Zem (v astronómii písané Zem, inak písané aj zem; iné názvy pozri nižšie) je planéta slnečnej sústavy. Je v poradí tretia od Slnka.
Zem je jediná planéta, na ktorej je podľa súčasných vedeckých poznatkov život. Zem je predmetom skúmania napríklad kozmogónie, geológie, paleontológie či geografie.
V strede Zeme sa nachádza horúce husté jadro, ktoré obklopuje chladnejší plášť z roztavených hornín. Na povrchu je kôra, ktorá dosahuje rôznu hrúbku v závislosti od miesta (pod oceánmi je všeobecne tenšia ako pod kontinentmi). Vďaka pevnému povrchu a vnútornému zloženiu Zem zaraďujeme medzi terestriálne planéty. Zem je najväčšia spomedzi terestriálnych planét slnečnej sústavy a tiež jediná známa planéta, na ktorej sa nachádza voda vo všetkých troch skupenstvách. Väčšina jej povrchu je pokrytá kvapalným oceánom, čo jej pri pohľade zo vzdialeného vesmíru dáva charakteristickú modrú farbu. V blízkosti rotačných pólov je oceán, resp. pevný povrch trvale zamrznutý a vytvára biele polárne čiapky. Zem je obklopená atmosférou, ktorá vo veľkých vzdialenostiach od povrchu pozvoľna prechádza do medziplanetárneho prostredia. Po prvýkrát Zem ako celok na vlastné oči videla posádka kozmickej lode Apollo 8, ktorá ako prvá opustila obežnú dráhu Zeme a vzdialila sa od nej natoľko, že sa zmestila do zorného poľa ľudského oka.
Zem vznikla približne pred 4,57 miliardami rokov pravdepodobne sformovaním sa z protoplanetárneho disku. Povrch Zeme neustále pretvárajú geologické procesy, napríklad platňová tektonika, ktorá pomaly mení polohy a tvar kontinentov. Veľkú zásluhu na dnešnej podobe Zeme majú aj živé organizmy, ktoré utvárajú biosféru. Počas dlhých miliárd rokov na Zemi vytvorili dýchateľnú atmosféru a pôdu.
Zem je prvá planéta od Slnka, ktorú sprevádza prirodzená družica (Mesiac) a zároveň jediná planéta slnečnej sústavy, ktorá má len jeden mesiac. Jeho priemer dosahuje približne štvrtinu priemeru Zeme, ale považuje sa za neprimerane veľký vzhľadom na materské teleso. Mesiac sa nepodobá Zemi. Jeho povrch je pustý, s veľmi slabou atmosférou, bez kvapalnej vody a sopečnej aktivity.
Názvy Slovenské názvy tejto planéty sú: v astronómii: Zem, mimo astronómie: zemzem. Krátky slovník slovenského jazyka 2020. S. 915zem. Synonymický slovník slovenčiny, s dôrazom na guľatý tvar: zemeguľa, so zahrnutím všetkého na samotnej planéte: svetsvet. Krátky slovník slovenského jazyka 2020. S. 714, prenesene: glóbus. Zastaraný tvar je zemazem. Historický slovník slovenského jazyka. V sci-fi sa občas používajú názvy Terra a Tellus. Latinské názvy sú Terra alebo zriedkavo Tellus či Gaea. Grécky názov je Gaia.
Grécke meno Gaia znamená matka. Gaia bola v staroveku veľmi uctievanou bohyňou Zeme, ktorej zasväcovali množstvo chrámov a oltárov. Gaia dávala život všetkým tvorom, ale neľútostne ho potom brala späť do svojho lona. Bola teda zároveň bohyňou života a smrti.
Astronomický symbol Zeme Astronomický symbol Zeme je buď kríž vnútri kruhu alebo (skôr staršie) kruh, ktorý má na vrchu kríž.
Fyzikálne vlastnosti Zem je takmer guľaté teleso. Má tvar geoidu (grécky: geoidés = "podobný Zemi"), ku ktorému sa najviac približuje tvar rotačného elipsoidu. Odstredivá sila rotácie spôsobila, že Zem je na póloch sploštená. Z tohto dôvodu je rovníkový priemer Zeme, o väčší ako jej polárny priemer. Dôsledkom odstredivej rotačnej sily je tiež to, že tiažové zrýchlenie je nepatrne menšie na rovníku ako na póloch.
Vertikálna členitosť povrchu, čiže rozdiel medzi vrcholkami najvyšších pohorí a dnami najhlbších oceánskych priekop, je asi . Príliš veľkým výškovým rozdielom bráni gravitácia spoločne s tektonickými procesmi a eróziou. Hmotnosť Zeme je 5,974.1024 kg, čo je približne tri milióntiny hmotnosti Slnka.
Hodnota hustoty Zeme /m3 je najväčšia zo všetkých planét slnečnej sústavy. Dôvodom je čiastočne to, že Zem je najhmotnejšou pevnou planétou, akú v slnečnej sústave poznáme, a gravitácia stlačila materiál v jej vnútri do menšieho objemu.
Zem vrhá do priestoru na strane odvrátenej od Slnka svoj tieň, ktorý má približne tvar zbiehajúceho sa kužeľa. Vrchol úplného tieňa (umbry) Zeme je od zemského povrchu vzdialený približne , čo je približne stotina vzdialenosti Zeme od Slnka. Keď do zemského tieňa vstúpi Mesiac, dochádza k jeho zatmeniu. Aj všetky umelé družice Zeme každý deň prechádzajú tieňom, preto ich (s výnimkou obdobia okolo letného slnovratu) možno pozorovať len večer alebo nadránom.
Zem má 4,54 miliardy rokov.
Dráha a rotácia
Dráha right|thumb|Obeh Zeme okolo Slnka right|thumb|Rozsah možného sklonu zemskej osi Zem obieha okolo Slnka v strednej vzdialenosti 149,6 miliónov km priemernou rýchlosťou /s. Stredná vzdialenosť Zeme od Slnka sa stala jednou zo základných astronomických jednotiek dĺžky a označuje sa ako astronomická jednotka (skratka AJ alebo AU z anglického Astronomical Unit). V najvzdialenejšom bode svojej dráhy, v aféliu (odslní), je Zem od Slnka vzdialená , v najbližšom bode svojej dráhy, v perihéliu (príslní) . Zmena vzdialenosti od Slnka však nie je príčinou striedania sa ročných období. Zem prechádza perihéliom okolo 4. januára, dva týždne po zimnom slnovrate, kedy paradoxne na severnej pologuli vrcholí zima. Aféliom zase Zem prechádza dva týždne po letnom slnovrate, kedy je na severnej pologuli leto. V súlade s Keplerovými zákonmi sa Zem v aféliu pohybuje približne o /s pomalšie ako v perihéliu. Jej priemerná obežná rýchlosť je /s.
Doba obehu Zeme okolo Slnka sa stala jednou zo základných jednotiek času a nazývame ju rok. Obeh Zeme okolo Slnka sa však môže vzťahovať na rôzne body alebo telesá, podľa čoho rozlišujeme niekoľko typov obehov, ktorých dĺžky sa od seba nepatrne líšia. Poznáme rok siderický, tropický a anomalistický. Tropický rok, ktorý je základom kalendárneho roku, má dĺžku 365 dní, 5 hodín, 48 minút a 45,4 sekúnd. Priemerná rovina, v ktorej obieha Zem okolo Slnka, sa nazýva ekliptika. Používa sa ako základná rovina, voči ktorej určujeme sklony dráh všetkých telies v slnečnej sústave.
Vzhľadom na to, že Zem má veľmi hmotný Mesiac a ťažisko ich vzájomného obehu leží pod povrchom Zeme, Zem vykonáva pri svojom obehu okolo Slnka kývavé pohyby, ktoré planétu jednak mierne striedavo približujú a vzďaľujú od Slnka, jednak spôsobujú jej striedavý pohyb nad a pod rovinou ekliptiky.
Rotácia left|thumb|150px|Animácia zobrazuje rotáciu Zeme okolo jej osi Zemská os je priamka, ktorá prechádza stredom Zeme a pretína povrch Zeme v dvoch bodoch, ktoré nazývame póly. Okolo tejto osi sa Zem otáča takmer konštantnou rýchlosťou, ktorá na rovníku dosahuje hodnotu /s. Jedna otočka Zeme okolo osi voči Slnku trvá 24 hodín. Táto časová jednotka sa nazýva slnečný deň. Tento deň je približne o 4 minúty dlhší ako časový interval medzi dvoma po sebe nasledujúcimi prechodmi miestnym poludníkom ľubovoľne vybranej hviezdy. Tento interval sa nazýva hviezdny (siderický) deň. Hviezdny deň trvá 23h 56min a 4s; toľko trvá otočka Zeme voči hviezdam. Približne štvorminútový rozdiel medzi hviezdnym a slnečným dňom je spôsobený tým, že Zem sa okrem otáčania okolo osi pohybuje ešte okolo Slnka, a to proti smeru rotácie. Otáčanie Zeme okolo svojej osi spôsobuje striedanie dňa a noci. Za 1 hodinu sa Zem otočí o 1/24 svojho obvodu, čo je 15° zemepisnej dĺžky. Na každých 15° preto pripadá jedno časové pásmo. Pod vplyvom slapových síl Mesiaca sa rotácia Zeme pomaly spomaľuje, asi o tisícinu sekundy za 100 rokov.
Zemská os nie je rovnobežná s kolmicou na ekliptiku, ale odkláňa sa od nej v uhle, ktorý v súčasnosti dosahuje hodnotu približne 23,5°. Tento sklon zemskej osi spolu s obehom Zeme okolo Slnka má za následok striedanie ročných období. Pri obehu je striedavo severná a južná pologuľa v rôznych dobách privrátená k Slnku. Sklon zemskej osi sa pomaly mení, a preto os nesmeruje stále do rovnakého bodu oblohy. V súčasnosti smeruje do blízkosti hviezdy Polárky, ale napríklad zhruba pred 13 000 rokmi smerovala zemská os k hviezde Vega. Tento krúživý pohyb zemskej osi sa nazýva precesia. Jeden precesný obeh zemskej osi okolo pólu ekliptiky sa nazýva Platónsky rok a má dĺžku 25 700 rokov. Ani samotná os nemá pevnú polohu vzhľadom na zemské teleso a v dôsledku toho sa priesečníky osi so zemským povrchom (póly) tiež pomaly pohybujú. Perióda zmien polohy pólov nie je úplne pravidelná a nazýva sa Chandlerova perióda. Navyše sa v cykle 42 000 rokov mení sklon osi ku kolmici na ekliptiku a to v rozsahu 22,1 – 24,5°.
Od roku 1899 za os zemskej rotácie odklonila o 10,5 m. Vedci identifikoval tri dôvody: topenie ľadu (najmä Grónsko) a zvýšenie hladiny oceánov; ústupom ľadovcov a znížením ich hmotnosti sa dvíha zemská masa; porucha vo viskóznej vrstve zemského plášťa.
Okrem spomenutých pohybov vykonáva Zem ešte niekoľko ďalších pohybov. Ako teleso slnečnej sústavy sa Zem napríklad zúčastňuje na obehu okolo jadra Galaxie. Obežná dráha Zeme vykonáva pomalý pohyb vyplývajúci z Einsteinovej teórie relativity nazývaný stáčanie perihélia. Po prvýkrát bolo toto stáčanie objavené pri planéte Merkúr.
Vznik a vývoj Zeme
Zem sa pravdepodobne sformovala podobne ako ostatné terestrické planéty z protoplanetárneho disku, ktorý obklopoval vznikajúce Slnko (praslnko). Slnečný vietor, ktorý vyžarovalo praslnko, sa postaral o odstránenie najľahších prvkov – vodíka a hélia – z vnútorných častí disku. Až do vzdialenosti asi 700 miliónov kilometrov od praslnka zostal len prach tvorený ťažšími prvkami, preto sa z neho utvorili planéty s pevným povrchom. Postupným zhlukovaním vznikli v disku väčšie nepravidelné telesá – planetezimály, z ktorých sa vzájomnými zrážkami sformovali väčšie guľaté telesá – protoplanéty. M. Bizzarro a kol. ukázali, že akrécia Zeme z planetezimál trvala približne 30 miliónov rokov. Vyplýva to zo zastúpenia izotopov 176Lu a 178Hf v chondritoch.
V roztavenom vnútri Zeme dochádzalo ku gravitačnej diferenciácii, čo znamená, že ťažšie chemické prvky klesali pod vplyvom gravitácie do hlbších vrstiev zemského telesa a ľahké stúpali na povrch. Tento proces prebiehal približne prvú stovku miliónov rokov po vzniku slnečnej sústavy. Výsledkom tohto procesu bolo, že najťažšie prvky sa dostali do stredu telesa, kde utvorili jadro, ľahší materiál plášť okolo jadra a najľahšie, prchavé prvky utvorili prvotnú atmosféru Zeme. Tá sa však len málo podobala na súčasnú: tvorili ju prevažne vodík a hélium, v menšej miere amoniak, metán, vodné pary a oxid uhličitý. Plášť postupne chladol a stával sa čoraz menej tekutým, zemské jadro však zostáva doteraz horúce, zahrievané teplom z rozpadu rádioaktívnych látok. Najstaršie známe horniny pochádzajú z oblasti Isua v západnom Grónsku a ich vek sa odhaduje na 3,8 miliárd rokov.
Nejasný zostáva pôvod vody na Zemi, ktorej bolo v prvotnej atmosfére Zeme príliš málo na vznik oceánov. Väčšina vedcov sa prikláňa k teórii, že hlavná časť vody sa dostala na Zem až po skončení jej formovania v podobe komét, ktoré dopadali na jej povrch.
Magnetosféra
left|thumb|Siločiary magnetického poľa Zeme Zem má magnetické pole, ktoré sa vytvára trením pri rotácii vonkajšieho, zrejme tekutého zemského jadra o pevné vnútorné jadro. Tento proces funguje ako obrovské hydrodynamické dynamo. Magnetické pole Zeme má dipólový charakter, to znamená, že rozloženie jeho siločiar je podobné siločiaram v okolí tyčového magnetu. Magnetické siločiary sa zbiehajú v severnom a južnom magnetickom póle. Magnetická os je sklonená k rotačnej osi pod uhlom približne 11°. Merania magnetizmu v horninách rôzneho veku ukázali, že magnetické póly putujú po povrchu Zeme a pole dokonca periodicky mení svoju polaritu.