Kpl 7 Meret - lämmittävät ja viilentävät

Maapallon pinnasta yli 70% on merten peittämää. Meret jaetaan valtameriin ja sivumeriin.
Merenpohja on pinnanmuodoiltaan eli topografialtaan yhtä vaihtelevaa kuin mantereiden topografia. Mantereita reunustaa mannerjalusta. Se viettää loivasti rantaviivasta 200 metriin asti, jolloin se vaihtuu 4000 metrin syvyyteen asti viettäväksi mannerrinteeksi. Pohjalla on melko tasainen syvänmeren tasanko. Valtamerien keskiselänteet sijaitsevat valtamerien pohjalla kohdassa, jossa litosfäärilaatat erkanevat toisistaan. Niiden keskellä syntyy uutta merenpohjaa.

Merissä on kerroksellinen rakenne samoin kuin ilmassa. Lämpimin kerros on yleensä pinnassa, kylmin syvällä vedessä. Lämpimän kerroksen alla termokliinissä lämpötila laskee nopeasti ja sen alapuolella on hyvin kylmää vettä, joka yltää valtamerten pohjaan asti.

Merivesi on jatkuvassa liikkeessä ja vesi kiertää kaikkialla valtamerissä sekä pinnalla että syvyyksissä. Merivirrat ovat pysyviä, pinnansuuntaisia virtauksia, jotka syntyvät pääasiassa samaan suuntaan puhaltavien pasaati- ja länsituulten vaikutuksesta.

Merivirrat jaetaan lämpimiin ja kylmiin sen mukaan, onko niiden kuljettama vesi lämpimämpää vai kylmempää kuin samalla leveyspiirillä yleensä vallitseva meriveden lämpötila. Merivirrat toimivat tehokkaasti ilmanlämpötilojen säätelyssä. Kylmät merivirrat viilentävät ilmaa ja aiheuttavat kuivuutta. Lämpimät merivirrat lämmittävät ilmaa ja lisäävät sateita.

Vesi on myös pystysuuntaisessa liikkeessä. Se joko painuu pinnalta kohti pohjaa tai kumpuaa syvyyksistä kohti pintaa. Vajoamisen aiheuttaa pintaveden tiheyden kasvu joko veden kylmentyessä tai sen suolaisuuden lisääntyessä. Syvänmeren merivirrat aiheutuvat vesimassojen tiheyseroista ja tiheyden muutoksista sekä etenkin tiheän, kylmän ja suolaisen veden vajoamisesta napa-alueiden merissä.

Kun merivirta törmää mannerjalustaan, valtameren vesi sekoittuu tehokkaasti ja aiheuttaa kumpuamista. Pohjaan painuneiden eliöiden jäänteiden hajoaminen tekee syvältä kumpuavasta vedestä ravinteikasta.

Tuuli synnyttää meren pintaan aaltoja. Kun tuuli puhaltaa veden pinnan yllä, osa tuulen liike-energiasta siirtyy kitkan avulla veden liike-energiaksi. Tuuli rikkoo veden pinnan ja alkaa liikuttamaan sitä. Mitä nopeammin ja kauemmin tuuli puhaltaa samaan suuntaan ja mitä pidemmällä matkalla se pääsee vaikuttamaan veden pintaan, sitä suuremmiksi aallot kasvavat.
Aallon muotoon vaikuttaa veden ominaispaino. Kevyemmässä, suolattomassa vedessä aallot ovat jyrkempiäkuin suolaisessa vedessä. Siksi meren aallot ovat loivempia kuin järven aallot. Alla olevan veden syvyys vaikuttaa aallon muotoon niin, että syvässä vedessä aallot ovat loivempia kuin matalassa. Aaltojen saapuessa rantaan niiden korkeus kasvaa ja pituus lyhenee. Kun aalto on riittävän jyrkkä, sen harja kaatuu ja muodostaa vaahtopään. Tällaisia murtuvia aaltoja kutsutaan tyrskyiksi.

Ristiaallokko syntyy, kun kahdesta eri suunnasta saapuvat aallot yhtyvät. Tuulten lisäksi aaltoja aiheuttavat muutkin tekijät kuten vuorovesi-ilmiö. Hyökyaallot eli tsunamit syntyvät merenalaisten maanjäristysten, maanvyörymien tai tulivuorenpurkausten seuraukena. Vesimassat lähtevät tällöin liikkeelle pohjasta pintaan asti, jolloin aaltoliike vaikuttaa koko meren syvyydeltä.

Kpl 6 Vesikehä - kiertää ja kuljettaa

Vesikehä eli hydrosfääri koostuu merien, mantereiden ja ilmakehän vesistä.
Suurin osa maapallon vedestä on merissä suolaisena vetenä. makena veden osuus kaikista maapallon vesistä on alle 3%. Suurin osa makeasta vedestä on sitoutuneena jäätiköihin ja lumeen. Makeaa vettä on pintavetenä joissa ja järvissä, mutta suurempi osa on puhjavettä.

Maapallon vesi on jatkuvassa kiertoliikkeessä mantereiden, valtamerien ja ilmakehän välillä. Veden kiertokulkua eli hydrologista kiertoa pitävät yllä Auringon säteilyenergia ja Maan painovoima. Auringon lämpösäteily aiheuttaa veden haihtumisen meristä ja mantereilta ilmakehään, missä tuulet kuljettavat sitä paikasta toiseen. Merien yllä kiertokulku on nopea, koska suurin osa haihtuneesta vedestä palaa meriin sateena saman tien. Loppuosa meristä haihtuneesta vedestä kulkeutuu ilmavirtausten mukana mantereille.

Lämpö saa aikaan veden haihtumisen eli evaporaation muun muassa pintavesistä ja kasvien pinnalta. Suurin osa lämmöstä on peräisin Auringosta, mutta lämpöä vapautuu myös Maan sisältä lähinnä vulkaanisilla eli tuliperäisillä alueilla. Haihtumista lisäävät tuuli, kuiva ilma ja matalailmanpaine.

Lisäksi kasvien ja eläinten elintoiminnot vapauttavat vettä ilmakehään. Tätä kutsutaan transpiraatioksi. Ilmakehässä vesihöyry tiivistyy ja muodostaa pisaroita, jotka putoavat Maan vetovoiman vuoksi alas sateena. Osa sataneesta vedestä tunkeutuu maan pinnan läpi maaperään, jossa se kiinnittyy maahiukkasiin ti suotautuu edelleen pohjavedeksi. Osa sadevedestä poistuu alueelta pintavaluntana maan päällä ja pintakerrosvaluntana maan pintakerroksissa. Jokiin ja järviin kulkeutunut vesi päätyy joko mereen tai haihtuu.

Kosteus voi myös tiivistyä suoraan ilmasta viileälle pinnalle kasteena tai härmistyä, jolloin muodostuu kuuraa.

Maavesi

Maanpinnan alaiset vedet ovat maavesi ja pohjavesi. Maavesi tarkoittaa maaperään sitoutunutta vettä, joka on kiinnittynyt maa-ainekseen hiukkasiin eli maapartikkeleihin. Vesi muodostaa maapartikkeleiden ympärille kalvomaisen rakenteen, jonka ulkopuolella on ilmaa. Tämä estää veden suotautumisen pohjavedeksi.

Pohjavesi

Pohjavedellä tarkoitetaan maanpinnan alle imeytynyttä, pohjavesivyöhykkeeseen kulkeutunutta vettä. Pohjavesimuodostumaa, jossa on runsaasti vapaata pohjavettä, sanotaan akviferiksi.

Maa- ja pohjsveden määrää säätelevät sadanta sekä lumien sulamisesta vapautuva vesi. Maalajeista parhaiten vettä läpäisee sora ja heikoiten savi. Savessa tapahtuu vain vähän imeytymistä ja kapillaari-ilmiön vuoksi vesi palautuu maan pinnalle ja haihtuu ilmakehään. Jos maaperässä on huonosti vettä läpäisevä maakerros, sen päälle voi syntyä irrallinen pohjavesiesiintymä, jota kutsutaan orsivedeksi.

Vuorovesi

Vuorovedellä tarkoitetaan säännöllistä veden pinnan laskua ja nousua. Se aiheutuu Kuun, Maan ja Auringon vetovoimien yhteisvaikutuksesta sekä Maan pyörimisestä akselinsa ympäri. Kuun vetovoima on näistä merkittävin. Ollessaan suoraan jonkin paikan yläpuolella Kuu vetää valtameren vettä itseään kohti ja aiheuttaa mereen pullistuman. Samanaikaisesti vesi nousee Maan vastakkaisella puolella, koska Kuun vetovoima on siellä pienimmillään. Sekä nousuvesi eli vuoksi että laskuvesi eli luode esiintyvät kahdesti vuorokaudessa n. 12 tunnin välein.

Sama ranta nousuveden ja laskuveden aikaan

Kahdesti 28 vuorokauden jakson aikana Kuun ja Auringon vetovoimat yhdistyvät ja aiheuttavat erittäin voimakkaan nousuveden eli tulvavuoksen. Kun Kuu on suorassa kulmassa Maahan nähden, aiheutuu tavallista matalampi nousuvesi eli vajaavuoksi.

Kpl 5 Tuulet - tyyntä myrskyn edellä

Tuuli on ilman liikettä. Tuulen energia on peräisin Auringosta. Auringon lämpö jakautuu epätasaisesti maanpinnalle. Tämä saa aikaan eroja lämpötilassa ja ilmanpaineessa. Tuulet tasoittavat näitä eroja.

Konvenktio tarkoittaa kun Aurinko lämmittää maanpintaa, ja maa ja sen yläpuolella oleva ilma lämpenevät. Lämmin ilma laajenee ja muuttuuu kevyemmäksi, jolloin se kohoaa ylöspäin. Kun ilma kohoaa suuria määriä, ilmanpaine laskee ja alueelle muodostuu matalapaine.

Ylöspäin kohoava ilma jäähtyy ja muuttuu raskaammaksi. Se kääntyy ylhäällä ilmakehässä sivuille ja laskeutuu alas maanpinnalle. Kun ilmaa laskeutuusuuria määriä, ilmanpaine kohoaa ja alueelle muodostuu korkeapaine.

Kpl 4 Ilmakehä - suojaa ja suodattaa

Ilmakehä eli atmosfääri koostuu kerroksista, jotka ympäröivät maapalloa. Ilmakehä jaetaan kerroksiin kaasukoostumuksen tai lämpötilan mukaan. Kaasujen tiheyden mukaan ilmakehä jaetaan kahteen kerrokseen, homosfääriin ja heterosfääriin.

Homosfääri käsittää ilmakehän alaosan maanpinnalta noin 100 kilometrin korkeuteen. Heterosfääriksi kutsutaan ilmakehän yläosaa noin 100 kilometrin korkeudelta ylöspäin.

Lämpötilan mukaan jaoteltuna ilmakehän alin kerros, troposfääri, ulottuu päiväntasaajalla noin 16 kilometrin ja navoilla 8 kilometrin korkeuteen. Troposfäärissä tapahtuvat melkein kaikki havaitsemamme sääilmiöt. 

Tropospaussissa eli troposfäärin yläosassa ilma saavuttaa tason, jolla viileneminen ja kohoaminen lakkaavat. 

Troposfäärin alapuolella on stratosfääri, jossa sijaitsee voimakkaasti ultraviolettisäteilyä imevä otsonikerros. Stratosfääri päättyy stratopaussiin noin 48 kilometrin korkeudessa. Lämpötila pysyy tässä kerroksessa vakiona noin 20 kilometrin korkeuteen asti, minkä yläpuolella se nousee ultraviolettisäteilyn absorboitumisen eli imeytymisen vuoksi lähes nollaan. 

Maan stratosfääri mahdollistaa elämän säilymisen, koska se sitoo haitallista ultraviolettisäteilyä.
Helmiäispilvet ovat oikeastaan ainoa paljain silmin nähtävä stratosfäärin ilmiö.

Stratopaussin yläpuolella oleva kerros on mesosfääri. Sen yläraja, mesopaussi, on noin 80-90 kilometrin korkeudella. Mesosfäärin tutuimmat ilmiöt ovat meteorit eli hehkuvat tähdenlennot. Avaruudesta saapuvat meteoroidit törmäävät mesosfäärissä ilmakehään ja hajoavat useimmiten juuri siellä. Toinen, harvinaisempi ilmiö ovat valaisevat yöpilvet.

Termosfääri on ilmakehän ylin kerros. Sen alaosaa kutsutaan ionosfääriksi, koska kaasut ovat siellä ionisoituneessa muodossa. Ionosfäärissä esiintyy revontulia, jotka syntyvät, kun Auringosta tulevat protonit ja elektronit törmäävät ilmakehän atomeihin ja molekyyleihin.

Ilmakehän kaikkein ulointa, pääosin vetyä ja heliumia sisältävää osaa kutsutaan eksosfääriksi. Ilmakehällä ei ole selkeää rajaa ylärajaa vaan se vain vaihtuu vähitellen avaruudeksi.



Magnetosfääri on Maan magneettikentän vaikutusalue, joka ulottuu kauas ilmakehän ulkopuolelle. Magnetosfäärin saavat aikaan Maan ytimen sähkövirrat. Se ohjaa aurinkotuulen pääosin maapallon ohi. Auringon puolella on kuitenkin sysäysrintama, jossa aurinkotuulen hiukkaset törmäävät magnetosfääriin. 

Auringon säteily etenee avaruudessa valon nopeudella energiaa menettämättä. Ilmakehän yläosaan saapuvan lyhytaaltoisen säteilyn määrää kutsutaan aurinkovakioksi. Puolet tästä säteilystä saavuttaa maanpinnan ja lähes viidesosa imeytyy eli absorboituu ilmakehään. Loppuosa säteilystä heijastuu pilvistä tai siroaa takaisin avaruuteen ilman molekyyleistä. 

Kasvihuoneilmiö

Maan ilmakehä toimii eristävänä kerroksena, joka päästää Auringosta tulevan säteilyn maanpinnalle ja samalla estää Maan lämpösäteilyä karkaamasta suoraan avaruuteen. Tämä on normaali ilmiö, jota ilman maapallolla ei voisi olla elämää. Ihmisen toiminta on voimistanut kasvihuoneilmiötä, mikö on johtanut ilmaston lämpenemiseen. 

Kpl 3 Maa pyörii radallaan

Maapallo pyörii akselinsa ympäri itään. Kierros kestää yhden vuorokauden.

Aurinkovuorokausi on 24 tunnin pituinen ajanjakso.

Maan pyöriminen itsensä ympäri aiheuttaa coriolisilmiön, joka kääntää merivirtoja ja tuulia.

Aikavyöhykkeet

Maapallo on jaettu 24 aikavyöhykkeeseen. Nollapituuspiiri kulkee Lontoossa sijaitsevan Greenwichin kautta. Siirryttäessä itään GMT - aikaan lisätään tunteja, ja siirryttäessä länteen taas vähennetään tunteja. 

Vuodenajat

Samalla kun Maa pyörii akselinsa ympäri, se kiertää myös Aurinkoa. Kierros Auringon ympäri kestää 365 päivää ja 6 tuntia. Joka neljänteen vuoteen lisätään yksi päivä eli karkauspäivä, jotta vuodenajat pysyisivät tasaisena. 

Maan kierto Auringon ympäri ja akselin kallistuskulma saavat aikaan vuodenajat. Kun Maan pohjoinen pallonpuolisko on kääntyneenä Aurinkoon päin, pohjoisella pallonpuoliskolla on kesä. Samanaikaisesti eteläinen pallonpuolisko on kääntyneenä Auringosta pois päin ja siellä on talvi.

Päiväntasaajan seutu kääntöpiireille saakka saa paljon Auringon säteilyä riippumatta vuodenajasta, sillä Aurinko paistaa vuoden jokaisena päivänä zeniitistä alueen jollekkin leveyspiirille ja sillä alueella on aina kesä. 

Kääntöpiirien välinen alue saa jatkuvasti paljon Auringon säteilyä. Tätä aluetta kutsutaan tropiikiksi. 

Kalottialueilla Auringon säteily on vuodenajasta riippumatta vähäistä, koska Auringon säteet osuvat Maahan viistosti ja näin säteily jakaantuu laajemmalle alueelle. Kesällä säteitä tulee vuorokauden ympäri mutta niin matalalta, etteivät ne ole kovin lämmittäviä. Talvella vallitsee kaamos.

Keskileveyksien alue sijaitsee tropiikin ja kalottialueiden välissä. Siellä Aurinko ei koskaan paista zeniitistä, muttei myöskään ole kaamosta tai yötöntä yötä.

Kpl 2 Aurinko- tähti tähtien joukosssa

Maailmankaikkeus sai alkunsa noin 13,7 miljardia vuotta sitten. Maailmankaikkeus syntyi alkuräjähdyksessä jolloin äärettömän tiheä ja kuuma tila räjähti ja maailmankaikkeus lähti laajenemaan valoakin nopeammin.

Taustasäteily on kaikkialta avaruudesta tulevaa kolmen kelvinin säteilyä mikroaaltosäteilyä.

Tähtiä ja galakseja alkoi syntyä noin puolen miljardin vuoden kuluttua alkuräjähdyksestä vety- ja heliumkaasujen tiivistyessä. Maailmankaikkeudessa on arviolta yli 200 miljardia galaksia. Jokaisessa galaksissa on miljardeja tähtiä. Galaksit etääntyvät toisistaan edelleen alkuräjähdyksen seurauksena ja siten maailmankaikkeus laajenee edelleen.

Tähti on iso, kaasumainen, valaiseva taivaankappale, jonka ytimessä tapahtuu fuusioreaktioita. Fuusioreaktiossa vapautuu energiaa. Siksi tähti säteilee omaa valoa.

Galaksi on tähtijärjestelmä, joka koostuu sadoista miljardeista tähdistä, niitä kiertävistä taivaankappaleista ja tähtienvälisestä kaasusta ja pölystä. 

Aurinko sijaitsee Linnnunrata nimisen galaksin keskellä

Aurinkokunta on syntynyt noin 4,6 miljardia vuotta sitten pölystä ja kaasusta muodostuvan pyörivän kiekkomaisen pilven tiivistyessä. Pöly- ja kaasupilven pyörimisnopeus kiihtyi ja sen keskustaan, tiheimpään osaan, muodostui Aurinko. Ympärille jääneestä aineesta tiivistyivät planeetat ja kuut.

Supernova on suurimassaisen tähden loppuvaihe, jolloin tähti räjähtää jasen ulko-osat sinkoutuvat avaruuteen. Se näkyy kirkkaana valoilmiönä, supernovaräjähdyksenä, jopa vuosien ajan.

Planeetat jaetaan kahteen ryhmään, kiviplaneettoihin ja kaasuplaneettoihin. Ensimmäiset neljä planeettaa auringosta päin katsottuna ovat kiviplaneettoja ja loput ovat kaasuplaneettoja. 

Planeetat kiertävät Aurinkoa samaan suuntaan.

Kääpiöplaneetat ovat pyöreitä ja koostuvat kivestä ja jäästä. Aurinkokunnan kääpiöplaneettoja ovat muun muassa Pluto, Ceres ja Eris. 

Kuut ovat planeettoja kiertäviä taivaankappaleita. 

Asteroidit ovat epäsäännöllisen muotoisia kivestä, pölystä ja jäästä muodostuvia kappaleita.

Meteoroidit ovat pienempiä kuin asteroidit. Ne muodostuvat kivestä ja metalleista. Maan ilmakehään joutuessaan meteoroidi kuumenee ja syttyy palamaan. Se näkyy maanpinnalle tähdenlentona eli meteorina. Maahan pudonnutta meteoroidia kutsutaan meteoriitiksi. 

Aurinkokunnassa kiertävät komeetat eli pyrstötähdet liikkuvat hyvin soikeilla ja pitkillä radoilla aurinkokunnan ympäri. Ne koostuvat jäästä, sorasta, kivistä ja kivipölystä.

Aurinko on meitä lähimpänä oleva tähti. Aurinko on hehkuvan kuuma, jättiläismäinen kaasupallo. Aurinko koostuu pääosin vedystä ja heliumista. Aurinko on elämänsä puolessa välissä ja siitä tulee punainen jättiläinen sen polttoaineen vähentyessä ja lopulta siitä tulee valkoinen kääpiö. Tähti jäähtyy ja sammuu. Tähden elämä päättyy ja siitä tulee kymä musta kääpiö.

Tähtien elinkaari etenee siten että tähdet syntyvät, säteilevät ja kuolevat. Pienet tähdet elävät pitempään kuin suuret tähdet. Isoissa tähdissä on kuumempi ydin ja siten ne käyttää polttoaineensa nopeammin loppuun. Kun pienimassaiselta tähdeltä loppuu vety, se lakkaa säteilemästä. Tähti luuhistuu ja jäähtyy valkoiseksi kääpiöksi. Suurimassainen tähti räjähtää elämänsä lopussa valtavana supernovana eli tähti loistaa hetken kirkkaampana kuin kokonainen galaksi ja luuhistuu sitten neutronitähdeksi tai mustaksi aukoksi. Musta aukko on äärettömän tiheä keskittymä, jonka painovoima on niin suuri, ettei sieltä pääse pakenemaan edes valo.

Tietoa Irlannista

Irlannin pääkaupunki on Dublin