i haven kan man se hur mycket av isotoperna syre 18 och syre 16 som bands i skalen. Med varmare vatten ökar halten av syre 16 på bekostnad av syre 18. Dessutom när antalet mikrober, alger och växter i haven och på land ökar blir det mindre kol 12 och mer kol 13 i atmosfären.
För 500 000 år sedan
Klimatet har också varierat kraftigt under de senaste 600 000 åren på jorden. Under den förra mellanistiden för cirka 130 000 till 115 000 år sedan, var temperaturförändringarna mycket hastigare och större än under vår nuvarande värmeperiod. Under de senaste 500 000 åren har havsytan varit såväl 140 meter under nuvarande nivå som 20 meter över. När klimatförhållandena skiftade förändrades växt- och djurlivet och det tvingade Homo sapiens att gång på gång hitta nya sätt att skaffa mat. Övergången till jordbruksbaserade samhällen, för drygt 10 000 år sedan, gjorde människorna mer klimatkänsliga. När människan var jägare och samlare kunde hon följa bytesdjuren när dessa sökte sig till nya områden i samband med klimatomslagen. Men jordbruksmarken går inte att flytta.
För 11 000 år sedan
Den senaste istiden avslutades 9 000 f.Kr. Enligt analyser av borrkärnor från Grönlands inlandsis avslutades denna istidsperiod med en värmechock. Under en 50 års period steg temperaturen med över tio grader. Den utlösande faktorn var att den atmosfäriska cirkulationen plötsligt förändrades.
För 3 000 år sedan
Jordens medeltemperatur har sedan 3000 f.Kr. sjunkit. Vi lever nu i en mellanistid och under hela tiden som människan har haft jordbruk har medeltemperaturen sjunkit. Jordens medeltemperatur har tidigare varit 2-3 grader varmare än i dag. Människan måste hela tiden anpassa jordbruket efter denna klimatförändring. Klimatforskare anser att denna sjunkande medeltemperatur samtidigt har bestått av flera mindre eller större svängningar eller cykler på några grader varmare respektive kallare temperaturperioder över tiden. Klimatforskarna är inte överens om våglängden på dessa cykler. Perioder på 260 år eller 510-570 år och 1000 år nämns.
Klimatforskarnas metoder
Vid klimatforskningen har man glaciärers och trädringars variationer som underlag för fastställande av medeltemperaturen. Nu har forskarna också tillgång till borrkärnor från inlandsisen på Grönland och framförallt från sydpolens tjocka inlandsis. Forskare på Antarktis har borrat ett så djupt borrhål så att man nått is från den senaste istiden.
Studier av monsunerna i Kina under 16 000 år pekar på kopplingar till klimatet kring Atlanten. Förändringar 700–900 e. Kr. tyder på att globala störningar knäckte såväl Mayakulturen som Kinas Tangdynasti.