موقع مركز ثقل كوكب الأرض

قبل الخوض في تفاصيل موقع مركز ثقل الأرض، من الضروري أن نفهم أولاً ما هي الكرة الأرضية، فضلاً عن مفهوم مركز جاذبيتها.

نحتاج أيضاً إلى التعرف على مفهوم مركز ثقل الكرة الأرضية وأهميته في تحديد ومعرفة مركز جاذبيتها.

في هذا المقال، سنستعرض معكم معلومات شاملة حول كل ما يتعلق بمركز ثقل الكرة الأرضية، لذا تابعوا معنا.

تعريف الكرة الأرضية

  • الكرة الأرضية، أو كوكب الأرض، هي إحدى كواكب المجموعة الشمسية، وتتواجد كائنات حية عديدة، بما في ذلك الإنسان، على سطحها.
  • يعتبر كوكب الأرض الأكبر بين الكواكب الأربعة: عطارد، الزهرة، المريخ، والأرض.
    • تتميز الكرة الأرضية بشكلها البيضاوي أو الكروي، وتعد المكان الوحيد الذي يحتوي على حياة.

كتلة الكرة الأرضية

تعبر كتلة الأرض عن مجموع الأوزان الموجودة على سطحها، ويمكن حساب هذه الكتلة عبر طريقتين رئيسيتين:

  • قانون الجذب العام لنيوتن: الذي ينص على أن قوة الجذب بين كتلتين ترتبط طردياً بحاصل ضرب كتلتيهما وعكسياً بمربع المسافة بين مركزيهما.
  • من خلال قوانين نيوتن في الفيزياء: عن طريق الاستفادة من معلومات معروفة تتعلق بعد القمر عن الأرض والزمن اللازم لدورانه حولها.
  • كون حركة القمر حول الأرض دائرية، فهي تبعاً لقوانين الجاذبية العامة والحركة الدائرية يتم حسابها.

طبقات الكرة الأرضية

بعد التعرف على الكرة الأرضية، يجب علينا الآن دراسة الطبقات المكونة لكوكبنا.

تتكون الكرة الأرضية من عدة طبقات، كل منها يملك أعماق وكثافات مختلفة، وهي كالتالي:

عمق اللب الداخلي

  • تعتبر هذه الطبقة من طبقات الأرض، حيث تقع تحت السطح.
  • يصل عمق اللب الداخلي إلى حوالي 6400-5180 كم وقطره إلى 1220 كم، وهو يعادل ثلاث أرباع قطر القمر تقريباً. تتكون هذه الطبقة من الحديد والنيكل.
  • تتميز هذه الطبقة بدرجة حرارة مرتفعة تصل إلى حوالي 5400 درجة مئوية، وهي قريبة من درجة حرارة الشمس.
  • تتميز سرعة اللب الداخلي بأنها أكبر قليلاً من سرعة حركة الكواكب.

عمق اللب الخارجي

  • يمثل اللب الخارجي إحدى الطبقات المكونة للأرض، ويقع على عمق يتراوح بين 2880-5189 كم.
  • تتكون هذه الطبقة من سوائل تحتوي على الحديد والنيكل، ويتم تسخينها لدرجات حرارة مرتفعة، مما يولد تيارات كهربائية نتيجة الحركة المضطربة.
  • تعد هذه التيارات المسؤولة عن إنتاج المجال المغناطيسي.

عمق الستار

  • الستار هو الطبقة الثالثة من طبقات الأرض، ويقع على عمق حوالي 2880 كم.
  • هذه الطبقة هي الأكثر سمكاً، حيث يصل سمكها إلى 3000 كم، وتتكون من عناصر مثل الماغنسيوم، الحديد، والسيلكون.
  • يمكن أن تصل درجة الحرارة في الطبقة الخارجية من الستار إلى نقطة انصهار الصخور.
  • تتكون هذه الطبقة من الصخور المذابة المعروفة بالغلاف الموري، وهي المسؤولة عن حركة الصفائح التكتونية.

عمق القشرة

  • تمثل القشرة الأرضية الطبقة الرابعة والأخيرة، وهي الأقل سمكاً، حيث يتراوح سمكها بين 5 كم تحت المحيطات و30-70 كم تحت القارات.
  • تتكون بشكل رئيسي من عناصر أخف مثل الأكسجين، الألومنيوم، والسليكا.
  • تتميز بأنها رقيقة جداً، فهي تشبه قشرة البيض من حيث هشاشتها وخفتها.

ماذا تشمل الكرة الأرضية؟

  • كما ذكرنا، الكرة الأرضية هي أكبر الكواكب الأربعة، وتتضمن العديد من الكائنات الحية، والمحيطات، والبحار.
  • وبفضل ذلك، تعتبر الأرض المكان الوحيد الذي يوجد فيه الإنسان وتستمر عليه الحياة.

تعريف ثقل الكرة الأرضية

بعد تعرفنا على كوكب الأرض، يجب علينا أن نفهم مفهوم ثقل الكرة الأرضية.

يمكن تعريف ثقل الكرة الأرضية بعدة طرق:

  • كأنه مركز الكتلة للأرض الصلبة، أو كمركز الكتلة لنظام الكرة الأرضية بما في ذلك الغلاف الجوي والكتلة الصلبة والبحار والمحيطات.
  • لم يُحدد مركز الأرض علمياً في كلتا الحالتين، حيث لا يوجد نقطة أصل، وذلك بالاستناد إلى نظرية الانفجار الكبير، حيث لم ينفجر الكون من مركز معين.
  • بدأ الكون صغيراً ثم توسع مع مرور الوقت إلى أن أصبح كبيراً.
  • الأرض ليست ثابتة وتتعرض لتغيرات نتيجة القوى التكتونية والمناخية.
  • لا توجد حدود للكون، حسب التوسعات والتطورات المستمرة.
  • أن معظم التطورات التي يقوم بها العلماء تشكل نقطة صغيرة في حدود الكون.

طريقة حساب موقع مركز الثقل

يمكن حساب مركز ثقل الكرة أو أي نقطة معينة من خلال اتباع الخطوات التالية:

  • تحديد محصلة الوزن الكاملة من خلال جمع جميع الأوزان الموجودة على الكرة الأرضية.
  • تكون محصلة الوزن مساوية لمجموع أوزان الجزيئات.
  • مجموع العزم الناتج عن وزن الجزيئات حول المحور.
  • حساب قيمة البعد الكلي مضروباً في الوزن الكلي.
  • يتم تحديد مركز الثقل عن طريق قسمة جميع العزوم على المحور وضربها في البعد عن المحور الآخر، ثم قسمة الناتج الكلي على مجموع العزوم.

عمق مركز الكرة الأرضية

  • كما ذكرنا سابقاً، لا يوجد نقطة أصل علمياً للأرض بسبب نظرية الانفجار الكبير التي تشير إلى أن الكون لم ينفجر من نقطة محددة.
  • ومع ذلك، هناك بعض الأبحاث والدراسات التي تشير إلى أن عمق مركز الكرة الأرضية يبلغ حوالي 6400 كم.

مركز جاذبية الأرض

  • كما ذكرنا سابقاً، تدور الأرض حول القمر، مما يعني أنها ليست ثابتة، مما يؤثر على وزنها.
  • جاذبية الأرض تُرمز في مجال الفيزياء بالرمز g، وهو المعبر عن التسارع الذي تحققه حركة الأرض للأجسام الموجودة عليها أو بالقرب منها.
  • تبلغ قيمتها التقريبية حوالي 9.82 م/ث².

أهمية تحديد مركز الأرض

  • تحديد مركز الأرض له أهمية كبيرة، حيث يلعب دوراً أساسياً في فهم الحركات النسبية للأجسام على الأرض والفضاء والغلاف الجوي.
  • يساعد ذلك العلماء في دراسة استجابة الأرض لعودة الصفائح الجليدية من العصور الجليدية القديمة، ونشاط البراكين والزلازل، والتقلبات في مستوى سطح البحر.
  • لذلك، بعد استكشافنا للمعلومات المتعلقة بالكرة الأرضية، ندرك أنها أحد كواكب المجموعة الشمسية وأكثرها تعقيداً، حيث تسكنها ملايين الكائنات الحية، بما في ذلك الإنسان.
  • كما تعلمنا أن الأرض هي من أكبر الكواكب الأربعة، وأنها ليست ثابتة بل تتحرك، وتتميز بشكل دائري أو بيضاوي.
  • لذا فهي تعتبر المكان الوحيد الذي يوجد فيه الكائنات الحية وتستمر فيه الحياة.
Scroll to Top