9789147808595

Copyright © Miles Kelly Publishing Ltd 2005 Bardfield Centre, Great Bardfield, Essex, CM7 4SL Editorial Director Belinda Gallagher Art Director Jo Brewer Editorial Assistant Bethanie Bourne Designer Debbie Meekcoms Design Assistant Tom Slemmings Produktion manager Elizabeth Brunwin Reprographics Anthony Cambray, Mike Coupe, Ian Paulyn Svensk utgåva Copyright © Liber AB, Stockholm 2008 Översättning Gothia Translations AB, Särö Det är förbjudet att reproducera innehåll från boken i någon form, elektroniskt eller på papper eller på annat vis, utan inhämtad skriftlig tillåtelse från utgivaren.

ISBN 978-91-47-80859-5 Tryckt i Nederländerna Liber AB, 113 98 Stockholm Tfn 08-690 90 00 www.liber.se Kundservice 162 89 Stockholm Tfn 08-690 93 30 Fax 08-690 93 01 e-post kundservice.liber@liber.se

K O M P A K T

F A K T A

JORDEN & RYMDEN

Big Bang l

Forskare anser att universum kom till genom Big Bang för ungefär 15 miljarder år sedan.

l

Först existerade en het boll mindre än en atom. Denna svalnade till 10 miljarder miljarder °C när den växte till storleken av en fotboll.

l

På bråkdelen av en sekund utvidgade en superkraft det unga universum tusen miljarder miljarder miljarder gånger. Forskarna kallar detta inflationsteorin.

l

När den spred sig, svämmades universum över av energi och materia, och superkraften separerades till baskrafter som elektricitet och gravitation.

l

Från början fanns det inga atomer, bara små partiklar som kvarkar i täta grupper biljoner biljoner biljoner biljoner biljoner gånger mer kompakta än vatten.

l

Det fanns också antimateria, en spegelbild av materia. Antimateria och materia förintar varandra när de möts, så en kamp bröt ut. Materian vann knappt - men universum blev nästan tomt.

l

Efter tre minuter, började kvarkar att smälta samman (förenas) och skapade den minsta atomen - väte. Därefter förenades vätgasatomer och bildade heliumatomer.

l

Efter en miljon år började heliumgasen stelna till slingor med svarta hål mellan.

l

Efter 300 miljoner år, började slingorna klumpa ihop sig till moln, och sedan klumpade molnen ihop sig och formade stjärnor och galaxer.

16

Universum l

Efterglöden av Big Bang kan fortfarande spåras som mikrovågsstrålning som strålar i hela rymden (se bild till vänster).

▼ Före Big Bang var all materia som existerade samlad i en liten klump. Materian tvingades ut och orsakade universums snabba expansion.

Galaxerna rör sig fortfarande från varandra och vissa forskare anser att de kommer att fortsätta färdas från varandra för alltid.

1. Big Bang var en enorm explosion som skapade universum.

4. De miljoner stjärnor som syns på himlen är bara en liten del av universum.

3. Molnen klumpar ihop sig till galaxer.

2. Miljoner år senare formades gaserna till moln.

17

Grundämnen l

Grundämnen är universums kemiska baskemikalier. Det finns inga enklare ämnen - grundämnen innehåller bara en sorts atomer, och de kan inte sönderdelas genom vanliga kemiska reaktioner till andra ämnen.

l

Grundämnen består endast av atomer med samma antal protoner i kärnan (se Atomer s. 18). Alla väteatomer har till exempel en proton.

l

Det finns över 100 kända grundämnen.

l

De enklaste och lättaste grundämnena - väte och helium - bildades mycket tidigt i universums historia (se Big Bang s. 16).

l

Andra grundämnen bildades när atomkärnor i de enklaste grundämnena förenades i en process som kallas atomfusion.

l

Atomfusion av grundämnenas atomer skedde djupt inuti stjärnorna på grund av trycket från gravitationen.

l

Lättare grundämne som syre och kol skapades först.

l

Heliumkärnan smälte samman med syre och neonatomer och formade atomer som silikon, magnesium och kalcium.

l

Tunga atomer som järn skapades när massiva superjättestjärnor vid slutet av sitt liv kollapsade och trycket från gravitationen ökade enormt i deras kärna. Ännu idag skapas järn inuti döende superjättestjärnor.

32

▲ Nebulosor som denna - Orion, innehåller många grundämnen. Vissa (som syre, silikon och kol) formades inuti stjärnorna, medan väte och helium formades långt ute i rymden för mycket länge sedan.

Universum

Elektroner som cirkulerar kring kärnan

Kloratom

Kolatom Kärna med 6 protoner och 6 neutroner Hydrogen atom

En elektron

6 elektroner Kärna med 11 protoner och 11 neutroner

Neutroner

Kärna med en enda proton Protoner

Natriumatom Syreatom

▲ Alla atomer i ett grundämne har samma antal protoner.

Alla atomer utom de enklaste formerna av väte, har också neutroner (partiklar utan elektrisk laddning) i sina kärnor. Elektroner har så mycket energi att de cirklar runt kärnan på olika distanser beroende på hur mycket energi de har.

...fascinerande fakta...

Massiva atomer som uran och torium skapas genom chockvågor från supernovor.

33

Supernovor l

En supernova är den slutliga, gigantiska explosionen när en superjättestjärna slutar sitt liv.

l

En supernova existerar bara i en vecka eller däromkring, men lyser lika starkt som en galax med 100 miljarder vanliga stjärnor.

l

Supernovor uppstår när en superjättestjärna bränner ut allt sitt väte- och heliumbränsle och krymper, vilket ökar trycket i dess kärna tillräckligt mycket för att smälta samman tunga ämnen såsom järn.

l

När järn börjar bildas i dess kärna, kollapsar stjärnan omedelbart - för att sedan utvidgas i en mäktig explosion.

l

Supernovan 1987A som sågs 1987, var den första som sågs med blotta ögat sedan Keplers iakttagelse 1604.

l

Resterna av supernovor är de jättelika, moln med materia som väller ut från dem.

l

En supernova som iakttogs av kinesiska astronomer år 184 e.Kr ansågs vara ett så dåligt omen, att den startade en palatsrevolution.

l

En dramatisk supernova sågs av kinesiska astronomer 1054. Den gav upphov till Krabbnebulosan.

l

Ämnen tyngre än järn bildas i supernovorna.

...fascinerande fakta...

Många av de ämnen som ingår i din kropp bildades i supernovor.

68

Stjärnor ▼ Det är sällsynt att man ser en supernova, men sådana uppstår hela tiden någonstans i Universum.

År l

Ett kalenderår är ungefär den tid som Jorden behöver för att tillryggalägga ett varv kring Solen - 365 dagar.

l

I realiteten behöver Jorden 365,24219 dagar för att kretsa kring Solen. Detta kallas ett solår.

l

För att kompensera för de 0,242 dagar som saknas, lägger kalendern i västvärlden in en extra dag i februari vart fjärde år (skottår), men hoppar över tre skottår vart fyrahundrade år (sekelår).

l

Mäter man mot stjärnorna och inte mot Solen, behöver Jorden 365,25636 dagar för att göra ett varv runt Solen, eftersom Solen också rör sig i förhållande till stjärnorna. Detta kallas ett sideriskt år eller stjärnår.

l

Jordens perihelium är den dag då omloppsbanan tar planeten närmast Solen och inträffar den 3 januari.

l

Jordens aphelium är den dag då den ligger som längst bort från Solen och inträffar den 4 juli.

l

Den planet som har det kortaste året är Merkurius, som susar ett varv kring Solen på bara 88 dagar.

l

Dvärgplaneten Pluto har det längsta året. Pluto behöver 248 år för att göra ett varv kring Solen.

l

Den planet som har ett år som i längd mest liknar Jordens är Venus, där året varar i 225 dagar.

l Vi räknar vårt år utifrån den tid som Solen tar för att återvända till samma höjd på himlen mitt på dagen.

120

Planeter

▼ Vi räknar våra år utifrån den tid som Jorden behöver för att göra ett varv kring Solen, varvid Solen än en gång står på samma höjd på himlen. Men denna färd tar i själva verket inte ett exakt antal dagar, utan 365 dagar och en bråkdel av en dag. Därför anger kalendern ett år som 365 dagar och kompenserar med skottår och sekelår.

Jorden l

Jorden är den tredje planeten från Solen, som ligger i genomsnitt 149,6 miljoner km bort. I början av januari, när den är som närmast i sitt kretslopp (vilket kallas perihelion), är Jorden 147 miljoner km från Solen. I början av juli, då den är som längst bort (aphelion), befinner Jorden sig 152 miljoner km bort.

l

Jorden är den femte största planeten i solsystemet, med en diameter på 12 756 km och en omkrets på 40 024 km vid ekvatorn.

l

Jorden är en av de fyra planeterna som har fasta kroppar, tillsammans med Merkurius, Venus och Mars. Den består mest av sten och har en kärna av järn och nickel.

l

Ingen annan planet i solsystemet har vatten på ytan, vilket gör Jorden unikt lämplig för liv. Över 70 % av Jordens yta ligger under vatten.

l

Jordens atmosfär består huvudsakligen av oskadligt kväve och livgivande syre och är över 700 km tjock. Syret har producerats av växterna under hundratals miljoner år.

l

Jorden bildades för 4,65 miljarder år sedan av moln av rymddamm som snurrade runt solen. Planeten var så het, att den till en början var i smält tillstånd.

Långsamt kallnade ytan och bildade en hård skorpa.

l

Jordens kretslopp runt solen är 939 886 400 km långt och tar 365,242 dagar.

206

▲ Jorden sedd från rymden. Det är den enda planet man känner till, som möjliggör liv.

Planeten Jorden

l

Jorden lutar med 23,5° vinkel. Oavsett detta snurrar den runt Solen i en jämn bana som kallas det ekliptiska planet.

l

Jorden består av samma grundmaterial som meteoriter och de andra planeterna med fasta kroppar - huvudsakligen järn (35 %), syre (28 %), magnesium (17 %), kisel (13 %) och nickel (2,7 %).

▶ Det mesta av Jordens steniga skorpa ligger under oceaner som formats av ånga från vulkaner tidigt i planetens historia. Jorden ligger på precis rätt avstånd från Solen för att yttemperaturerna ska hålla sig på 15° C i genomsnitt och hålla det mesta av vattnet i flytande tillstånd.

...fascinerande fakta...

Jorden skyddas från Solens strålning av ett magnetfält som sträcker sig 60 000 km ut i rymden.

207

Bergarter

▲ Den engelska kusten vid grevskapet Kent nära Dover är känd för sina vita klippor som består av kalk. l

Den äldsta kända bergarten på Jorden är 3 900 miljoner år gammal - Acastagnejs från Canada.

l

Det finns tre huvudtyper av berg - vulkaniskt berg, sedimentärt berg och metamorft berg.

l

Vulkaniskt berg bildas när het, smält magma eller lava svalnar och stelnar.

l

Vulkaniska bergarter, som till exempel basalt, kommer från lava som kastats ut från vulkaner.

234

Planeten Jorden l

Metamorfa bergarter är berg som förändrats över tiden, exempelvis kalksten som förvandlats till marmor genom den hetta som magman genererat.

l

Sedimentärt berg är berg som uppstått genom den långsamma process som innebär att sediment hårdnar och bildar berglager, eller strata.

l

En del sedimentära bergarter som sandsten har bildats av sand och slam.

Andra bergarter bryts ned till dessa material genom väder och erosion.

l

De flesta sediment bildas på botten av hav och sjöar. Sand spolas ned till botten av floderna.

l

Kalksten och kritkalksten är sedimentära bergarter som huvudsakligen består av rester av vattenlevande djur.

▶ Bergarterna återbildas hela tiden.

Vare sig de uppstår av sediment eller från vulkaner, bryts allt berg ned till sand genom väder och erosion. Sanden hamnar på havseller flodbottnar där den hårdnar och bildar nytt berg. Denna process kallas bergartscykeln.

235

Mineraler l

Mineraler är de naturliga kemikalier som bergarterna bildas av.

l

Alla utom ett fåtal mineral är kristaller.

l

Vissa bergarter består av kristaller av ett enda mineral, många av ett halvdussin mineral eller fler.

l

De flesta mineraler är kombinationer av två eller fler kemiska ämnen. Några få mineraler, som guld och koppar, består av ett enda ämne.

l

Det finns över 2 000 mineraler, av vilka cirka 30 är allmänt förekommande.

l

De flesta av de mindre vanliga mineralerna finns i mycket små mängder i bergarterna. På vissa ställen kan de vara koncentrerade på grund av geologiska processer.

l

Silikatmineraler bildas när metaller förenas med syre och kisel. Det finns fler silikatmineraler än alla andra mineraler tillsammans.

l

De vanligaste silikaterna är kvarts och fältspat, som också är de vanligaste mineralerna i berg. De är huvudbeståndsdelar i granit och andra vulkaniska bergarter.

Kvarts

▶ Mineraler omfattar vanliga ämnen som stensalt och sällsynta ämnen som guld och ädelstenar.

238

Blyglans

Pyrit

Planeten Jorden ▶ Den stora mängden färgskiftningar i varje lager är tecken på spår av skilda mineraler i berget. l

Andra vanliga mineraler är oxider såsom hematit och röd kopparmalm, sulfater såsom gips och tungspat, sulfiter såsom blyglans och pyrit, samt karbonater såsom kalkspat och aragonit.

l

Vissa mineraler bildas som het, smält berg från Jordens inre, andra av kemikalier som lösts i vätskor nere i marken, och vissa uppstår efter förändringar i andra mineraler.

Gips

Tungspat

Kalkspat

239

Översvämning

▲ 1993 föll svåra regn under två månader i mellanvästern i Amerika och resulterade i översvämningar som orsakade skador på egendom för omkring 81,6miljarder kronor. l

En översvämning uppstår när en flod eller en sjö stiger så mycket att de rinner ut över omgivande land.

l

Flodöversvämningar kan uppstå efter en period av ihållande hårda regn eller vid snösmältningen på våren.

l

Små översvämningar är vanliga; större översvämningar är sällsynta. Därför bestäms storleken på en översvämning genom dess frekvens.

l

En tvåårig återkommande översvämning är mindre översvämningar som vanligen inträffar vart annat år. En 100-års översvämning är en stor översvämning som troligtvis inträffar en gång per århundrade.

288

Landet formas l

En stormflod inträffar när en liten ström förvandlas till en rasande störtflod när hårda regn faller efter en torrperiod.

l

Mississippi-Missouri-översvämningen 1993 orsakade skador för 15 000 miljoner dollar och gjorde 75 000 hemlösa, trots ett massivt arbete för att kontrollera översvämningar på 1930talet.

l

Hwang Ho floden kallas ”Kinas sorg” på grund av att dess översvämningar är så förödande.

l

Alla översvämningar är inte till skada.

Innan Assuandammen byggdes, litade egyptiska bönder på den årliga översvämningen av floden Nilen för att göra jorden bördigare.

l

kan en översvämning förstöra hem Efter att Nederländerna blivit och spola bort jordmånen från jordsvårt översvämmat av Nordsjön bruksområden och lämna den ofruktbar.

1953, engagerade sig holländarna i Deltaprojektet, ett av de största skyddssystemen ...fascinerande fakta... mot översvämningar i 1887 dödades 1 miljon människor när Hwang Ho floden i Kina svämmade över. historien.

▲ Även om inga människor drunknar,

289

Åskväder

▲ Stora, upptornande cumulonimbus stormmoln kan torna upp sig 16 km högt.

l

Åskväder börjar med att starka uppvindar tornar upp cumulonimbusmoln.

l

Vattendroppar och iskristaller i åskmolnen slås samman. De blir laddade med statisk elektricitet.

l

Negativa laddningar sjunker mot basen av molnet, positiva stiger. När de olika laddningarna möts uppstår blixtar.

l

Molnblixtar är en blixt inuti ett moln. Markblixtar går från molnet till marken.

328

Väder och klimat l

Markblixtar börjar med en snabb, svag blixt från molnet ner till marken, kallad förurladdning. Denna förbereder luften för ett större, mer långsamt nedslag, bråkdelen av en sekund senare.

l

Åska är ljudet från chockvågen som uppstår för att luften expanderar, när den hastigt hettas upp till 25 000 °C av blixten.

l

Ljudet färdas långsammare än ljuset.

Detta gör att om åskan är 1 km bort, så hör vi den först tre sekunder senare och ytterligare 3 sek senare för varje ytterligare km.

l

Det pågår ständigt 2 000 åskväder i världen, vart och ett genererande samma energi som en vätebomb. Varje sek slår 100 ljusblixtar ner i marken.

l

En ljusblixt är ljusare än 10 miljoner 100▲ Få platser har mer spektakulära blixtuppvisningar än Nevada, USA. watts lampor. Under bråkdelen av en sek Energin i molnen lagras upp under har den mer kraft än alla kraftstationer i heta eftermiddagar och frisläpps på USA tillsammans. Blixtarna rör sig med natten. en hastighet av upp till 100 000 km/sek längs en kanal som är lika bred som ett finger men som kan vara upp till 14 km lång. Molnblixtar kan vara 140 km långa.

l

Blixtar kan smälta samman sanden under maken till hårda slingor, kallade fulguriter.

329

Ekosystem l

Ett ekosystem är ett samhälle av levande varelser som interagerar med varandra och sin omgivning.

l

Ett ekosystem kan vara allt från en bit ruttnande trä till ett väldigt träsk. I alla ekosystem är varje organism beroende av de övriga.

l

När vegetation börjar få fäste i ett område är de första växterna där små och enkla, som mossor och lavar. Gräs och starr (halvgräs) kommer därnäst.

l

De enkla växterna stabiliserar jorden så att större och mer avancerade växter kan flytta in. Det kallas för växtsuccession.

l

Regnskogarnas ekosystem täcker bara 8 % av världens landmassa, ändå innehåller de 40 % av jordens alla växt- och djurarter.

l

Jordbruk har enorm påverkan på naturliga ekosystem och minskar antalet arter dramatiskt.

l

Gröna växter är autotrofa (självnärande), eller producenter, vilket innebär att de gör sin egen näring (genom solljuset).

▶ Regnskogarna är världens mest överflödande och mest hotade regioner.

390

Världsgeografi l

Djur är heterotrofa, eller konsumenter, vilket innebär att de får sin föda från andra levande ting.

l

Primära konsumenter kallas herbivorer och äter växter.

l

Sekundära konsumenter kallas karnivorer (köttätare) och äter herbivorer eller varandra.

◀ Så här kan vegetationen utveckla sig i en lövskog.

Denna process kallas växtsuccession.

391