ساختار و سازهٔ زمین

زمین یک سیارهٔ سنگی است یعنی به جای آنکه مانند سیارهٔ هرمز یک غول گازی باشد، از خاک و سنگ ساخته‌است. زمین در جرم و حجم در میان چهار سیارهٔ سنگی سامانهٔ خورشیدی در جایگاه نخست قرار دارد. همچنین زمین در میان آن‌ها از بیشترین چگالی و گرانش سطحی، نیرومندترین میدان مغناطیسی و سریع ترین سرعت در گردش برخوردار است و احتمالاً تنها سیاره‌ای است که صفحه‌های زمین‌ساخت بشقابی آن فعال اند.






شکل

شکل زمین مانند یک کره‌است با این تفاوت که بر روی دو قطب آن و در راستای محور میان آن دو، دچار پهن شدگی و در گرداگرد استوا دچار بیرون زدگی شده‌است (شکم داده‌است). این بیرون زدگی در ناحیهٔ استوا، به دلیل گردش زمین بوجود آمده‌است و باعث ایجاد اختلاف ۴۳ کیلومتری میان قطر زمین در مدار استوایی و قطر آن میان دو قطب شده‌است.

کوه اورست با بلندی ۸۸۴۸ متر بالاتر از سطح آزاد دریاها و درازگودال ماریانا با عمق ۱۰،۹۱۱ متر پایین‌تر از سطح آزاد دریاها به ترتیب بلندترین و عمیق ترین نقاط در سطح کرهٔ زمین اند. اما باید به این نکته توجه داشت که به دلیل شکم دادگی کرهٔ زمین در مدار استوا، نوک کوه اورست همچنان دورترین نقطه از مرکز کرهٔ زمین نیست. دورترین نقطه از مرکز کرهٔ زمین یا به عبارت دیگر بیرونی ترین نقطه از سطح زمین، نوک آتشفشانی به نام چیمبورازو در اکوادور و هوسکاران در پرو است.






ساختار شیمیایی

جرم زمین تقریباً ۵٫۹۸×۱۰۲۴ کیلوگرم است و بیشتر از عنصرهایی مانند آهن (۳۲٫۱٪)، اکسیژن (۳۰٫۱٪)، سیلیسیم (۱۵٫۱٪)، منیزیم (۱۳٫۹٪)، گوگرد (۲٫۹٪)، نیکل (۱٫۸٪)، کلسیم (۱٫۵٪) و آلومینیم (۱٫۴٪) ساخته شده‌است ۱٫۲٪ باقی‌مانده را نیز رگه‌هایی از دیگر عنصرها می‌سازد. دانشمندان بر این باورند که ۸۸٫۸٪ از هستهٔ زمین از آهن، ۵٫۸٪ از نیکل، ۴٫۵٪ از گوگرد و ۱٪ از دیگر عنصرها ساخته شده‌است.

فرانک کلارک، زمین‌شناس سرشناس محاسبه کرده‌است که کمی بیش از ۴۷٪ پوستهٔ زمین از اکسیژن ساخته شده‌است. بیشتر سنگ‌های سازندهٔ پوستهٔ زمین از مواد اکسیدشده ساخته شده‌اند. البته کلر، گوگرد و فلوئور در این مورد استثنا هستند و مقدار آن‌ها در سنگ‌ها معمولاً کمتر از ۱٪ است. اکسیدهای مهم عبارتند از: سیلیس، آلومینا، اکسید آهن، اکسید منیزیم، آهک، پتاس و سودا یا اکسید سدیم. در میان اکسیدهای گفته شده، سیلیس از همه مهم‌تر است. کلارک نتیجه‌گیری کرده‌است که ۹۹٫۲۲٪ از مواد پوستهٔ زمین از ۱۱ اکسید ساخته شده‌اند. این مواد در جدول کناری آمده‌اند.






ساختار درونی
درون زمین را مانند دیگر سیاره‌های خاکی می‌توان بسته به تفاوت‌های شیمیایی و فیزیکی (رئولوژی) که در آن دیده می‌شود، به چندین لایه تقسیم کرد. زمین بر خلاف دیگر سیاره‌های خاکی از دو هستهٔ بیرونی و درونی جدا از هم ساخته شده‌است. لایهٔ بیرونی زمین که پوسته نام دارد، جامد است و بیشتر از سیلیکات‌ها ساخته شده‌است. درست در زیر پوسته، گوشتهٔ جامد، لایه‌ای با گرانروی بسیار بالا قرار دارد. پوسته و گوشته با کمک لایه‌ای به نام ناپیوستگی موهوروویچیچ از هم جدا می‌شوند. ضخامت پوسته در نقاط گوناگون زمین تغییر می‌کند، این ضخامت به طور متوسط در زیر اقیانوس‌ها حدود ۶ کیلومتر است و در بخش‌های قاره‌ای به ۳۰ تا ۵۰ کیلومتر هم می‌رسد. مجموعهٔ پوسته و ناحیهٔ بالایی گوشته که سرد و سخت است روی هم لیتوسفر نام دارد. زمین‌ساخت بشقابی یا همان صفحه‌های تکتونیکی مربوط به لیتوسفر است. در زیر لیتوسفر، لایهٔ آستنوسفر (به انگلیسی: asthenosphere) قرار دارد. این لایه به نسبت از گرانروی کمتری برخوردار است به گونه‌ای که لیتوسفر بر روی آن روان است. دگرگونی‌های مهم در ساختار بلوری در گوشته در عمقی میان ۴۱۰ تا ۶۶۰ کیلومتری از سطح زمین رخ می‌دهد. این بازه، که بازهٔ گذار نام دارد، گوشتهٔ بیرونی و درونی را از یکدیگر جدا می‌کند. در زیر گوشته، لایه‌ای با گرانروی بسیار کم قرار دارد، این لایه که هستهٔ بیرونی نام دارد بر روی لایهٔ جامد و در حال گردش هستهٔ درونی جای گرفته‌است.






گرما

گرمای ناشی از یکپارچگی زمین در اثر نیروی گرانشی میان اجزای آن (نزدیک ۲۰٪) و گرمای تولید شده در اثر واپاشی هسته‌ای (۸۰٪) دست در دست یکدیگر می‌دهند و باعث گرم شدن درون زمین می‌شوند. ایزوتوپهای اصلی که باعث پیدایش این گرما می‌شوند عبارتند از: پتاسیم ۴۰، اورانیم ۲۳۸، اورانیم ۲۳۵ و توریم ۲۳۲. در مرکز زمین دما به بیش از ۷۰۰۰ کلوین و فشار به بیش از ۳۶۰ گیگا پاسکال می‌رسد. از آنجایی که گرمای درونی زمین بیشتر از واپاشی هسته‌ای بوجود می‌آید، دانشمندان برآورد می‌کنند که در آغاز تاریخ زمین، هنگامی که ایزوتوپ‌های با نیمه عمر کوتاه هنوز از دست نرفته بودند، گرمای تولیدی بسیار بیشتر از این مقدار بوده‌است. برای نمونه در سه میلیارد سال پیش این مقدار دو برابر گرمای تولیدی در عصر حاضر بوده‌است.






صفحه‌های زمین‌ساخت

لیتوسفر، لایهٔ سخت بیرونی زمین به چندین تکه شکسته شده‌است که به این تکه‌ها، صفحه‌های زمین‌ساخت (به انگلیسی: tectonic plate) گفته می‌شود. این تکه‌های سخت کوچکتر می‌توانند نسبت به یکدیگر جابجا شوند. جابجایی و تغییر مرز این صفحه‌های کوچکتر نسبت به هم می‌تواند به سه صورت باشد: مرزهای همگرا (Convergent boundaries) که در آن دو صفحه به هم نزدیک می‌شوند، مرزهای واگرا (Divergent boundaries) که در آن دو تکه از هم دور می‌شوند یا دو تکهٔ به هم پیوسته خرد می‌شوند و دگرگونی مرزها (Transform boundaries) که در آن دو صفحه بر روی یکدیگر سُر می‌خورند و جابجایی جانبی دارند. زمین‌لرزه، فعالیت آتشفشانی، ساخت کوه و پیدایش درازگودال همگی می‌توانند در مرز این صفحه‌ها روی دهند.

هفت صفحهٔ اصلی عبارتند از: صفحهٔ اقیانوس آرام یا صفحهٔ آرام، صفحهٔ آمریکای شمالی، صفحهٔ اوراسیا، صفحهٔ آفریقا، صفحهٔ جنوبگان یا آنتارکتیک، صفحهٔ اینداسترالیا یا هند-استرالیا و صفحهٔ آمریکای جنوبی. از میان دیگر صفحه‌ها می‌توان به صفحهٔ عربستان، کارائیب، نازکا در ساحل غربی آمریکای جنوبی و صفحهٔ اسکوشیا در جنوب اقیانوس اطلس اشاره کرد. صفحهٔ استرالیا و هند نزدیک به ۵۰ تا ۵۵ میلیون سال پیش با هم یکی شده‌اند. صفحه‌های اقیانوسی در جابجایی از دیگران سریع‌ترند و در این میان صفحهٔ کوکوز با سرعتی برابر با ۷۵ میلیمتر در سال و صفحهٔ آرام با ۵۲ تا ۶۹ میلیمتر در سال، از همه سریع‌تر جابجا می‌شوند. کندترین صفحه در جابجایی صفحهٔ اورسیا است که نزدیک به ۲۱ میلیمتر در سال جابجا می‌شود.






سطح

پستی و بلندی‌های زمین از جایی به جای دیگر تفاوت می‌کند. نزدیک به ۷۰٫۸٪ سطح زمین پوشیده از آب است. و بیشتر فلات قاره پایین‌تر از تراز دریا است. خاکی که در زیر آب‌ها قرار دارد خود دارای رشته‌کوه، دره و آتشفشان زیر آب است. همچنین در زیر آب، درازگودال، درهٔ عمیق و باریک زیردریایی، صفحه‌های زمین‌ساخت اقیانوسی و جلگه در عمق اقیانوس و دریا وجود دارد. ۲۹٫۲٪ باقی‌مانده از سطح زمین که از آب پوشیده نیست از کوه، بیابان، جلگه و دیگر پدیده‌های زمین‌شناسی ساخته شده‌است.

ناهمواری‌های روی زمین در گذر دوره‌های گوناگون دستخوش دگرگونی و فرسایش شده‌است. ناهمواری‌های سطح زمین در اثر بارندگی، هوازدگی، چرخه‌های گرمایی و دگرگونی‌های شیمیایی، پیوسته ساخته می‌شوند و دوباره فرسایش می‌یابند یا دچار تغییر شکل می‌شوند. یخگیری، فرسایش ساحلی، ساخته شدن آب‌سنگ مرجانی و برخورد شهاب‌سنگ‌ها با زمین از جمله عامل‌های دیگری اند که می‌توانند باعث دگرگونی چهرهٔ زمین شوند.

بخشی از پوستهٔ زمین از سنگ‌هایی با چگالی کم مانند سنگ‌های آذرین، سنگ خارا و آندزید ساخته شده‌است. سنگی مانند بازالت که سازندهٔ اصلی کف اقیانوس‌ها است و خود از آذرین‌های با چگالی بیشتر است، کمتر در پوستهٔ زمین دیده می‌شوند. گونهٔ دیگر سنگ‌ها، سنگ‌های رسوبی است که از انباشته و فشرده شدن مواد ته تشینی ساخته می‌شود. نزدیک به ۷۵٪ صفحه‌های قاره‌ای از سنگ‌های رسوبی پوشیده شده‌است. با این حال این گونهٔ سنگ، تنها ۵٪ پوستهٔ زمین را می‌سازند. گونهٔ سوم سنگ‌ها، سنگ‌های دگرگون است که از دگرگونی سنگ‌هایی که پیشتر در زمین بوده‌اند با وارد شدن گرما یا فشار بسیار بالا و یا هر دو ساخته می‌شوند. فراوان ترین کانی‌های سیلیکاتی در سطح زمین عبارتند از: کوارتز، فلدسپات، آمفیبول، میکا، پیروکسن و الیوین. همچنین از جمله کانی‌های کربناتی فراوان می‌توان به کلسیت (که در سنگ آهک پیدا می‌شود) و دولومیت اشاره کرد.

پدوسفر بیرونی ترین لایهٔ زمین است که از خاک ساخته شده و خود در فرایندهای ساخت خاک درگیر است. این لایه، لایهٔ ارتباط دهنده میان لیتوسفر، هواکُره، آب‌کُره و زیست‌کُره است. امروزه در مجموع ۱۳٫۳۱٪ از خاک زمین، ویژهٔ کشاورزی است. که از آن میان تنها ۴٫۷۱٪ آن همواره محصول می‌دهد. نزدیک به ۴۰٪ از خاک زمین به عنوان چراگاه و کشتزار کاربرد دارد به عبارت دیگر ۱٫۳×۱۰۷ کیلومتر مربع برای کشتزار و ۳٫۴×۱۰۷ کیلومتر مربع برای چراگاه‌است.

بلندی ناهمواری‌های زمین از ۴۱۸- متر در دریای مرده آغاز می‌شود و به ۸٬۸۴۸ در قلهٔ اورست می‌رسد (برآورد شده در سال ۲۰۰۵). میانگین بلندی ناهمواری‌های زمین از سطح دریا ۸۴۰ متر است.






آب‌کُره یا هیدروسفر

فراوانی آب در سطح زمین، عاملی است که باعث شده زمین نسبت به دیگر سیاره‌های سامانهٔ خورشیدی متفاوت باشد و نام «سیارهٔ آبی» بر آن گذاشته شود. هیدروسفر زمین عبارت است از تمام آب‌های سطح زمین، از دریاها، دریاچه‌ها، رودخانه‌ها و آب‌های زیرزمینی تا عمق ۲۰۰۰ متری، گرفته تا آب اقیانوس‌ها همگی در عنوان آب‌کره یا هیدروسفر جای می‌گیرند. عمیق ترین جایی از زمین که در آن می‌توان آب زیرزمینی پیدا کرد، گودال چلنجر و درازگودال ماریانا در اقیانوس آرام در عمق ۱۰٬۹۱۱٫۴ متری است.

جرم اقیانوس‌ها ۱٫۳۵×۱۰۱۸ تن، برابر با ۱/۴۴۰۰ از جرم کل زمین زمین است. سطح پوشش اقیانوس‌ها ۳٫۶۱۸×۱۰۸ کیلومتر مربع و عمق متوسط آن در سراسر زمین ۳،۶۸۲ متر است. که اگر حجم آن را براورد کنیم حجمی نزدیک به ۱٫۳۳۲×۱۰۹ کیلومتر مکعب می‌شود. اگر آب اقیانوس‌ها در تمام سطح زمین گسترده می‌شد در آن صورت عمق اقیانوس‌ها بیش از ۲٫۷ کیلومتر می‌شد. نزدیک به ۹۷٫۵ درصد از آب‌های موجود در سطح زمین شور و ۲٫۵ درصد شیرین است که ۶۸٫۷ آب‌های شیرین در حال حاضر یخ زده‌اند.

متوسط نمک موجود در آب اقیانوس‌ها ۳۵ گرم در یک کیلوگرم از آب دریا است. (۳۵‰) این نمک از راه فعالیت‌های آتشفشانی یا از حل شدن نمک‌های موجود در سنگ‌های آذرین سرد شده وارد آب‌ها شده‌است. همچنین اقیانوس‌ها مخزن گازهای جو زمین نیز هستند. این گازها که در آب حل شده‌اند، برای ادامهٔ زندگی بسیاری از گونه‌های حیات در زیر آب، ضروری اند. آب دریاها نقش مهمی در چگونگی آب و هوای جهان دارد. در این میان اقیانوس‌ها به عنوان یک منبع گرمایی بزرگ عمل می‌کنند. جابجایی و دگرگونی دما در گسترهٔ اقیانوس باعث جابجایی‌های بزرگی در دمای هوا می‌شود. برای نمونه می‌توان از ال‌نینیو یاد کرد.






هوا کُره

فشار هوا در سطح زمین به صورت میانگین ۱۰۱،۳۲۵ کیلو پاسکال است و بلندای آن تا ۸٫۵ کیلومتر اندازه‌گیری شده‌است. می‌توان گفت ۷۸٪ آن از نیتروژن، ۲۱٪ آن از اکسیژن ساخته شده‌است. همچنین اندکی از گازهای بخار آب، دی‌اکسید کربن و دیگر مولکول‌های گازی می‌توان در آن پیدا کرد. بلندای گشت‌سپهر بسته به عرض جغرافیایی متفاوت است برای نمونه در دو قطب ۸ کیلومتر و در استوا ۱۷ کیلومتر است. البته آب و هوا و عامل‌های فصلی هم می‌توانند تاثیر گذار باشند.

زیست‌کرهٔ زمین توانسته‌است دگرگونی‌های بزرگی در هواکره پدید آورد. پیشینهٔ اکسیژنی که از فرایند نورساخت در هواکره تولید شده به ۲،۷ میلیون سال پیش باز می‌گردد. این فرایند ساز و کار هواشناسی زمین را دگرگون کرد، لایه‌ای از گاز اوزون را ساخت که پوششی برای زمین در برابر پرتوهای فرابنفش آمده از نور سفید خورشید بود و امکان جابجایی برخی گازهای ارزشمند مانند بخار آب را فراهم کرد. همچنین هواکره باعث می‌شد تا شهاب‌وارهای کوچک پیش از برخورد با زمین در آسمان بسوزند. هواکره در متعادل کردن دمای زمین هم موثر است. در این پدیده که اثر گلخانه‌ای نام دارد گرمایی که از سطح زمین بیرون رفته‌است در میان مولکول‌های هواکره نگه داشته می‌شود. بخار آب، دی‌اکسید کربن، متان و اوزون از گازهای گلخانه‌ای اصلی در هواکرهٔ زمین اند. اگر چنین پدیده‌ای نبود، میانگین دمای زمین بجای ۱۵ درجهٔ سانتی گراد که اکنون است، باید ۱۸- درجه می‌شد که در این دما امکان پدیدار شدن زندگی بسیار پایین است.






آب و هوا

هواکرهٔ زمین دارای مرز روشنی نیست. کم‌کم نازک و نازک تر می‌شود تا آن که در پایان در فضای بیرونی ناپدید می‌گردد. سه-چهارم جرم هواکره در ۱۱ کیلومتر نخست از سطح زمین جای گرفته‌است. پایین ترین لایهٔ آن گشت‌سپهر نام دارد. انرژی آمده از سوی خورشید باعث گرم شدن این لایه و سطح زیرین آن و درنتیجه پراکنده گشتن هوا می‌گردد، آنگاه لایهٔ هوای با چگالی کمتر بالا می‌رود و جای آن را لایهٔ سردتر که چگالی بیشتری دارد، پُر می‌کند. نیتجهٔ این فرایند چرخهٔ هواکره است که باعث پخش شدن انرژی گرمایی در زمین می‌شود.

نخستین چرخه‌های هواکره‌ای از دسته‌هایی از باد بسامانها در منطقهٔ استوایی، پایین‌تر از عرض جغرافیایی °۳۰ و بادهای بیش‌وز در عرض جغرافیایی میانی که خود عبارت است از منطقهٔ میان °۳۰ و °۶۰ ساخته شده بود. همچنین جریان‌های اقیانوسی عامل‌های مهمی در چگونگی آب و هوا دارند، بویژه گردش دماشوری که انرژی گرمایی بدست آمده از منطقهٔ اقیانوسی استوایی را میان منطقه‌های قطبی بخش می‌کند.

بخار آبی که در سطح زمین پدید آمده‌است چون دمای بالاتری دارد به کمک جریان‌های هوا به بالا می‌رود. این بخار آب متراکم می‌شود و به صورت بارندگی به زمین باز می‌گردد. بیشتر آب بدست آمده به کمک رودخانه‌ها به سوی زمین‌های پست تر رانده می‌شود و بیشتر رودخانه‌ها آب را به اقیانوس‌ها و دریاها باز می‌گردانند و برخی آن را در دریاچه جمع‌آوری می‌کنند. چرخهٔ آب ساز و کاری حیاتی برای ادامهٔ زندگی در زمین است و البته عامل مهمی در فرسایش سطح زمین در طول دوره‌های زمین‌شناسی بوده‌است. بارندگی در زمین می‌تواند بسیار گسترده باشد در بعضی منطقه‌ها به‌اندازهٔ چند متر در سال باران می‌بارد و در برخی دیگر کمتر از یک میلی‌متر در سال. چرخهٔ هواکره‌ای، پستی بلندی‌های زمین و تفاوت دما همگی از عامل‌هایی اند که در میانگین بارندگی در هر منطقه تاثیر می‌گذارند.






هواکُرهٔ بالایی

در بالای تروپوسفر، معمولاً هواکره به بخش‌های استراتوسفر، مزوسفر و ترموسفر تقسیم می‌شود. هر لایه یک بازهٔ مربوط به خود دارد که در آن دما نسبت به ارتفاع تغییر می‌کند. فراتر از همهٔ اینها لایهٔ اگزوسفر جای دارد که آن قدر نازک می‌شود تا به مغناط‌کره برسد. جایی که میدان مغناطیسی زمین با بادهای خورشیدی اندرکنش دارد.

انرژی گرمایی باعث می‌شود برخی از مولکول‌ها که در بالاترین لایهٔ هواکرهٔ زمین اند سرعتشان افزایش یابد تا به جایی برسد که بتوانند از پوشش گرانش زمین بگریزند و به فضا روند. این پدیدهٔ نشت هواکره به فضا، به آرامی ولی پایدار روی می‌دهد. چون مولکول‌های آزاد هیدروژن وزن مولکولی کمی دارند و می‌توانند آسان تر از دیگران به سرعت گریز نزدیک شوند و به بیرون از هواکره نشت کنند. پدیدهٔ نشت هیدروژن، زمین را به این سو هُل داده، که از یک سیارهٔ کاهنده به یک سیارهٔ اکساینده دگرگون شود. پدیدهٔ نورساخت سرچشمهٔ اکسیژن آزاد است. اما عامل‌های کاهنده مانند هیدروژن خود پیش‌شرط مورد نیاز برای گسترش و انباشته شدن اکسیژن در هواکره‌اند. بنابراین توان هیدروژن در گریز از هواکرهٔ زمین بر طبیعت زندگی پدید آمده در این سیاره تاثیر گذاشته‌است. در سیارهٔ سرشار از اکسیژنی که امروز ما داریم بیشتر هیدروژن پیش از آنکه بتواند از زمین بگریزد به آب تبدیل شده‌است. بجای آن بیشتر کمبود هیدروژن با متلاشی شدن مولکول‌هایی مانند متان جبران می‌شود.






گرم شدن زمین

گازهای اصلی تشکیل دهنده اتمسفر زمین، یعنی نیتروژن و اکسیژن، گاز گلخانه­ای نیستند. دلیل آن این است که گازهای دو­اتمی مانند این دو، اشعه فروسرخ را نه جذب و نه تابش می­کنند. دی­اکسید کربن گاز گلخانه­ای اصلی در اتمسفر است. برای اعصار متمادی درصد آن در جو پایدار مانده‌است، اما متأسفانه سوختن سوخت­های فسیلی (که دارای کربن ذخیره شده هستند) به سرعت در حال افزایش دی­اکسید کربن است که به­طور قطع بیشترین سهم را در این حقیقت که دمای زمین درحال بالا رفتن است، دارد - پدیده­ای موسوم به گرم­ شدن زمین.

بخار آب یکی از گازهای گلخانه­ای است که عملاً بیشترین سهم را در اثر گلخانه­ای دارد، یعنی چیزی بین ۳۶٪ تا ۶۶٪. مقدار بخار آب موجود در هوا از جایی به جای دیگر تفاوت چشمگیر دارد، اما در کل، فعالیت انسان بر میزان غلظت آن تأثیر مستقیم ندارد (مگر در جاهایی مثل زمین­های آبیاری شده) و اثرات آن بر آب­ و هوای زمین ثابت مانده‌است.

هم­اکنون مقدار دو گاز گلخانه­ای دیگر هم در حال افزایش است:

توانایی حفظ حرارت در متان ۲۰ برابر دی­اکسید کربن است. ما هر ساله ۵۰۰ میلیون تن متان به جو اضافه می­کنیم. این کار از طریق پرورش دام، معادن زغال­سنگ، کندوکاو برای نفت و گاز طبیعی، مزارع برنج و پوسیدگی زباله در محل انباشت آن صورت می­گیرد.
هرساله بین ۷ تا ۱۳ میلیون تن اکسید نیتروژن، ناشی از کودهای نیتروژنی، فضولات حیوانی و انسانی و اگزوز خودروها، به جو وارد می­شود.

بیش از دو درجه افزایش در دمای متوسط زمین می­تواند عواقب بسیار زیان­باری برای نسل بشر به بار آورد و به­همین دلیل موضوع با­ جدیت در حال پی­گیری است.






میدان مغناطیسی

میدان مغناطیسی زمین بیشتر مانند یک دوقطبی مغناطیسی بزرگ است که می‌توان گفت قطب‌های آن بر روی قطب‌های جغرافیایی این سیاره افتاده‌است. در کمربند یا خط استوای میدان مغناطیسی شدت میدان مغناطیسی در سطح زمین به ۳٫۰۵ × ۱۰−۵ تسلا و گشتاور مغناطیسی آن به ۷٫۹۱ × ۱۰۱۵ تسلا. مترمکعب می‌رسد. بر پایهٔ نظریهٔ دینامو، این میدان در منطقهٔ هستهٔ بیرونی که مایع است ساخته شده‌است. در هستهٔ بیرونی گرمای زیاد و رسانش گرمایی باعث جابجایی مواد رسانای درون آن می‌شود که این پدیده خود باعث پدید آمدن جریان‌های الکتریکی و از آن میدان مغناطیسی زمین می‌گردد. جابجایی مواد در هستهٔ بیرونی با هرج و مرج همراه‌است و باعث می‌شود که قطب‌های میدان مغناطیسی در بازه‌های زمانی گوناگون جابجایی‌هایی داشته باشد. از این رو در بازه‌های زمانی چند میلیون سال باید چشم به راه چند بار جابجایی در محل قطب‌های مغناطیسی زمین باشیم. برای نمونه، تازه ترین جابجایی دو قطب در ۷۰۰،۰۰۰ سال پیش رخ داده‌است.

میدان مغناطیسی زمین، در گِرداگرد آن مغناط‌کره را پدید آورده‌است. مغناط‌کره راستای وزش بادهای خورشیدی را کج می‌کند و نمی‌گذارد که به زمین برسند. ناحیهٔ شوک تعظیم، جایی که بادهای خورشیدی در برخورد با میدان مغناطیسی زمین ناگهان سرعت خود را از دست می‌دهند، در فاصله‌ای به‌اندازهٔ ۱۳ برابر شعاع زمین جای دارد. برخورد میان بادهای خورشیدی و میدان مغناطیسی کمربند وان آلن را می‌سازد. یک جفت منطقهٔ هم مرکز چنبره مانند که جایگاه ذرات باردار پرانرژی است. هنگامی که پلاسما وارد هواکرهٔ زمین در منطقهٔ قطبی می‌شود، شفق قطبی را پدید می‌آورد.






حرکات چندگانه زمین
حرکت انتقالی زمین به دور خورشید

حرکت انتقالی زمین که واحد سال نجومی نیز می‌باشد یکدور کامل زمین در مدار خود نسبت به یک ستاره ثابت، پیرامون خورشید است که مقدار آن ۳۶۵٫۲۵۶۴ شبانه‌روز معادل ۳۶۵ شبانه‌روز و ۶ ساعت و ۹ دقیقه و ۱۰ ثانیه‌است.

سرعت این حرکت زمین در مدار خود به دور خورشید یکسان نیست و در نزدیکی خورشید (هنگام حضیض) بیشترین سرعت و در فاصله دورتر خورشید (هنگام اوج) کمترین سرعت را دارد. و میانگین سرعت آن ۳۰ کیلومتر بر ثانیه‌است. با تعدیل محاسبه این حرکت نسبت به نقطه اعتدال، سال اعتدالی بدست می‌آید که ۲۰ دقیقه از سال نجومی و گردش انتقالی زمین کمتر است و در گاهشماری کاربرد دارد. با توجه به انحراف مدار انتقالی زمین نسبت به صفحه استوا، در یک دور حرکت انتقالی، میل زمین نسبت به خورشید و متقابل زاویه تابش خورشید در روزهای سال متغیر خواهد بود و موجب تغییر نسبت ساعات شب به روز و تغییرات گسترده و تدریجی سالانه آب و هوایی و دما بر کره زمین خواهد شد. که این تغییرات اقلیمی در چهار مرحله زمانی تقریباً مساوی بعنوان فصول چهارگانه در زمین نمایان می‌شود. حرکت انتقالی همچنین موجب تغییر ظاهری چهرهٔ سالانه آسمان شب می‌باشد.






حرکت وضعی

حرکت وضعی زمین چرخشی است که زمین به دور خود انجام می‌دهد که این چرخش به سمت خاور است. زمین به دور محور شمالی و جنوبی‌اش در خلاف حرکت عقربه‌های ساعت می‌چرخد و دوران کامل آن، ۲۳ ساعت و ۵۶ دقیقه و ۴ ثانیه طول می‌کشد. از قاطع‌ترین آزمایش‌هایی که اثبات می‌کند زمین حول محورش در گردش است، آزمایش آونگ فوکو است که در این آزمایش، چرخش زمین به‌طور مستقیم مشاهده می‌شود.






حرکت رقص محور

این حرکت بسیار کمتر است بنابراین تنها یک لرزش سینوسی در مدار زمین ایجاد می‌کند. که دلیل این امر جاذبه و چرخش ماه به دور زمین است.

مدار ماه نسبت به دائرةالبروج کج است؛ در نتیجه، صفحهٔ مداری آن دارای حرکت تقدیمی می‌باشد. یک چرخش، ۱۸/۶ سال طول می‌کشد و اختلالی با همین دوره تناوب در حرکت تقدیمی زمین ایجاد می‌کند. این اثر، معروف به رقص محوری، طول دائرةالبروجی را همراه با کجی دائرةالبروج تغییر می‌دهد. در اینجا محاسبات بسیار پیچیده‌تر است؛ اما خوشبختانه اختلالات ناشی از رقص محوری نسبتاً کوچک می‌باشد؛ یعنی تنها کسری از یک دقیقه قوسی.
سرعت حرکت محوری زمین به دور خود

سطح زمین با سرعت ۴۰۰۰۰ کیلومتر در شبانه روز حرکت می‌کند. این سرعت برابر با ۱۰۴۰ مایل بر ساعت یا ۱۶۷۰ کیلومتر بر ساعت است. (تقریباً نیم کیلومتر بر ثانیه) اندازه این سرعت از تقسیم محیط زمین در خط استوا بدست می‌آید. (حدود ۲۴۹۰۰ مایل یا ۴۰۰۷۰ کیلومتر) بر تعداد ساعات شبانه روز (۲۴) به دست می‌اید. با توجه به این که محیط زمین در قطبین به صفر نزدیک می‌شود، هنگامی که به سمت یکی از دو قطب حرکت می‌کنید. این سرعت تقریباً به صفر کاهش می‌یابد.







حرکت تقدیمی

حرکت تقدیمی حرکتی است که به موجب خم بودن محور زمین نسبت به مدار خود ایجاد می‌شود و در نتیجهٔ کشش گرانشی خورشید، ماه و سیارهها بر برآمدگی استوای زمین به‌وجود می‌آید. این حرکت موجب می‌شود که نقاط اعتدال در میان صورت‌های فلکی به سمت مغرب حرکت کنند. محور چرخش زمین، مخروطی را طی ۲۵۷۶۵ سال طی می‌کند. در حال حاضر محور چرخشی زمین تقریباً در امتداد ستاره قطبی است ولی به‌دلیل این حرکت چند هزار سال دیگر نمی‌توان از این ستاره به‌عنوان ستارهٔ قطبی استفاده کرد.






چرخش زمین به دور خودش

دورهٔ چرخش زمین نسبت به خورشید (میانگین روز خورشیدی) ۸۶،۴۰۰ ثانیه‌است (درست تر آن ۸۶،۴۰۰٫۰۰۲۵ ثانیه در دستگاه SI است). امروزه یک روز زمین کمی بلندتر از یک روز در سدهٔ ۱۹ میلادی است این به دلیل شتاب جزر و مدی است که هر روز به‌اندازهٔ ۰ تا ۲ میلی ثانیه از گذشته بلندتر شده‌است.






زیست‌پذیری

سیاره‌ای که در آن امکان نگهداری زندگی وجود داشته باشد، زیست‌پذیر نام دارد؛ حتی اگر خود آن سیاره سرچشمهٔ پدیدار شدن زندگی نباشد. در زمین آب به صورت مایع پیدا می‌شود، پیرامونی که در آن مولکول‌های آلی پیچیده می‌توانند باهم در اندرکنش قرار گیرند و روی هم سوار شوند. همچنین انرژی کافی در دسترس است تا دگرگشت در آن ادامه یابد. فاصلهٔ زمین از خورشید، سرعت گردش آن به دور خود، شیب آن نسبت به محورش، پیشینهٔ زمین‌شناسی، نگهداری هواکُره در پیرامون خود و میدان مغناطیسی محافظ پیرامون زمین، همگی باعث شده‌اند تا چنین وضعیت آب و هوایی در زمین حاکم و امکان زندگی فراهم باشد.






زیست‌کُره

بخش زیستی زمین، ساختار زندگی در زمین را «زیست‌کُره» می‌گویند. گمان آن می‌رود که برپایهٔ نظریه تکامل عُمر زندگی در زمین ۳٫۵ میلیارد سال باشد. خود زیست‌کُره به چندین زیست‌بوم تقسیم می‌شود. گونه‌های گیاهی و جانوری در هر زیست‌بوم به هم همانند است. بر روی خشکی، زیست‌بوم‌ها بر پایهٔ عرض جغرافیایی، بلندی از رویهٔ دریاها و رطوبت دسته بندی می‌شوند. توندراها که در مدار قطبی شمال و در مدار قطبی جنوب جای دارند و یا منطقه‌های با ارتفاع بسیار بالا یا بسیار خشک را می‌توان گفت از زندگی گیاهی و جانوری تُهی اند. ولی در برابر آن سرزمین‌های مرطوب و پست منطقهٔ استوایی دارای بیشترین شمار گونه‌های گیاهی و جانوری اند.






جغرافیای انسانی

از گذشته تا امروز، نقشه‌نگاری، مطالعه و تلاش برای ساخت نقشه و در کل دانش جغرافیا همگی ابزارهایی بوده‌اند تا به کمک آن‌ها تصویری از زمین نگاشته شود. نقشه‌برداری، تعیین جای‌ها و فاصله‌ها، تا حدی ناوبری، تعیین موقعیت‌ها و راستاها، در امتداد نقشه‌نگاری و جغرافی گسترش یافته‌اند و اطلاعات مورد نیاز بیشتری را با کیفیت بالاتری فراهم کرده‌اند.

در ۳۱ اکتبر سال ۲۰۱۱، شمار ساکنان زمین به ۷٬۰۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰ تَن رسید. بررسی‌ها نشان داده‌است که تا سال ۲۰۵۰ میلادی جمعیت جهان به ۹٫۲ میلیارد تن خواهد رسید. انتظار آن می‌رود که بیشتر این افزایش جمعیت در کشورهای در حال توسعه رخ دهد. میزان تراکم جمعیت در سراسر جهان بسیار گسترده و متفاوت است ولی این روشن است که بخش بزرگی از جمعیت جهان در آسیا زندگی می‌کند. همچنین انتظار آن می‌رود که تا سال ۲۰۲۰ میلادی ۶۰٪ جمعیت جهان شهرنشین باشند و بقیه روستانشین.

براورد شده‌است که تنها یک-هشتم سطح زمین برای زندگی انسان مناسب باشد. سه-چهارم سطح زمین را اقیانوس‌ها پوشانده‌اند، و نیمی از خشکی‌های زمین، بیابان (۱۴٪)، کوه‌های بلند (۲۷٪)، یا دیگر خشکی‌هایی است که برای زندگی آدمی چندان مناسب نیست. شمالی ترین سکونت گاه همیشگی زمین برای انسان‌ها، آلرت نام دارد (۸۲°۲۸′N) که در جزیرهٔ السمیر در قلمرو نوناووت در کانادا قرار دارد. و جنوبی ترین آن، ایستگاه تحقیقاتی اسکات آمونسن در جنوبگان است که می‌توان گفت در قطب جنوب (۹۰°S) است.

بر پایهٔ داده‌های مارس ۲۰۱۲، بدون در نظر گرفتن سرزمین بی صاحب بیرطویل، میان مصر و سودان و بخش‌هایی از جنوبگان: روی هم رفته ۲۰۶ کشور در جهان وجود دارد. که در این شمارش، ۱۹۳ کشور عضو سازمان ملل متحد است. همچنین ۵۹ مورد هم قلمروهای وابسته‌اند و شماری هم سرزمین‌های خودمختار و یا مورد اختلاف اند. از گذشته تا کنون، زمین هرگز یک فرمانروایی یکتا نداشته‌است که در سراسر زمین فرمان براند هرچند فرمانروایی‌هایی بوده‌اند که در دوره‌ای بر بیشتر بخش‌های زمین فرمان می رانده‌اند اما امروز از میان رفته‌اند.

سازمان ملل متحد یک سازمان بین‌المللی است که برای دخالت در اختلاف‌های میان ملت‌ها بوجود آمده‌است و تلاش می‌کند تا درگیری‌های نظامی میان کشورها را کاهش دهد. این سازمان جایی برای گفتگوهای میان کشورها و بحث دربارهٔ سیاست‌های کلی جهان و حقوق بین‌الملل است و اگر دیدگاه تمام کشورهای عضو، مثبت باشد در درگیری‌های نظامی هم دخالت می‌کند و ساز و کاری را برای این گونه درگیری‌ها در نظر می‌گیرد.

در ۱۲ آوریل ۱۹۶۱، یوری گاگارین نخستین انسانی بود که توانست مدار زمین را یک دور کامل بپیماید. تا ۳۰ ژوئیهٔ ۲۰۱۰ روی هم رفته ۴۸۷ تن توانسته‌اند فضای بیرونی زمین را از نزدیک ببینید و مدار زمین را بپیمایند و دوازده تن آن‌ها هم روی سطح ماه راه رفته‌اند. در حالت عادی تنها انسان‌هایی که در فضا هستند، کسانی اند که در ایستگاه فضایی بین‌المللی کار می‌کنند. هم اکنون کسانی که در ایستگاه کار می‌کنند شش نفر اند که هر شش ماه با افراد تازه جایگزین می‌شوند. دورترین فاصله‌ای که انسان تا کنون به آن سفر کرده‌است ۴۰۰٬۱۷۱ کیلومتری از زمین بوده‌است که در جریان پروژهٔ آپولو ۱۳ در سال ۱۹۷۰ به آن دست یافت.
دیدگاه عمومی به زمین

نماد اخترشناسی برگزیده شده برای زمین یک صلیب است که پیرامون آن را یک دایره فراگرفته‌است. برخلاف دیگر سیاره‌های سامانهٔ خورشیدی، زمین تنها سیاره‌ای است که انسان‌ها تا سالیان دراز، آن را بدون حرکتِ به گرد خورشید می‌دانستند. باور دیگر دربارهٔ زمین صاف بودن آن بود، بسیاری از مردم تا سالیان دراز چنین می‌پنداشتند که زمین صاف است. اما پس از پیشرفت دانش، این باور با باور گِرد بودن زمین جایگزین شد.

البته در دین اسلام و یهودیت چنین نبوده‌است. در آیه‌هایی از قرآن، زمین به حیوانی متحرک مانند شده ولی در عین حال، قرارگاه آدمیان هم نامیده شده‌است. و یا در آیه‌های دیگری همچون مهد، مهاد، یسبحون و الراجفة زمین را به گهواره‌ای آرام مانند کرده که با وجود حرکت‌های گوناگون همچنان برای سرنشینانش آرام و بی خطر است. در آیین یهود و در تورات هم اشاره‌هایی به حرکت آرام زمین شده‌است.

با ساخت فضاپیماها برداشت کلی انسان از زمین دگرگون شد. امروزه بیشتر مطالعه‌های هواشناسی و داده‌های مربوط به هواکُره، از نمای کلی زمین و نگاه از بیرون به آن، بدست آمده‌است. نتیجه بدست آوردن آگاهی بیشتر از وضعیت زمین کمک کرد تا جنبش‌های حمایت از محیط زیست به راه بیفتند تا مشکلات مربوط به تاثیر انسان بر پیرامون خود و از میان بردن منابع زمین را پوشش دهند.

برخی فرهنگ‌ها زمین را خدا می‌دانستند و ویژه تر آن را یک ایزدبانو فرض می‌کردند. برخی هم آن را خدای مادر یا خدای باروری می‌دانستند. در برخی آیین‌ها بویژه در اسلام و مسیحیت پروتستانی، دربارهٔ آفرینش زمین از سوی خدای یکتا یا خدایان سخن به میان آمده و به صراحت بر راستی آن تاکید شده‌است. اما در میان گروه‌های مذهبی، آیین‌هایی وجود دارد که این مطلب را نپذیرفته‌اند همچنان که برخی از گروه‌های علمی (و نه همه) نیز پدیدهٔ آفرینش را رد کرده‌اند. برای نمونه می‌توان از تقابل آفرینش‌گرایی و تکامل یاد کرد.





سیاره

سیاره (به انگلیسی: Planet) یک جرم آسمانی است که در حرکتی مداری به دور یک ستاره و یا بقایای ستاره‌ای (کوتوله‌های سفید و سیاه، ستاره نوترونی، سیاهچاله) می‌گردد، جرم آن به اندازه‌ای هست که تحت تاثیر نیروی گرانش خود گِرد شود، اما آنقدر زیاد نیست که سبب همجوشی حرارتی هسته‌ای شود، و همچنین می‌بایست همسایگی خود را از سیارک‌ها پاکسازی کرده‌باشد. سیاره واژه‌ای کهن است که با تاریخ، علم، افسانه‌شناسی و دین گره خورده‌است. در آغاز، سیارات در بسیاری از فرهنگ‌ها، به عنوان موجویت‌هایی خدایی و یا فرستادگان خدایان پنداشته می‌شدند. با پیشرفت دانش علمی، درک انسان از سیارات دگرگون گشت. در سال ۲۰۰۶ اتحادیه بین‌المللی اخترشناسی تعریف توافق‌شده‌ای برای سیاره اعلام نمود. این تعریف کمی بحث‌انگیز است زیرا بسیاری از اجسام با جرمی در حد سیاره را بر پایه داشتن یا نداشتن حرکت مداری، شامل نمی‌شود. اگر چه هشت تا از سیارات که پیش از سال ۱۹۵۰ کشف شده‌اند، همچنان در این تعریف جدید نیز سیاره محسوب می‌شوند، برخی از اجرام آسمانی همچون سرس، پالاس، جونو و پلوتون (نخستین جسم فرا نپتونی کشف‌شده) که زمانی توسط جامعه علمی به عنوان سیاره شناخته‌می‌شدند، دیگر سیاره محسوب نمی‌شوند.

بطلمیوس گمان می‌کرد که سیارات در حرکتهایی در فلک‌های حامل و تدویر به دور زمین می‌گردند. اگرچه ایده گردش سیارات به دور خورشید بارها پیشنهاد شده‌بود، اما تا قرن هفدهم طول کشید تا این نظریه توسط مشاهدات نجومی تلسکوپی انجام‌شده توسط گالیلئو گالیله تایید شود. یوهانس کپلر با بررسی دقیق داده‌های مشاهدات، دریافت که مدار سیارات دایره‌ای نیستند، بلکه بیضوی هستند. با پیشرفت ابزارهای رصد، ستاره‌شناسان مشاهده نمودند که دیگر سیارات نیز مانند زمین دور محورهای مایلی می‌چرخند و دارای ویژگیهایی همچون کلاهک‌های یخی و فصول مختلف می‌باشند. از زمان برآمدن عصر فضا، مشاهدات نزدیک توسط کاوشگرهای فضایی نشان داده‌است که زمین و سیارات دیگر در ویژگی‌هایی همچون آتشفشان‌ها، توفندها، زمین‌ساخت‌ها و حتی هیدرولوژی، مشترک‌اند.

سیارات عموماٌ به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند: غول‌های گازی پرچگالی و کم چگالی و سیاره‌های کوچکتر زمین‌سان سنگی. بنا بر تعاریف اتحادیه بین‌المللی اخترشناسی، هشت سیاره در سامانه خورشیدی(منظومه شمسی) وجود دارند. به ترتیب افزایش فاصله از خورشید، جهار سیاره سنگی تیر، ناهید(آناهیتا)، زمین و بهرام قرارگرفته‌اند و پس از آنها چهار غول گازی مشتری، کیوان، اورانوس و نپتون قرار گرفته‌اند. شش سیاره از این هشت سیاره، یک یا چند قمر طبیعی دارند که به دور آنها می‌گردند.

بیش از هزار سیاره در اطراف ستارگان (سیارات برون‌خورشیدی و یا برون‌سیاره‌ها) دیگر در کهکشان راه شیری کشف شده‌اند: تا تاریخ اول مه ۲۰۱۴، ۱۷۸۶ سیاره برون‌خورشیدی در ۱۱۰۶ سامانه سیاره‌ای (که ۴۶۰ تا از آنها سامانه‌های چندسیاره‌ای هستند) کشف شده که اندازه‌های آنها از سیاراتی در اندازه زمین تا غول‌های گازی بزرگتر از مشتری متغیر است. در ۲۰ دسامبر ۲۰۱۱ تیم تلسکوپ فضایی کپلر، کشف نخستین سیاره‌های زمین‌سان (سنگی) برون‌خورشیدی را گزارش داد، کپلر-۲۰ای و کپلر-۲۰اف که به دور ستاره خورشیدسان کپلر-۲۰ می‌گردند. مطالعه‌ای در سال ۲۰۱۲، با بررسی ریزهمگرایی گرانشی تخمین زد که به ازای هر ستاره در کهکشان راه شیری تقریبا ۱.۶ سیاره وجود دارند. گمان می‌رود که یکی از هر پنج ستاره خورشیدسان ، سیاره زمین‌سانی در ناحیه قابل سکونت خود دارد






واژه‌شناسی

سیاره در زبان انگلیسی Planet خوانده می‌شود که برگرفته از واژه ἀστὴρ πλανήτης (اَستِر پِلانِتِس) در یونان باستان می‌باشد.ریشه واژه ἀστὴρ(اَستِر) معادل وازه «ستاره» در فارسی است و هر دو واژه ایرانی و یونانی برگرفته از واژه h₂stḗr* در زبان نیا-هندواروپایی هستند. واژه πλανήτης(پِلانِتِس) نیز به معنی «گردان» است ودر نتیجه ἀστὴρ πλανήτης به معنی ستاره گردان می‌باشد. واژه سیاره نیز واژه‌ای با ریشه عربی و به معنی «راه‌پیما» می‌باشد که توسط ستاره‌شناسان اسلامی سده نخستین به‌کارگرفته شد و به نظر می‌رسد که ترجمه‌ای برای واژه πλανήτης(پِلانِتِس) یونانی باشد. در واژه‌نامه‌های آنندراج، برهان قاطع و جهانگیری، از واژه کهن «هرپاسب» نیز به معنی سیاره یاد شده است. همچنین در متون زرتشتی کهن از واژه «اَباختَر» نیز برای اشاره به سیارات استفاده شده‌است.






تاریخچه

ایده سیارات در طول تاریخ تکامل یافته‌است، از ستارگان گردان الهی در عهد باستان تا اجسام زمین‌وار عصر دانش. مفهوم آن گسترش یافته تا دنیاهایی نه تنها در منظومه خورشیدی بلکه در صدها منظومه فراخورشیدی دیگر را نیز دربرگیرد. ابهامات نهفته در تعریف سیاره، بحثهای علمی بسیاری را برانگیخته است.

پنج سیاره سنتی قابل دیدن با چشم غیر مسلح از دوران باستان شناخته‌شده بودند و تاثیرات برجسته‌ای بر افسانه‌شناسی، کیهان‌شناسی دینی و اخترشناسی باستانی گذارده‌اند. در دوران باستان اخترشناسان متوجه شدند که برخی از نورها نسبت به دیگر نورها در پهنه آسمان حرکت می‌کنند. یونانیان باستان این نورها را «ستاره گردان» (به یونانی باستان: πλάνητες ἀστέρες(پِلانِتِس اَستِرِس)) و یا به اختصار «گردان‌ها» (به یونانی باستان: πλανῆται(پِلانِتای)) نام نهادند که واژه معادل انگلیسی سیاره، یعنی Planet، از آن مشتق شده‌است. در یونان باستان، چین باستان، بابل و در واقع همه تمدنهای پیش-مدرن، این باور مورد پذیرش عمومی قرارگرفته بود که زمین مرکز جهان است و همه سیارات به دور زمین می‌گردند. دلیل این برداشت آن بود که مشاهده می‌شد ستارگان هر روز یکبار به دور زمین می‌چرخیدند و ظاهراً درک عمومی بر آن بوده است که زمین ثابت و پایدار است و همواره در سکون می‌ماند.






تمدن بابل

نخستین تمدن شناخته‌شده‌ای که نظریه‌ای کاربردی در مورد سیارات داشتند، بابلی‌ها بودند که در هزاره‌های نخست و دوم قبل از میلاد در منطقه میان‌رودان(بین‌النهرین) زندگی می‌کردند. کهن‌ترین متن اخترشناسی سیاره‌ای به جای مانده، لوحی بابلی به نام لوح ناهید آمی‌سادوکا است که امروزه یک کپی گرفته شده در قرن هفتم پیش از میلاد آن در موزه بریتانیا نگهداری می‌شود. این لوح شامل لیستی از مشاهدات مربوط به حرکت سیاره ناهید است که احتمالاً تاریخ آن به هزاره دوم پیش از میلاد می‌رسد. مول آپین (به انگلیسی: MUL.APIN) یک جفت لوح به خط میخی مربوط به قرن هفتم پیش از میلاد هستند که حرکات خورشید، ماه و سیارات را در یک دوره یک ساله ترسیم می‌کند. اختربین‌های بابلی نیز آنچه را که بعدها اختربینی غربی شد، پایه‌ریزی کردند. انیما آنو انلیل که در دوره نوآشوری در قرن هفتم پیش از میلاد نوشته شده‌است دربرگیرنده لیستی از طالع‌ها و روابط آنها با پدیده‌های آسمانی مانند حرکت سیارات است. زهره، تیر و سه سیاره بیرونی بهرام، مشتری و کیوان توسط بابلی‌ها شناخته‌شده بودند. این سیارات تا پیش از اختراع تلسکوپ در اوایل دوران مدرن تنها سیاره‌های شناخته‌شده باقی ماندند.






اخترشناسی یونانی-رومی

یونانیان باستان در ابتدا به اندازه بابلیان به سیارات ارج ننهادند. فیثاغوری‌ها در قرن ششم و پنجم پیش از میلاد نظریه سیاره‌ای مجزایی برای خود داشتند، که متشکل از زمین، خورشید، ماه و سیاراتی بود که به دور یک آتش مرکزی واقع در مرکز جهان در گردش هستند.گفته می‌شود که فیثاغورث یا پارمنیدس نخستین فردی بود که دریافت ستاره عصر(هسپروس) و ستاره صبح(فسفروس) یکی هستند(آفرودیته که متناظری یونانی برای ونوس رومی است). در قرن سوم پیش از میلاد، آریستارخوس ساموسی یک سامانه خورشید مرکزی پیشنهاد نمود که مطابق آن، زمین و سایر سیارات به دور خورشید می‌گشتند، هرچند که نظریه زمین مرکزی همچنان تا قبل از انقلاب علمی، نظریه پیشتاز بود.

در قرن نخست پیش از میلاد، در دوران هلنیستی، یونانی‌ها شروع به ایجاد طرحهای ریاضی خود برای پیش‌بینی موقعیت سیارات نمودند. این طرحها بر خلاف طرحهای محاسباتی بابلی‌ها بیشتر بر پایه هندسه بنا شده بودند در نهایت نظریات بابلی‌ها در سایه جامعیت و پیچیدگی این نظریات قرار گرفتند. این نظریات در قرن دوم عصر حاضر کتب المجسطی نوشته بطلمیوس به اوج می‌رسد. نفوذ مدل بطلمیوس به اندازه‌ای بود که جایگزین تمام نظریات پیشین شد و به مدت ۱۳ قرن به عنوان کتاب مرجع جامع اخترشناسی در دنیای غرب باقی ماند. برای یونانی‌ها و رومی‌ها هفت سیاره شناخته‌شده وجود داشت که همگی بر اساس فواعد پیچیده‌ای که بطلمیوس طراحی کرده بود، به دور زمین می‌چرخیدند. این سیارات به ترتیب فاصله از زمین‌(ترتیب بطلمیوسی) عبارت بودند از: ماه، تیر، زهره، خورشید، بهرام، مشتری و کیوان.






هند

در سال ۴۹۹ پس از میلاد، آریابهاتا یک مدل سیاره‌ای پیشنهاد نمود که صریحا به چرخش زمین به دور محورش اشاره داشت و توضیح داد که دلیل حرکت ظاهری از شرق به غرب ستارگان، همین چرخش زمین به دور خود است. او همچنین باور داشت که مدار سیارات بیضوی هستند. پیروان آریابهاتا به طور ویژه در جنوب هند قدرت داشتند و در آنجا اصل حرکت چرخشی زمین وی به همراه سایر اصولش پیروی می‌شد و کارهای ثانویه‌ای نیز بر پایه آن به انجام رسید.

در سال ۱۵۰۰، نیکانتا سومایاجی از مدرسه ستاره‌شناسی و ریاضیات کرالا در رساله تنتراسامگراها مدل آریابهاتا را مورد بازبینی قرار داد. او در «آریابهاتیابهاسیا» که گزارشی در مورد «آریابهاتیا»ی آریابهاتا بود، مدلی پیشنهاد داد که در آن تیر،ناهید،بهرام،مشتری و کیوان به دور خورشید می‌گردند و خورشید به دور زمین می‌گردد، شبیه به مدل تیکونی که بعدها توسط تیکو براهه در اواخر قرن شانزدهم ارائه شد. بیشتر اخترشناسان مدرسه کرالا که از او پیروی می‌کردند نظریه او را پذیرفته بودند.






اخترشناسی دوران اسلامی

در قرن یازدهم، ابن سینا متوجه پدیده گذر ناهید شده‌بود و چنین نوشت که ناهید حداقل گاهی زیر خورشید قرار می‌گیرد. در قرن دوازدهم ابن باجه دو سیاره را به شکل دو لکه تیره روی خورشید مشاهده نمود که بعدها در قرن سیزدهم، اخترشناس رصدخانه مراغه، قطب‌الدین شیرازی، متوجه شد که آنها گذر تیر و گذر ناهید هستند. هرچند که ابن باجه نمی‌توانسته گذر ناهید را دیده باشد زیرا در دوران زندگی وی اتفاق نیفتاده است.






رنسانس اروپایی

پس از پیدایش انقلاب علمی، درک انسان از سیاره از چیزی که در پهنه آسمان حرکت می‌کند(نسبت به ستارگان ثابت) به جسمی که به دور زمین می‌گردد تغییر یافت، و در قرن هجدهم با قدرت گرفتن نظریه خورشید مرکزی کوپرنیک، گالیله و کپلر، این درک، به اجسامی که مستقیما به دور خورشید می‌گردند تغییر یافت.

بنابراین زمین نیز در لیست سیارات قرارگرفت در حالیکه خورشید و ماه از این لیست خارج شدند. در آغاز، وقتی نخستین اقمار مشتری و کیوان در قرن هفدهم کشف شدند، واژه‌های قمر و سیاره به جای یکدیگر به‌کار می‌رفتند، اما در قرن بعدی بیشتر از واژه قمر برای این اجسام استفاده می‌شد. تا اواسط قرن نوزدهم تعداد سیارات به سرعت زیاد شد زیرا در آن زمان جامعه علمی هر جسم تازه کشف‌شده‌ای را که مستقیما به دور خورشید بگردد به عنوان سیاره قلمداد می‌نمود.






قرن نوزدهم

در قرن نوزدهم اخترشناسان به تدریج متوجه شدند که اجسامی که به تازگی کشف شده بودند و برای تقریبا نیم قرن به عنوان سیاره طبقه‌بندی شده‌بودند(مانند سرس، پالاس و وستا)، با سیارات سنتی شناخته شده بسیار تفاوت داشتند. این اجسام همه در یک منطقه از فضا بین بهرام و مشتری(کمربند سیارک‌ها) پراکنده بودند و جرم آنها نیز بسیار کمتر بود. در نتیجه آنها در طبقه‌بندی جدید «سیارک‌ها» قرار گرفتند. در غیاب یک تعریف رسمی برای «سیاره»، هر جسم بزرگی که به دور خورشید می‌گشت سیاره قلمداد می‌شد. از آنجا که اختلاف اندازه سیاره و سیارک بسیار زیاد بود، و همچنین به این دلیل که نظر می‌رسید سیل اکتشافات جدید با اکتشاف نپتون در سال ۱۸۴۶ پایان یافته‌است، نیازی به یک تعریف رسمی احساس نمی‌شد.






قرن بیستم
در قرن بیستم پلوتون کشف شد. برپایه مشاهدات اولیه این گمان به‌وجود آمد که از زمین بزرگتر است و به همین سبب به سرعت به عنوان نهمین سیاره به رسمیت شناخته شد. مشاهدات بعدی نشان داد که این جسم در واقع بسیار کوچکتر از آن است که تصور می‌شد. در سال ۱۹۳۶، ریموند لیتلتون پیشنهاد نمود که ممکن است پلوتون یکی از قمرهای گریخته نپتون باشد، و فرد لارنس ویپل در سال ۱۹۶۴ پیشنهاد داد که ممکن است پلوتون یک دنباله‌دار باشد، اما با این وجود، به دلیل اینکه هنوز از هر سیارک شناخته‌شده‌ای بزرگتر بود و به نظر نمی‌رسید که عضوی از یک جمعیت بزرگتر باشد، وضعیت خود را به عنوان سیاره تا سال ۲۰۰۶ حفظ نمود.

در سال ۱۹۹۲، اخترشناسان، الکساندر والشتان و دیل فریل کشف چند سیاره در اطراف یک تپ‌اختر به نام پی‌اس‌آر بی۱۲۵۷+۱۲ را اعلام نمودند. این اکتشاف عموما به عنوان نخستین سامانه سیاره‌ای کشف شده در اطراف یک ستاره دیگر شناخته‌می‌شود. پس از آن در ۶ اکتبر ۱۹۹۵، میشل مایر و دیدیه کیلوز از دانشگاه ژنو، نخستین برون‌سیاره در حال گردش به دور یک ستاره معمولی رشته اصلی(۵۱ پگاسوس) را کشف نمودند.

کشف سایرات فراخورشیدی به ابهام دیگری در تعریف سیاره انجامید: نقطه‌ای که در آن سیاره تبدیل به ستاره می‌شود. بسیاری از سیارات فراخورشیدی شناخته‌شده جرمی چندین برابر مشتری دارند که نزدیک به جرم برخی از اجسام ستاره‌ای به نام کوتوله‌های قهوه‌ای است. کوتوله‌های قهوه‌ای عمومات به عنوان ستاره تلقی می‌شوند زیرا توانایی همجوشی دوتریم، که ایزوتوپ سنگین‌تر هیدروژن است، را دارا هستند. اگرچه اجرام آسمانی باید حداقل ۷۵ بار از مشتری سنگین‌تر باشند تا توانایی همجوشی هیدروژن را داشته‌باشند، اجسامی که تنها ۱۳ برابر از مشتری سنگین‌تر قادر به همجوشی دوتریم خواهند بود. هرچند که دوتریم بسیار نادر است و بیشتر کوتوله‌های قهوه‌ای فرایند همجوشی‌شان مدتها پیش از کشف آنها، متوقف شده‌است و این در عمل آنها را از سیارات بسیار بزرگ نامتمایز می‌سازد.






قرن بیست و یکم

با کشف اجسام بیشتر در منظومه شمسی و اجسام بزرگ در اطراف ستارگان دیگر که در خلال نیمه دوم قرن بیستم رخ داد، بحثهایی درباره اینکه چه چیزی را باید سیاره دانست، آغاز شد. اختلاف نظرهای در مورد اینکه آیا جسمی را که بخشی از یک جمعیت متمایز مانند یک کمربند سیارکی باشد، و یا جسمی که آنقدر بزرگ باشد که از روش همجوشی گرمایی هسته‌ای دوتریم تولید انرژی کند، را می‌توان سیاره دانست، وجود داشت.

شمار رو به افزایشی از اخترشناسان بر این باورند که می‌بایست پلوتون را از لیست سیاره‌ها خارج نمود، زیرا بسیاری از اجسام مشابه با اندازه‌های نزدیک به آن در همان منطقه از منظومه شمسی(کمربند کویپر) در خلال دهه‌های ۱۹۹۰ و ۲۰۰۰ یافت شده‌است. مشخص گشت که پلوتون تنها جسم کوچکی در میان جمعیتی از هزاران جسم دیگر است.

رسانه‌ها در مورد برخی از این اجسام همچون کواوار، سدنا و اریس بشارت کشف سیاره دهم را می‌دادند، هرچند که هرگز مورد پذیرش گسترده جامعه علمی قرار نگرفتند. اعلام کشف اریس در سال ۲۰۰۵ به عنوان جسمی با جرم ۲۷٪ بیش از پلوتون، ضرورت و تمایل عمومی را برای ایجاد یک تعریف رسمی برای سیاره، ایجاد نمود.

با پذیرش مشکل ، اتحادیه بین‌المللی اخترشناسی عزم ایجاد تعریفی برای سیاره نمود و یکی در سال ۲۰۰۶ ارائه داد. شمار سیارات به هشت سیارهای کاهش یافت که اجسامی با بزرگی قابل توجه هستند و مدارشان را پاکسازی کرده‌اند، و رده جدیدی نیز به نام «سیاره‌های کوتوله» بوجود آمد که در ابتدا شامل سه جسم بود(سرس، پلوتون و اریس).






تعریف سیاره فراخورشیدی

در سال ۲۰۰۳، گروه کاری سیارات فراخورشیدی اتحادیه بین‌المللی اخترشناسی (IAU) یک بیانیه جایگاه در مورد تعریف سیاره ارائه دادند که تعریف ناتمام زیر را در بر می‌گرفت و عمدتاً بر روی مرز میان سیارات و کوتوله‌های قهوه‌ای تمرکز داشت:

اجسامی با جرم واقعی کمتر از حد جرمی برای همجوشی گرمایی هسته‌ای دوتریم (که در حال حاضر برای اجسامی با فراوانی ایزوتوپی همانند خورشید، این حد ۱۳ برابر جرم مشتری محاسبه شده‌است) که حرکت مداری به دور ستارگان و یا بقایای ستاره‌ای دارند، سیاره هستند (مستقل از اینکه چگونه ایجاد شده باشند). حداقل جرم مورد نیاز برای سیاره بودن یک جسم فراخورشیدی همان مقداری است که در مورد منظومه شمسی در نظر گرفته می‌شود.
اجسام نیمه‌ستاره‌ای با جرم واقعی فراتر از حد جرمی برای همجوشی گرمایی هسته‌ای دوتریم، «کوتوله قهوه‌ای» محوب می‌شوند واینکه چگونه ایجاد شده‌اند یا کجا قرار گرفته‌اند تفاوتی ایجاد نمی‌کند.
اجسام شناور آزاد در خوشه‌های ستاره‌ای جوان با جرمی پایینتر از حد جرمی برای همجوشی گرمایی هسته‌ای دوتریم سیاره نیستند، بلکه کوتوله‌های نیمه‌قهوه‌ای هستند(و یا هر نام دیگری که مناسب‌تر باشد)

این تعریف از آن زمان به بعد، در هنگام انتشار کشفیات برون‌سیاره‌ها در ژورنال‌های علمی به گستردگی مورد استفاده اخترشناسان قرارگرفته‌است. اگرچه موقتی است، اما تا پذیرفتن یک تعریف پایدارتر به عنوان تعریفی ناتمام اما موثر باقی می‌ماند. اگرچه بحثی در مورد حد پایین جرم نمی‌کند و بدین‌ترتیب از اختلاف نظرها درباره اجسام داخل منظومه شمسی دوری می‌گزیند. این تعریف همچنین توضیحی در مورد اجسامی مانند ۲ام۱۲۰۷بی که دور کوتوله‌های قهوه‌ای می‌گردند، نمی‌دهد.

یک راه تعریف کوتوله نیمه‌قهوه‌ای عبارت است از جسمی با جرم سیاره‌ای که بجای برافزایش از روش فروریزی ابر بوجود آمده‌اند. این تمایز در چگونگی شکل‌گیری بین کوتوله نیمه-قهوه‌ای و سیاره مورد توافق جهانی قرار نگرفته‌است. اخترشناسان بر پایه پذیرش یا عدم پذیرش اینکه فرایند شکل‌گیری یک سیاره در رده‌بندی آن دخالت داده‌شود، به دو دسته تقسیم می‌شوند. یکی از دلایل مخالفت این است که اغلب تعیین فرایند شکل‌گیری امکان‌پذیر نمی‌باشد. مثلا سیاره‌ای که از روش برافزایش شکل‌گرفته‌است، ممکن است از منظومه به بیرون پرتاب شده و به شکل غوطه‌ور آزاد درآید، و به همین ترتیب یک کوتول نیمه قهوه‌ای که خودش از روش فروریزی ابر بوجود امده، ممکن است در مداری به دور یک ستاره به دام بیفتد.

مقدار حدی ۱۳ برابر جرم مشتری، بیشتر یک قانون مبتنی بر تجربه است تا یک قانون دقیق فیزیکی. پرسشی که برمی‌اید این است که منظور از سوزاندن دوتریوم چیست؟ این پرسش از آنجا برمی‌آید که اجسام بزرگ بیشتر دوتریم خود را می‌سوزانند و اجسام کوچک‌تر تنها اندکی از آن را می‌سوزانند و مقدار ۱۳ MJup (جرم مشتری) بین این دو دسته قرار می‌گیرد. مقدار دوتریوم سوزانده شده نه تنها به جرم، بلکه به ترکیب سیاره، یعنی مقدار هلیم و دوتریوم موجود نیز بستگی دارد. دانشنامه سیارات فراخورشیدی که شامل اجسامی با جرمی تا ۲۵ برابر جرم مشتری است،اینگونه بیان می‌کند که «این حقیقت که هیچ ویژگی خاصی در مورد مقدار ۱۳ MJup طیف جرمی مشاهده شده وجود نداشته و ما را وادار می‌سازد که این حد جرم را فراموش کنیم» مرورگر داده‌های برون‌سیارات شامل اجسامی تا ۲۴ برابر جرم مشتری می‌باشد واینگونه توصیه می‌کند که «حد جرمی ۱۳ برابر جرم مشتری وضع شده توسط تحادیه بین‌المللی اخترشناسی در مورد سیاراتی با هسته‌های سنگی از نظر فیزیکی بی‌معنی می‌گردد.» بایگانی برون سیارات ناسا شامل اجسامی با جرم (یا حداقل جرم) کوچکتر یا مساوی ۳۰ برابر جرم مشتری است.

معیار دیگری که به جز سوزاندن دوتریم، فرایند شکل‌گیری و مکان، برای جدا کردن سیاره‌ها و کوتوله‌های قهوه‌ای وجود دارد این است که فشار هسته ناشی از فشار کولنی است یا فشار تباهیدگی الکترون.






تعریف ۲۰۰۶

موضوع حد پایین در جلسه مجمع عمومی اتحادیه بین‌المللی اخترشناسی مورد بحث قرارگرفت. پس از بحث بسیار و یک پیشنهاد مردود، مجمع رای به وضع تعریفی به شکل زیر برای سیارات منظومه شمسی داد:

هر جسم آسمانی که (الف) در مداری به دور خورشید بگردد، (ب) جرم کافی داشته باشد تا نیروی خودگرانشی‌اش بر نیروهای پیوستگی جسم صلب غلبه‌کند به گونه ای که شکل آن در تعادل هیدرواستاتیکی (تقریباً گرد) باشد، (پ) همسایگی اطراف مدارش را پاکسازی نموده‌باشد.

طبق این تعریف، منظومه شمسی هشت سیاره دارد، اجسامی که شرط اول و دوم را دارا هستند اما در شرط سوم صدق نمی‌کنند (مانند سرس، پلوتون و اریس) به عنوان سیاره‌های کوتوله طبقه‌بندی می‌شوند، البته با این شرط که خود قمر سیاره دیگری نباشند. در آغاز IAU تعریفی را پیشنهاد داده بود که اجسام بسیاری را در بر می‌گرفت، زیرا شرط سوم در آن غایب بود. پس از بحث فراوان از طریق رای‌گیری تصمیم گرفته شد که این اجسام را به جای سیاره در رده سیاره‌های کوتوله طبقه‌بندی شوند.

این تعریف بر پایه نظریات شکل‌گیری سیارات بنا شده که طبق این نظریات رویان‌های سیاره‌ای در ابتدا همسایگی مداری خود را از اجسام کوچک دیگر پاکسازی کی‌کنند. استیون سوتر اخترشناس این‌گونه توصی می‌کند که

محصول پایانی یک برافزایش قرصی ثانویه، شمار اندکی از اجسام بزرگ(سیارات) در مدارهای نامتقاطع یا مدارهای طنین‌داری ایست که از بروز برخورد بین آنها جلوگیری می کنند.سیاره‌های خرد و دنباله‌دارها، از جمله اجسام کمربند کوئیپر، از این نظر متفاوت‌اند که امکان برخورد با یکدیگر و با سیارات را دارند.

پلوتون، با توجه به وضعیت سیاره‌بودنش و کشف آن در سال ۱۹۳۰، در ورای جامعه علمی، دارای اهمیت فرهنگی قابل توجهی برای عموم بود. کشف اریس در رسانه‌ها به گستردگی به عنوان سیاره دهم اعلام می‌شد و از این رو طبقه‌بندی دوباره هر سه جسم به عنوان سیاره کوتوله، توجه رسانه‌ها و عموم را نیز به خود جلب نمود.






اجسامی که پیشتر سیاره پنداشته می‌شدند

جدول زیر شامل اجسامی از سامانه خورشیدی است که زمانی سیاره قلمداد می‌شدند.






افسانه‌شناسی و نام‌گذاری

نامهای سیارات در دنیای غرب برگرفته از آداب رومی‌هاست که خود برآمده از آداب یونانی‌ها و بابلیان است. در یونان باستان دو روشنی‌بخش بزرگ، خورشید و ماه را هلیوس و سلنه می‌خواندند؛ دورترین سیاره(کیوان) فاینون به معنی «درخشنده» نام داشت که پس از آن فائتون (مشتری) به معنی «روشن» قرارداشت. سیاره سرخ (بهرام) با نام پیروئیس به معنی «آتشین» شناخته می‌شد. روشن‌ترین سیاره (ناهید)، فسفروس («نور آور») و سیاره گذارای آخری (تیر) با نام استیلبون («سوسو زن») شناخته می‌شدند. یونانی‌ها همچنین هر سیاره‌ای را به یکی از خدایان خود، یعنی دوازده ایزد المپ‌نشین نسبت می‌دادند: هلیوس و سلنه هم نام خدایان بودند و هم سیارات. فاینون به کرونوس، تیتانی که پدر المپ‌نشینان بود، تعلق داشت. فائتون نشان زئوس، پسر کرونوس که او را از پادشاهی خلع کرد، پیروئیس به آرس، پسر زئوس داده شده بود که خدای جنگ بود، و فسفروس توسط آفرودیت حکمرانی می‌شد که خدابانوی عشق بود. هرمس که پیام‌رسان خدایان و خدای آموزش و شعور بود، بر استیلبون حکم می‌راند.

این رسم یونانی‌ها در بخشیدن نام خدایان خود به سیارات با احتمال نزدیک به یقین از بابلیان گرفته شده‌است. بابلی‌ها فسفروس را به نام خدابانوی عشق خود، ایشتار؛ پیروئیس را به نام خدای جنگ خود، نرگال؛ استیلبون را به نام خدای دانایی، نابو؛ و فائتون را به نام خدای اصلی، مردوخ نامیده بودند. هماهنگی میان روش‌های نام‌گذاری بابلی و یونانی بیش از آن است که تصور کنیم از ریشه‌های جداگانه‌ای برخاسته‌اند. این تطابق ها کامل نیست. مثلا نرگال خدای جنگ بابل بود و از این رو یونانی‌ها او را به نام آرس شناختند، هرچند که بر خلاف آرس، خدای کشتن و زمین خاکی نیز بود. مردم یونان امروزی همچنان نامهای باستانی را برای سیارات به‌کار می‌برند، اما سایر زبانهای اروپایی، تحت تاثیر امپراتوری روم و بعدها کلیسای کاتولیک از نام‌های رومی به جای نام‌های یونانی استفاده می‌کنند. رومی‌ها که همچون یونانی‌ها دین نیا-هند و اروپایی داشتند، خدایانی مانند یونانی‌ها با نام‌های متفاوت داشتند اما خبری از داستان‌سرایی‌های غنی یونانی‌ها که فرهنگ شاعرانه یونان به خدایانشان بخشیده بود، نبود. در اواخر دوران جمهوری روم، نویسندگان رومی بسیاری از داستانهای یونانی را قرض گرفته و در مورد خدایان خود به‌کاربردند، تا اندازه‌ای که تقریبا تفاوت آنها قابل تشخیص نبود. وقتی رومی‌ها اخترشناسی یونانی را مطالعه کردند، نام خدایان خود را بر روی سیارات نهادند: مرکوریوس (به جای هرمس)، ونوس(آفرودیت)، مارس(آرس)، ژوپیتر(زئوس) و ساتورنوس (کرونوس). وقتی سیارات بعدی در قرون ۱۸ام و ۱۹ام کشف شدند نیز این روش نامگذاری در مورد نپتون (پوزئیدون) پابرجا ماند. اورانوس در این میان استثناست زیرا نام آن از یک خدابانوی یونانی گرفته‌شده‌است و نه از معادل رومی آن.

برخی از رومیان در پی اعتقادی که احتمالا از بین‌النهرین سرچشمه گرفته و در مصر هلنیستی شکل گرفته، بر این باور بودند که خدایان هفت‌گانه‌ای که سیارات از روی انها نام‌گذاری شده‌اند در شیفت‌های ساعتی امور روی زمین را مراقبت می‌نمایند. ترتیب شیفت‌ها به صورت ساترن،ژوپیتر، مارس، خورشید(Sun)، ونوس، مرکوری و ماه بود. بنابراین نخستین روز با ساترن آغاز می‌شود(ساعت ۱ام)، دومین روز با خورشید (ساعت ۲۵‌ام)، روزهای بعدی با ماه (ساعت ۴۹ام)، مارس، مرکوری، ژوپیتر و ونوس. از انجا که هر روز به نام خدایی که آن را آغاز می‌کند نامگذاری می‌شد، روزهای هفته در گاه‌شماری رومی نیز به همین ترتیب‌اند و همچنان در بسیاری از زبانهای امروزی به همین ترتیب حفظ شده است. در زبان انگلیسی واژه‌های Saturday (شنبه)، Sunday (یکشنبه) و Monday (دوشنبه) ترجمه مستقیم این نام‌های رومی هستند. نام روزهای دیگر از خدایان انگلو-ساکسون گرفته شده‌است: Tuesday (سه‌شنبه) از Tiw (تیر (اساطیر))، Wednesday (چهارشنبه) از Wóden (ودن)، Thursay (پنجشنبه) از Thunor (ثور) و Friday (جمعه) از Fríge (فریج). این خدایان انگلوساکسون به ترتیب شبیه یا معادل مارس، مرکوری، ژوپیتر و ونوس هستند.

زمین تنها سیاره‌ای است که نام آن در زبان انگلیسی از اساطیر یونانی-رومی گرفته نشده‌است. از آنجا که تنها در قرن هفدهم بود که زمین به طور عمومی به عنوان سیاره پذیرفته شد، نام آن برگرفته از نام هیچ خدایی نیست. واژه earth به معنی زمین برگرفته از واژه انگلو-ساکسون قرن هشتم، erda است که به معنی زمین یا خاک است و نخستین بار به صورت مکتوب به عنوان نام کره زمین در حدود سالهای ۱۳۰۰ به‌کار گرفته شد، و همانند زبان‌های ژرمنی دیگر در نهایت ا واژه نیا-ژرمنی ertho «زمین» گرفته شده‌است. مثلا در انگلیسی earth، آلمانی Erde، هلندی aarde و اسکاندیناوی jord. بسیاری از زبان‌های رومی‌تبار از واژه کهن ترا و یا شکلی تغییریافته از آن استفاده می کنند که به معنی «زمین خشکی» در مقابل دریا استفاده می‌شد. اما زبانهای غیر رومی‌تبار از واژگان بومی خود استفاده می‌کنند. مثلا یونانی‌ها همچنان از واژه قدیمی Γή (ژئو)استفاده می‌کنند.

فرهنگ‌های غیر اروپایی از روش‌های نام‌گذاری دیگر استفاده کرده‌اند. هند از روشی بر پایه ناواگراها استفاده می‌کند که شامل هفت سیاره (سوریا برای خورشید، چاندرا برای ماه، و بودها، شوکرا، مانگالا، برهاسپاتی و شانی برای تیر، ناهید، بهرام، مشتری و کیوان) و دو گره مداری صعودی و نزولی ماه (راهو و کتو) می‌شود. چین و کشورهای آسیای شرقی که از لحاظ تاریخی در معرض تاثیر فرهنگی چین بوده‌اند (مانند ژاپن، کره و ویتنام)، برپایه عناصر پنجگانه چینی آب (تیر)، فلز (ونوس)، آتش (بهرام)، چوب (مشتری) و خاک (کیوان) نام‌گذاری کرده‌اند.






پیدایش سیاره‌ها

در مورد چگونگی پیدایش سیارات، هنوز اطلاع قطعی وجود ندارد. نظریه پیشتاز این است که سیارات در حین فروریختن یک سحابی و تبدیل آن به به قرص نازکی از گاز و غبار شکل می‌گیرند. در پی این فروریزی یک پیش‌ستاره در هسته تشکیل می‌شود که قرص پیش‌سیاره‌ای چرخانی آن را دربرگرفته‌است. از طریق برافزایش (یک فرایند برخورد چسبنده) ذرات غبار قرص به شکل پایداری در کنار هم انباشته می‌شوند تا اجسامی بزرگتر تشکیل دهند. تجمع‌های محلی جرم به نام سیارات خرد شکل می‌گیرند و با بهره‌گیری از جاذبه گرانشی فرایند برافزایش را تسریع می‌کنند. این تجمع‌ها مرتباً چگال‌تر می‌شوند تا اینکه سرانجام بر اثر گرانش به درون فرو ریخته و پیش‌سیاره‌ها را تشکیل می‌دهند. پس از آنکه قطر سیاره از ماه بزرگتر شد، شروع به انباشتن یک اتمسفر گسترده می‌کند و از طریق پدیده پسار اتمسفری، سرعت جذب سیارات خرد آن بسیار افزایش می‌یابد.

وقتی یک پیش‌ستاره به‌اندازه‌ای بزرگ می‌شود که شعله‌ور گردد و ستاره‌ای به‌وجودآید، قرص باقیمانده توسط پدیده‌های تبخیر فوتونی، بادهای خورشیدی و کشش پوینتینگ-رابرتسون از درون به خارج رانده می‌شود. پس از آن ممکن است که هنوز پیش‌سیاره‌های زیادی در حال گردش به دور ستاره یا یکدیگر باشند، اما به مرور زمان با هم برخورد کرده و یا تشکیل یک سیاره بزرگتر یا اینکه مواد آنها پراکنده می‌شود تا جذب پیش‌سیاره‌ها و سیاره‌های بزرگتر شود. آن اجسامی که به اندازه کافی پرجرم می‌شوند، بیشتر مواد موجود در همسایگی خود را جذب می‌کنند و تشکیل سیاره می‌دهند. در این میان، پیش‌سیاراتی که از برخوردها دوری کرده‌اند، یا از طریق جذب گرانشی به قمرهای طبیعی این سیارات تبدیل می‌شوند و یا اینکه در کمربندهایی در کنار اجسام دیگر باقی مانده و تبدیل به سیاره کوتوله و اجرام کوچک می‌شوند.

تاثیرات پرانرژی سیارات خرد( و همچنین واپاشی رادیواکتیو)، باعث گرم شدن سیارات در حال رشد و ذوب شدن حداقل بخشی از آنها می‌شود، جرم بخش درونی سیاره تغییر کرده و چگالتر می‌شود.

با کشف و مشاهده سامانه‌های سیاره‌ای پیرامون ستارگان دیگری به غیر از خورشید، رفته رفته امکان آن پدید می‌آید که این دیدگاه را شفاف‌سازی، تجدید نظر و یا حتی عوض نمود. اکنون این باور به‌وجود آمده‌است که درجه فلزیگی - یک اصطلاح اخترشناسی که میزان فراوانی عناصر شیمیایی با عدد اتمی بزرگتر از ۲ (هلیم) را نشان می‌دهد - می‌تواند احتمال سیاره داشتن یک ستاره را تعیین کند. از این رو گمان می‌رود که یک ستاره پرفلز جمعیت یک از یک ستاره کم فلز جمعیت دو، شانس بیشتری برای داشتن یک سامانه سیاره‌ای دارد.
3:49 am
طراح

طراح به کسی می‌گویند که طراحی می‌کند.بخش‌های اصلی طراحی شامل نقاشی، مجسمه سازی و معماری است که هنر‌های بزرگی هستند.

عامل اصلی طراحی حالات روحی روانی فرد است و یکی از عوامل مهم در پدید آمدن آن خط است . خط و حرکت دو پدیده ای هستند که همیشه با هم ایجاد می شوند و به هم مربوطند.هر گونه جلوه ی بصری که با خط ایجاد می شود به حالات روانی و فیزیکی طراح مربوط می شود .حالات هیجانی طراح ،شادی و نشاط ، غم و تاثر،آرامش و ضعف و حتی دعا و نیایش .پس می توان نتیجه گرفت که خط وسیله ی ثبت و ضبط هیجانات درونی طراح و عکس العمل های او نسبت به جهان خارج است . مطلب دیگر اینکه دستگاه بینایی همه ی افراد مشابه است اما، ما طرحهای متنوعی از هنرمندان را مشاهده می کنیم که این امر ناشی از حالات روانی و سیستم عصبی هر فرد می باشد که دنیا را به نحوی خاص خود می بیند.






طراحی
طراحی به دانش ایجاد یک طرح یا نمایه از هر تصویر ذهنی یا واقعی گفته می‌شود.

در هنرهای تجسمی، طراحی یا به‌صورت یک اثر مستقل و یا به‌عنوان پیش‌ طرحی برای اثر اصلی انجام می‌شود که در این صورت طرح
مقدماتینیز خوانده می‌شود. طراحی به دو حوزهٔ کلی تقسیم می‌شود. یکی حوزهٔ drawing (رسم) است که شامل برداشت‌های شخصی یا تجربه‌های آزاد طراح از موضوعات گوناگون با بیان مستقل و به روش‌ های متنوع می‌باشد و دیگری حوزهٔ design (طراحی) است که شامل مراحل ترکیب عناصر بصری و فضا بر پایهٔ اصول طرح است و جنبهٔ کاربردی دارد، مانند رشته‌های طراحی صنعتی، طراحی معماری و طراحی لباس.نقشی که فقط با خط رسم شود و سایه‌روشن یا لکه‌های رنگی نداشته باشد طرح خطینامیده می‌شود. مهم‌ترین موضوع در طرح‌های خطی، خطوط پیرامونی اشیاء است.طراحی فنی و مهندسی با خط‌کش، پرگار، گونیا و ابزارهایی مانند آنها انجام می‌شود.



الگوی طراحی
الگوی طراحی مستنداتی هستند که از راه‌حل‌های موفق برای رده خاصی از مشکلات بوجود آمده و از آن‌ها در حل مسائل آتی استفاده می‌شود. در ابتدا یک مهندس معمار به نام کریستوفر الکساندر از الگوهای طراحی در زمینه کاری خود استفاده نمود، بعدها این ایده در زمینه‌های کاری دیگر نیز گسترش یافته و مخصوصا در برنامه‌نویسی بسیار پررنگ گردید.



الگوی طراحی در مهندسی نرم‌افزار

انواع الگوهای طراحی
در ابتدا چندین الگوی طراحی زیربنایی در زمینه مهندسی کامپیوتر مطرح گشت که تعداد آنها حدود ۲۰ عدد بود. ولی اکنون الگوهای طراحی به بیش از ۱۰۰ عدد رسیده به طوری که دیگر نمی‌توان تمامی آنها را در یکجا نام برد.

تعدادی از معروفترین الگوهای طراحی را در زیر نام می‌بریم:
الگوی طراحی آداپتور
الگوی طراحی دستور
الگوی طراحی پل
الگوی طراحی دکوراتور
الگوی طراحی کارخانه
الگوی طراحی وارونگی کنترل


هسته تفکری
با وجود اینکه تعداد الگوهای طراحی در طول زمان افزایش یافته و همچنان افزایش می‌یابد، تفکر اصلی‌ای که برروی تمامی آن‌ها سایه افکنده و مانند موتور محرکه برای الگوهای طراحیست دو قانون کلی مهندسی نرم‌افزار است:

پیاده‌سازی را از واسط برنامه(interface) جدا کنید.
هیچگاه پیاده‌سازی را استفاده نکرده بلکه تنها از واسط‌های برنامه استفاده کنید. همچنین عده‌ای بر این نظرند که الگوهای طراحی به دلیل مشکلاتی که نوع تفکر در یک زبان برنامه‌نویسی دارد بوجود آمده‌اند و اگر به طرز تفکری ایده‌آل در زمینه زبان‌های نرم‌افزاری برسیم دیگر نیازی نیست تا راه‌کارهایی غیرمعمول برای مشکلات استفاده کنیم.در هر حال تا رسیدن به آن نقطه آرمانی می‌توان از الگوهای طراحی برای حل مشکلات خاص استفاده نمود.



طراحی رایانه‌ای
طراحی رایانه‌اییا کَد، به انگلیسی (Computer Aided Design) به استفاده از فناوری رایانه در فرایند طراحی و مستندسازی طراحی گفته می‌شود.

امروزه بسیاری از مراحل طراحی قطعات و اجزاء مختلف توسط رایانه انجام می‌شود. بسیاری از قطعات تحت شرایط مختلف باید آزمایش شوند و اگر بخواهیم تحت آزمایش واقعی قرار دهیم مستلزم هزینه‌های بسیار زیاد می‌شود. با نرم‌افزارهای بسیار متنوع می‌توان این شبیه سازی را انجام داد.

نرم‌افزارهای طراحی رایانه‌ای، به نرم‌افزارهایی اطلاق می‌شود که کار ایجاد و ویرایش اشکال را به کمک رایانه انجام می‌دهند. امروزه بیش‌تر نرم‌افزارهای طراحی به کمک رایانه، نه تنها توانایی ایجاد و ویرایش نقشهٔ دوبعدی و سه‌بعدی قطعات را دارند، بلکه توانایی وارسی (تحلیل) قطعات از نظر مسائل تنش، گرما و مسائل مکانیکی با استفاده از روش المان محدود را دارند
.تمام رشته‌های مهندسی برای طراحی از نرم‌افزارهای مناسب خود استفاده می‌کنند. نرم‌افزارهای مورد استفاده در طراحی معماری و طراحی صنعتی اغلب نرم‌افزارهای گرافیکی هستند. از نرم‌افزارهای سه بعدی که بیشتر در طراحی معماری و طراحی صنعتی استفاده می‌شوند می‌توان به اتوکد، سالیدورکس، اینونتور، سالید اج و مکانیکال دسکتاپ اشاره کرد. علاوه بر این موارد، نرم‌افزارهای گرافیکی دو بعدی مانند فتوشاپ، کورل‌دراو و فری‌هند نیز بسیار پر کاربرد هستند. کتیا ، یونیگرافیکس و پرو/اینجینیر هم از بهترین نرم‌افزارهای گرافیکی مورد استفاده‌است که با امکان محاسبات پیچیده مهندسی از قبیل محاسبات تنشهای محوری وهزاران قابلیت حرفه‌ای دیگر به طراحان کمک کرده‌اند.



طراحی هوشمند

طراحی هوشمند (به انگلیسی: Intelligent design) یا آفرینش هوشمند، ایده‌ای است که هواداران آن معتقدند، بهترین توضیح برای جهان و موجودات زنده با فرض وجود علتی هوشمند محقق می‌شود، و جهان آن‌چنان ساده نیست که توسط طبیعت ساخته شود.

طرفداران این مدل می گویند می‌بایست وجودی هوشمند بر این جهان احاطه داشته باشد. آفرینش هوشمند بیانگر آن است که جهان تنها با تکامل شکل نگرفته است.

این مدل -که قرائت جدیدی از برهان نظم است- توسط گروهی از متفکران دارای صبغهٔ دانشگاهی پیش کشیده شده است. این متفکران عقیده دارند که شواهد تجربی علم زیست‌شناسی و نیز برهان‌های ریاضی موید ادعاهای آن‌هاست. آنها بر خلاف طرفداران سنتی آفرینش به وقوع تغییرات بسیار جزیی در موجودات در طول زمان‌های طولانی معتقدند و نیز به عمر طولانی حیات در کرهٔ زمین (و نه ۶۰۰۰ سال که در کتاب مقدس آمده) اذعان دارند.

اما آنچه که سبب شهرت سریع و گستردهٔ این نظریه شد، جنجال رسانه‌ای موافقان و مخالفان گنجاندن این نظریه در برنامهٔ درس علوم مدارس امریکا و سپس کشیده شدن این مسئله به دادگاه در سال ۲۰۰۵ بود.
ساعت : 3:49 am | نویسنده : admin | مطلب بعدی
تبیان | next page | next page