પાર્થિવ ગ્રહો

પાર્થિવ ગ્રહો (terrestrial planets) : સૂર્યમંડળમાં સૂર્યની નજીકના બુધ, શુક્ર, પૃથ્વી અને મંગળ જેવા નાના શૈલયુક્ત (rocky) ગ્રહો. પાર્થિવ ગ્રહોને અંદરના ગ્રહો તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. આ ગ્રહો ઘન-સ્વરૂપના પથરાળ છે. તે બધા લગભગ એકસરખાં લક્ષણો ધરાવે છે. પ્રત્યેક ગ્રહ જ્વાળામુખી-ઉદભવ અથવા ઉલ્કાપિંડના મારાને લીધે પૃષ્ઠ અપક્ષરણ (erosion) જેવી ક્રિયાવિધિના પુરાવા આપે છે. આ ગ્રહોની સપાટી જેવી દેખાય છે તેવી હોવાનું કારણ આ ક્રિયાવિધિઓ હોય છે.

ચારેય પાર્થિવ ગ્રહોનું વાતાવરણ ભિન્ન ભિન્ન પ્રકારનું છે. મંદ ગુરુત્વાકર્ષણબળને કારણે બુધ અને મંગળ નહિવત્ વાતાવરણ ધરાવે છે. પૃથ્વી અને શુક્ર પ્રબળ ગુરુત્વાકર્ષણબળને કારણે ઘટ્ટ વાતાવરણ ધરાવે છે.

બુધ (Mercury) : સૂર્યથી 57.9 × 10⁶ કિલોમીટર દૂર પણ તેની સૌથી વધારે નજીકનો 4,878 કિલોમીટર વ્યાસ ધરાવતો ગ્રહ. બુધનું કદ ઓછું છે અને તે ઝળહળતા સૂર્યની નજીક હોઈ આ ગ્રહ પૃથ્વી ઉપરથી દૂરબીન સિવાય જોવો મુશ્કેલ છે. સૂર્યાસ્ત પછી પશ્ચિમ દિશામાં તદ્દન નીચે અને સૂર્યોદય પહેલાં પૂર્વમાં નજરે પડે છે. બુધનું અવલોકન કરતી વખતે ધ્યાન રાખવું જરૂરી છે કે દૂરબીનના દૃશ્ય-ક્ષેત્રમાં સૂર્ય ન હોવો જોઈએ; નહિતર સૂર્યનું પ્રબળ તેજ આંખ માટે હાનિકારક નીવડે છે.

બુધ સૂર્યની આસપાસ લંબવર્તુળાકાર (elliptical) કક્ષામાં ભ્રમણ કરે છે. સૂર્યની નિકટતમ હોય ત્યારે તે 4.6 × 10⁶ કિલોમીટર અને દૂર હોય ત્યારે 69.8 × 106 કિલોમીટર અંતરે હોય છે. પૃથ્વીથી તેનું ન્યૂનતમ અંતર 91.7 × 10⁶ કિલોમીટર છે. સૂર્યમંડળના કોઈ પણ ગ્રહ કરતાં તે સૌથી વધારે ઝડપથી કક્ષીય ભ્રમણ કરે છે. તે પ્રતિ સેકન્ડે 48 કિલોમીટર અંતર કાપે છે. સૂર્યની આસપાસ પૃથ્વીના 88 દિવસમાં તે એક પરિભ્રમણ પૂરું કરે છે.

બુધ સૂર્યની આસપાસ ભ્રમણ કરે છે ત્યારે તે તેના કેન્દ્રમાંથી પસાર થતી કાલ્પનિક અક્ષ આસપાસ ચાકગતિ પણ કરે છે. બુધની ધીમી ચાકગતિ અને સૂર્યની આસપાસની ઝડપી ભ્રમણગતિને લીધે બુધનો દિવસ (બે ક્રમિક સૂર્યોદય વચ્ચેનો ગાળો) પૃથ્વીના 176 દિવસ જેટલો થાય છે.

દૂરબીનમાંથી જોતાં બુધનાં આકાર અને કદ બદલાતાં નજરે પડે છે. બુધનાં આકાર અને કદમાં થતા આવા દેખીતા ફેરફારને કલા (phase) કહે છે. તેની કલા ચંદ્રની કલાને મળતી આવે છે. પૃથ્વી ઉપરથી જુદા જુદા સમયે જોતાં બુધના જુદા જુદા ભાગ પ્રકાશિત થતા હોય તેમ લાગે છે. બુધ અને પૃથ્વી સૂર્યની એક જ બાજુએ હોય ત્યારે બુધની પૃથ્વી તરફની બાજુ અપ્રકાશિત હોય છે. આવે વખતે આ ગ્રહ દેખાતો નથી. બુધ અને પૃથ્વી સૂર્યની આસપાસ જુદા જુદા ખૂણે ભ્રમણ કરે છે. કેટલીક વખત બુધ સીધેસીધો પૃથ્વી અને સૂર્યની વચ્ચે હોય છે, પણ હંમેશાં તેમ બનતું નથી. આવું દર 3થી 13 વર્ષ વચ્ચે બનતું હોય છે. આવું બને ત્યારે ગ્રહ સંક્રાંતિ(transit)માં ગણાય છે. તેવે સમયે સૂર્યની તકતી આગળથી ગતિ કરતો ગ્રહ કાળા ટપકા જેવો દેખાય છે.

બુધની સપાટી ચંદ્રની સપાટી જેવી દેખાય છે. સૂર્યનો જેટલો પ્રકાશ બુધની સપાટી ઉપર આપાત થાય છે તેના 6 % તે પરાવર્ત કરે છે. ચંદ્ર પણ એટલા જ પ્રકાશનું પરાવર્તન કરે છે. ચંદ્રની જેમ બુધની સપાટી પણ સિલિકેટના કણોના પાતળા સ્તરની બનેલી છે. ચંદ્ર ઉપર છે તેમ બુધ ઉપર પહોળાં અને સપાટ મેદાનો (planes), ઢાળવાળી ભેખડો અને ઊંડા ખાડા જોવા મળે છે. ખગોળવિદોનું માનવું છે કે ધૂમકેતુઓ (comets) અથવા ઉલ્કાઓ (meteors) તેના ઉપર ખાબકતાં ઊંડા ખાડા પડ્યા હશે. બુધની આસપાસનું વાતાવરણ અત્યંત પાતળું હોવાથી ઉલ્કાઓ તેમાં ઘર્ષણ વિના પ્રવેશે છે. તેથી તે બળીને ખાક ન થતાં જેમની તેમ બુધની સપાટી પર ખાબકે છે.

બુધની સપાટી ચંદ્રની સપાટી જેવી છે, પણ તેનો અંતર્ભાગ (core) પૃથ્વીના અંતર્ભાગને મળતો આવે છે. વિજ્ઞાનીઓ આધારભૂત રીતે માને છે કે બંનેના પેટાળમાં લોખંડ અને ભારે તત્વો રહેલાં છે. બુધની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્રની પ્રતીતિ થઈ છે. વિજ્ઞાનીઓ માનતા થયા છે કે આ ગ્રહમાં પૃથ્વીની જેમ પ્રવાહી લોખંડનો મોટો અંતર્ભાગ છે.

પૃથ્વી ઉપર આવતાં સૂર્યનાં કિરણોની પ્રબળતા કરતાં બુધ ઉપર સૂર્યનાં કિરણોની પ્રબળતા લગભગ સાત ગણી વધારે છે. બુધના વાતાવરણમાં વાયુઓ પૂરતા પ્રમાણમાં નથી, તેથી સૂર્યનાં કિરણો બુધ ઉપર પહોંચે ત્યારે તેમના પ્રકાશ અને ઉષ્મામાં ખાસ ફેર પડતો નથી; કારણ કે તેમનું શોષણ થતું નથી. દિવસ દરમિયાન બુધનું તાપમાન 427^o સે. સુધી અને રાત્રે ન્યૂનતમ તાપમાન −173^o સે. સુધી પહોંચે છે. વાતાવરણના અભાવથી બુધનું આકાશ કાળું દેખાય છે. તેથી સંભવત: દિવસે પણ તારા દેખાય છે.

બુધની આસપાસ થોડાક પ્રમાણમાં હીલિયમ, હાઇડ્રોજન અને નિયોન વાયુઓ છે. આર્ગન, કાર્બન- ડાયૉક્સાઇડ, ક્રિપ્ટૉન અને ઝેનૉન પણ સૂક્ષ્મ માત્રામાં જોવા મળે છે. આથી પૃથ્વી ઉપર વાતાવરણના દબાણ કરતાં બુધના વાતાવરણનું દબાણ એક અબજમા ભાગ કરતાં પણ ઘણું ઓછું હોય છે. બુધ ઉપર ઑક્સિજનનો અભાવ છે અને પ્રબળ ઉષ્માનો પ્રભાવ છે; માટે ત્યાં જીવસૃષ્ટિ સંભવિત નથી.

બુધના દ્રવ્યની ઘનતા પૃથ્વીના દ્રવ્યની ઘનતા કરતાં થોડીક ઓછી છે. આથી પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણબળ કરતાં તેનું ગુરુત્વાકર્ષણબળ  જેટલું ઓછું છે.

યુ.એસ.નું મરિનર-10 બુધ તરફ જનાર પ્રથમ અને એકમાત્ર અવકાશ-યાન હતું. 29 માર્ચ, 1974ના રોજ ઉડ્ડયન શરૂ કર્યું. 24 સપ્ટેમ્બર, 1974ના રોજ તેની પાસે થઈને પસાર થયું. આ ઉડ્ડયન દરમિયાન બુધની સપાટીની તસવીરો લેવામાં આવી છે. આ યાને તેના ચુંબકીય ક્ષેત્રની પણ પરખ કરી છે.

ભવિષ્યમાં માનવ વિનાનું યાન બુધની આસપાસ ભ્રમણ કરી તેના ઉપર ઉતારવાનું આયોજન છે. તે બુધની માહિતી મોકલશે તે રીતે તેની જાણકારી વધશે. તે પરથી બુધની રચના કેવી રીતે થઈ તેનો તાગ પણ કદાચ મળશે. બુધની આસપાસની પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિ ઘણી વિચિત્ર હોઈ સમાનવ યાન શક્ય નથી.

બુધની ગતિ ઘણી વધારે છે. આથી પ્રાચીન રોમનોએ દેવના ઝડપી દૂત ‘મર્ક્યુરી’ના માનમાં આ ગ્રહનું નામ ‘મર્ક્યુરી’ રાખ્યું. રોમન પુરાણકથામાં મર્ક્યુરી, દેવોનો દૂત હતો. રોમનો તેને વ્યાપાર, સમૃદ્ધિ અને સંપત્તિના દેવ તરીકે પૂજતા હતા. રોમનો મર્ક્યુરીને કપટી, ભ્રામક અને હરામખોર પણ ગણતા; તેથી ગુનેગારો તેને પોતાના રક્ષક તરીકે સ્વીકારતા હતા. મર્ક્યુરી ગ્રીક પુરાણકથામાં વર્ણવેલા તેમના હર્મિસ દેવને મળતો આવે છે. મર્ક્યુરી એ દેવોના રાજા જ્યૂપિટરનો પુત્ર હતો. કલાકારો મર્ક્યુરીને રૂપાળા, ચકોર અને બુદ્ધિશાળી યુવાન તરીકે ચિત્રિત કરે છે.

શુક્ર (Venus) : સૂર્યથી બીજા ક્રમે પૃથ્વીની નજીક આવેલો ગ્રહ. તે પૃથ્વીના જેવું દળ અને તેના જેટલી ત્રિજ્યા ધરાવે છે. દેખાવે પૃથ્વીને મળતો આવે છે. સૂર્યમંડળના બધા ગ્રહોમાં તેનું પર્યાવરણ એકદમ પ્રતિકૂળ છે.

શુક્રનું વાતાવરણ ખૂબ જ પરાવર્તનશીલ છે; ઉપરાંત તે સૂર્યની નજીક આવેલો હોઈ, ચંદ્ર પછી તે વધુમાં વધુ પ્રકાશિત ગ્રહ છે. તેની પ્રકાશિતતાની માત્રા− 4.4 છે. પૃથ્વી ઉપરથી જોતાં તે ચંદ્રની માફક કળા કરતો દેખાય છે.

શુક્રનો ગ્રહ ઘણા સમયથી જાણીતો છે. પહેલાં તેને બે જુદા ગ્રહો એટલે કે પ્રાત:કાળના તારા (Phosphorous) અને સાયંકાળના-તારા (Hesporus) તરીકે ઓળખવામાં આવતો હતો. પાછળથી તેને ગ્રહ તરીકે ઓળખવામાં આવ્યો. પ્રેમ અને સૌંદર્યની દેવી(Venus)ના નામથી તે જાણીતો થયો.

સોવિયેત સંઘ અને અમેરિકન અવકાશ-સંશોધનને આધારે તેની સપાટીની વિશેષ માહિતી સાંપડી છે. ઓછા શક્તિશાળી દૂરબીન વડે જોતાં શુક્ર આછા પીળાશ પડતા સ્તરના વાદળ વડે સંપૂર્ણપણે આચ્છાદિત થયેલો દેખાય છે. તેના પ્રચ્છન્ન (hidden) બંધારણને જાણવા માટે ખગોળવિદોએ રેડિયો અને રડાર-અવલોકનોની મદદ લીધી છે. શુક્રની નજીક રહીને કક્ષીય ભ્રમણ કરી શકે અને જરૂર પડ્યે શુક્ર ઉપર ઉતરાણ કરી શકે તેવાં અવકાશ-અન્વેષક (space-probe) મોકલવામાં આવેલાં છે. પૃથ્વીની નજીક હોવાને કારણે તેના ઉપર માનવ વિનાનું અવકાશયાન મોકલવામાં આવેલું. અમેરિકાએ 1962માં પ્રથમ અન્વેષક મરિનર-10 શુક્ર ઉપર મોકલ્યું હતું.

રેડિયો-અવલોકનોને આધારે શુક્રની સપાટી ખૂબ જ ગરમ હોવી જોઈએ અને છે એવી પુષ્ટિ સોવિયેત અન્વેષક વડે મળી છે. તેનું તાપમાન 462^o સે. છે. પહેલાં કેટલાંક અન્વેષક-યાન મોકલવાનો પ્રયાસ થયેલો પણ અત્યંત ગરમીને લીધે સળગી ઊઠતાં અથવા તેના વાતાવરણના પ્રચંડ દબાણ વડે તેમનું સંપીડન થઈ જતું. શુક્રનું વાતાવરણનું પ્રમાણ પૃથ્વીના વાતાવરણના પ્રમાણ કરતાં 90 ગણું વધારે છે. શુક્રની સપાટીથી 80 કિમી.ની ઊંચાઈએ આવેલાં વાદળો ઉપર સૂર્યના આપાત પ્રકાશનું 99 % શોષણ થાય છે અને સૂર્યનું થોડુંઘણું વિકિરણ શુક્રની સપાટી ઉપર પહોંચે છે. તેનું શોષણ થાય છે અને પછી તેનું પુન: ઉત્સર્જન થાય છે અને તે નિમ્ન-સ્તરીય વાદળોને ગરમ કરે છે. પરિણામે ‘ગ્રીન હાઉસ’ ઘટના બને છે; જેને કારણે વાતાવરણની અપારદર્શકતા વધે છે.

શુક્રનું વાતાવરણ કાર્બન-ડાયૉક્સાઇડ અને થોડાક પ્રમાણમાં નાઇટ્રોજન તથા આર્ગન વાયુઓ પણ ધરાવે છે. પાણીની બાષ્પ, હાઇડ્રોક્લૉરિક ઍસિડ અને હાઇડ્રોજન-ફ્લોરીનની પણ ભાળ મળી છે. વાદળોમાં જલદ સલ્ફ્યુરિક ઍસિડનાં બુંદ પણ રહેલાં હોય છે. આવાં ઍસિડનો વરસાદ અને અતિ ઊંચા તાપમાનને કારણે આ ગ્રહને ઘસારો (erosion) લાગે છે. શુક્રની સપાટી પાસે પવનો મંદ ઝડપે વાય છે; પણ તેના વાતાવરણમાં ઊંચે, ઝડપી પવનો ફૂંકાય છે. આ પવનો ગ્રહના ભ્રમણને અનુલક્ષીને સમઘડી (clockwise) દિશામાં જાય છે.

શુક્રની સપાટી ઉપર પહોળા ખાડા (craters) જોવા મળ્યા છે. શુક્રના વાતાવરણને ભેદીને ગયેલ ઉલ્કાઓ સપાટી ઉપર ખાબકતાં, આ પ્રકારના ખાડા અસ્તિત્વમાં આવ્યા છે; જ્યારે બીજા કેટલાક જ્વાળામુખીય અસરોને લીધે છે. 300 કિમી. પહોળો 1 કિમી. જેટલો ઊંચો જ્વાળામુખી શુક્ર ઉપર નોંધાયો છે. તેને કારણે ત્યાંના વાતાવરણમાં કાર્બન-ડાયૉક્સાઇડ અને નાઇટ્રોજન હોવાનો સંભવ છે. 1,500 કિમી. લાંબી પર્વતમાળા છે. રડારની મદદથી લાવાની નોંધ થઈ શકી છે. તેની માટી રાસાયણિક બંધારણ ધરાવે છે. તેની ઘનતા બૅસાલ્ટની ઘનતા જેટલી છે.

રડારનાં અવલોકનો ઉપરથી જાણવા મળ્યું છે કે શુક્ર પોતાની ધરી ઉપર અત્યંત ધીમેથી ચાકગતિ કરે છે. શુક્રની બાબતે નોંધપાત્ર હકીકત એ છે કે તેની ચાકગતિ ઘણાખરા ગ્રહોની ચાકગતિ કરતાં વિરુદ્ધ દિશામાં છે. તેનો એક દિવસ પૃથ્વીના 243 દિવસ જેટલો છે. પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણની અસરને લીધે તેની ચાકગતિનો આવર્તકાળ વધુ છે. તેની ચાકગતિ ધીમી હોવાને કારણે તેની વિદ્યુતજનક ક્રિયાવિધિ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરતી નથી. તેનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઘણું નબળું છે. શુક્રના ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા પૃથ્વીના ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા કરતાં હજારમા ભાગની છે. શુક્રના ચુંબકીય ક્ષેત્રની સંપૂર્ણ સમજૂતી હજુ મળી નથી; પણ પૃથ્વીની જેમ તે અયનમંડળ (ionosphere) ધરાવે છે.

શુક્રની કર્કશ સપાટી નીચેનું બંધારણ પૃથ્વીના બંધારણ જેવું છે. તેના અંતર્ભાગ(core)માં ઘટ્ટ લોખંડ અને નિકલ છે. પૃથ્વીના જેવાં બંધારણ અને કદ ધરાવતા શુક્રની સપાટી જ્વાળામુખીની અસરોને લીધે તકતીઓ(plates)માં ચિરાઈ ગઈ છે. આ તકતીઓ એકબીજા સાથે આંતરક્રિયાઓ કરતી હોઈ શુક્રકંપ (venusquake) અને પર્વતોમાં ઘેડની પરિસ્થિતિ સર્જાય છે.

પૃથ્વી (Earth) : સૂર્યથી ત્રીજા ક્રમે આવેલ લગભગ ગોળ, ધ્રુવ આગળ થોડો સપાટ અને ત્રણ સંકેન્દ્રી (concentric) સ્તરવાળો ગ્રહ. ત્રણ સ્તરોમાં છેક અંદર અંતર્ભાગ (core), વચ્ચે પ્રાવરણ (mantle) અને બહાર ભૂપૃષ્ઠ (crust) છે. અંતર્ભાગ – અંદરનો અને બહારનો એમ બે પ્રકારનો છે. (જુઓ આકૃતિ 1).

વિવિધ પદ્ધતિઓ દ્વારા પૃથ્વીનું આયુષ્ય લગભગ 4.6 અબજ વર્ષ જેટલું અંદાજવામાં આવ્યું છે. સૌર પ્રણાલી(solar system)ની સાથે પૃથ્વીની રચના આંતરતારાકીય (intersteller) રજના ઘનીભવન(consolidificaiton)થી થઈ હોવાનું મનાય છે.

પૃથ્વીને વિવિધ સ્વરૂપે જોઈ-વિચારી શકાય છે. ખેડૂતો માટે ફળદ્રૂપ જમીન છે; તેનો કેટલાક ભાગ સહેલાણીઓ માટે સ્વર્ગ સમાન છે. રસ્તા તૈયાર કરનાર ઇજનેર-ઠેકેદાર માટે તે પથરાળ ધરતી છે; નાવિક માટે પૃથ્વી એટલે નજર પહોંચે ત્યાં સુધી પાણી જ પાણી; વિમાનચાલક માટે તે સમુદ્રો, ગિરિમાળાઓ, હરિયાળાં ખેતરો, ગીચ જંગલો અને સપાટ મેદાનો તેમજ અવકાશયાત્રી માટે વાદળો અને વાતાવરણથી ઘેરાયેલો એક વિશાળ ગોળો છે. આ અને અન્ય દર્શન-વિચારોનું સંકલન કરવાથી પૃથ્વીનું પરિદૃશ્ય તૈયાર થઈ શકે. જેવી દૃષ્ટિ તેવી પૃથ્વી.

ઉત્તર અને દક્ષિણ ધ્રુવના બરફ સહિત પૃથ્વીનો લગભગ 70 % ભાગ પાણીથી આવરી લેવાયેલો છે. તેની આસપાસ જીવસૃષ્ટિનું પોષણ કરે તેવા વાયુઓનું વાતાવરણ છે. વાતાવરણ અને પાણી પૃથ્વીની વિશેષતાઓ છે. તેથી જ પૃથ્વી એક જ એવો ગ્રહ છે જેના ઉપર માનવ સહિત જીવસૃષ્ટિનો ભરપૂર વિકાસ થયો છે.

પૃથ્વીના વાતાવરણમાં ભિન્ન ભિન્ન વાયુઓ જુદા જુદા પ્રમાણમાં રહેલા છે. પૃથ્વીનું વાતાવરણ 78.09 % નાઇટ્રોજન, 20.95 % ઑક્સિજન, 0.93 % આર્ગન, 0.03 % કાર્બન-ડાયૉક્સાઇડ અને આશરે 0.0001 % નિયૉન, હીલિયમ, ક્રિપ્ટૉન, હાઇડ્રોજન, ઝેનૉન, ઓઝોન અને રેડૉનનું મિશ્રણ છે. 99 % વાતાવરણ આશરે 80 કિલોમીટર સુધી પ્રસરેલું છે.

પૃથ્વીનું સૂર્યથી સરેરાશ અંતર 14,95,00,000 કિલોમીટર છે. તેનો વિષુવવૃત્તીય વ્યાસ 12,756.32 કિલોમીટર અને ઉત્તર તથા દક્ષિણ ધ્રુવો વચ્ચેનું અંતર 12,713.54 કિલોમીટર છે. તેનું દળ 6 × 10²¹ મેટ્રિક ટન છે. તેની અક્ષીય ગતિનો આવર્તકાળ 23 કલાક, 56 મિનિટ અને 4.09 સેકન્ડ છે.

સૂર્યની આસપાસના પરિક્રમણનો આવર્તકાળ 365 દિવસ, 6 કલાક, 9 મિનિટ અને 9.54 સેકન્ડ છે.

પૃથ્વી ઉપર મહત્તમ તાપમાન લિબિયાના અલ-અઝિઝિયાહ ખાતે 58^o સે. અને ન્યૂનતમ તાપમાન ઍન્ટાર્ક્ટિકાના વૉસ્તોક ખાતે −89.6^o સે. નોંધાયું છે. પૃથ્વીની સપાટીનું સરેરાશ તાપમાન 14^o સે. છે.

પૃથ્વી ત્રણ પ્રકારની ગતિ કરે છે : (1) ઉત્તર અને દક્ષિણ ધ્રુવોમાંથી પસાર થતી કાલ્પનિક અક્ષની આસપાસ ભમરડાની જેમ ચાકગતિ કરે છે. આવી ચાકગતિને કારણે સૂર્ય પૂર્વથી પશ્ચિમ તરફ ગતિ કરતો દેખાય છે. (જુઓ આકૃતિ 2  : ક).

આ ગતિને લીધે પૃથ્વી ઉપર રાત્રિ-દિવસ થાય છે. એક પરિભ્રમણ પૂરું કરતાં પૃથ્વીને 23 કલાક 56 મિનિટ અને 4.09 સેકન્ડ લાગે છે, જેને નાક્ષત્ર (sidereal) દિવસ કહે છે.

(2) પૃથ્વી સૂર્યની આસપાસ લંબવૃત્તીય કક્ષામાં પરિક્રમણ કરે છે. (જુઓ આકૃતિ 2 : ખ) સૂર્યની આસપાસ તે 365 દિવસ, 6 કલાક, 9 મિનિટ અને 9.54 સેકન્ડમાં એક પરિક્રમણ પૂરું કરે છે અને 95.8 × 107 કિલોમીટર અંતર કાપે છે. આ કક્ષીય અંતર પૂરું કરતાં જે સમય લાગે છે તેને નાક્ષત્ર વર્ષ કહે છે. આ ગાળા દરમિયાન પૃથ્વી 1,07,200 કિલોમીટર/કલાકની સરેરાશ ઝડપે ગતિ કરે છે.

ઉત્તર અને દક્ષિણ ધ્રુવને જોડતી અને પૃથ્વીના દ્રવ્યમાન કેન્દ્ર-(center of mass)માંથી પસાર થતી અક્ષ બરાબર ઊર્ધ્વ નથી, પણ ઊર્ધ્વ દિશા સાથે  નો કોણ બનાવે છે. પૃથ્વીની ગતિને કારણે અને ઊર્ધ્વ સાથે તેની અક્ષ નમેલી હોવાને કારણે ઋતુઓ થાય છે.

(3) સૌર પ્રણાલી સાથે પૃથ્વી આપણા તારાવિશ્વ (galaxy) આકાશગંગા(milky way)માં થઈને પસાર થાય છે. (જુઓ આકૃતિ 2 : ગ).

સમગ્ર આકાશગંગા એક મોટા ચક્રની જેમ પ્રચક્રણ (spin) કરે છે. સૌર પ્રણાલી તારાવિશ્વના કેન્દ્રની આસપાસ 250 કિલોમીટર/કલાકની ઝડપે ગતિ કરે છે.

પૃથ્વી ઉપર ત્રણ પ્રકારના ખડકો આવેલા છે : (1) અગ્નિકૃત : ઊંડે પીગળેલા ખડકો. ભૂરસ ધીમે ધીમે ઠંડો પડતાં આ પ્રકારના ખડકો તૈયાર થાય છે. (2) જળકૃત ખડકો : તે અવસાદી શૈલ (sedimentary rock) છે. જ્યારે ઘસારા, ધોવાણ અને ખવાણને લીધે દ્રવ્ય સ્થાનાંતરિત થઈ નીચાણવાળા જળયુક્ત ભાગ ઉપર જમા થાય છે ત્યારે ક્રમશ: સખત બનતાં, આવા ખડકો તૈયાર થાય છે. (3) વિકૃત (metamorphic) ખડકો : આવા ખડકો તાપમાન કે દબાણ કે બંને કારણે પરિવર્તન પામેલ અગ્નિકૃત અને જળકૃત ખડકો છે.

પૃથ્વીની સપાટીનો આશરે 70 % ભાગ પાણીથી આચ્છાદિત છે. 30 % જમીન ઉપર જંગલો, પર્વતો અને મેદાનો છે. તેના ઉપર પૅસિફિક, આટલાન્ટિક અને હિંદી મહાસાગર મુખ્ય છે. સમુદ્રમાં દરેક સ્થળે એકસરખી ઊંડાઈ હોતી નથી. સમુદ્રની સરેરાશ ઊંડાઈ 3,795 મીટર જેટલી છે. ગુઆમના નૈર્ઋત્યે પૅસિફિક મહાસાગરનો મારિયાના ટ્રેન્ચ વિસ્તાર 11,033 મીટરની મહત્તમ ઊંડાઈ ધરાવે છે. પૃથ્વી ઉપરના પર્વતોમાં હિમાલયનું માઉન્ટ એવરેસ્ટ શિખર 8,848 મીટર જેટલી મહત્તમ ઊંચાઈ ધરાવે છે.

પૃથ્વી ગુરુત્વાકર્ષીય ક્ષેત્ર ધરાવે છે. પૃથ્વીના કેન્દ્રથી દૂર જતાં આ બળની અસર ક્રમશ: ઘટતી જાય છે. પૃથ્વીના ધ્રુવો તેના કેન્દ્રથી નજીક હોઈ ત્યાં ગુરુત્વાકર્ષણબળ વિશેષ છે. જ્યારે વિષુવવૃત્ત તેના કેન્દ્રથી દૂર હોઈ ત્યાં ગુરુત્વાકર્ષણબળ ઓછું હોય છે. આ કારણથી સમુદ્રની આગળ ગુરુત્વાકર્ષણબળ વધુ અને પર્વતોની ટોચે ઓછું હોય છે. ગુરુત્વાકર્ષણબળને કારણે નદીઓનું પાણી નીચા ભાગ તરફ વહે છે. ચંદ્રના ગુરુત્વાકર્ષણબળને લીધે સમુદ્રમાં ભરતી-ઓટ થાય છે. તે રીતે પૃથ્વી પરના ખડકોના ભૂપૃષ્ઠનાં ઉત્થાન (rise) અને પ્રપાત (fall) થાય છે.

પૃથ્વીના ભૌગોલિક ઉત્તર અને દક્ષિણ ધ્રુવો પાસે ચુંબકીય ધ્રુવો પણ છે. આ ધ્રુવો ચુંબકના ધ્રુવોની જેમ વર્તે છે. ચુંબકીય ઉત્તર ધ્રુવ ઉત્તર કૅનેડાના ઇલેફ રિંગ્નેસ પાસે છે, જે ભૌગોલિક ઉત્તર ધ્રુવથી આશરે 1,400 કિલોમીટર દૂર છે. ચુંબકીય દક્ષિણ ધ્રુવ ઍન્ટાર્ક્ટિકાના વિસ્તારમાં વિલ્કેઝ લૅન્ડના કિનારા પાસે ભૌગોલિક દક્ષિણ ધ્રુવથી 2,700 કિલોમીટર દૂર છે.

જૂના ખડકોના સ્તરોના અભ્યાસ ઉપરથી માલૂમ પડ્યું છે કે ચુંબકીય ધ્રુવો ઊલટાતા રહે છે. લાખો વર્ષ પહેલાં ચુંબકીય ઉત્તર ધ્રુવની જગાએ દક્ષિણ ધ્રુવ હતો અને દક્ષિણ ધ્રુવની જગાએ ઉત્તરે ધ્રુવ હતો. ચુંબકીય ધ્રુવોની આ ઉત્ક્રમણતા (reversibility) વિજ્ઞાનીઓ માટે આજે પણ કોયડો છે. પટનલિકા (solenoid) જેવા ગૂંચળામાં વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરતાં જેવું ચુંબકીય ક્ષેત્ર તૈયાર થાય છે તેવું ચુંબકીય ક્ષેત્ર પૃથ્વી ધરાવે છે. પૃથ્વીના બાહ્ય અંતર્ભાગમાં રહેલ પીગળેલા ખડકોના ભૂરસના ભ્રમણને લીધે ચુંબકીય ક્ષેત્ર પેદા થતું હોય તેવું વિજ્ઞાનીઓ માને છે.

પૃથ્વીનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર પરિભ્રમણ-પૃષ્ઠ (doughnut) જેવો આકાર ધરાવતા ચુંબકીય આવરણ(magnetosphere)માં કાર્યરત છે. આ ચુંબકીય આવરણ અવકાશમાં ગતિ કરતા ઇલેક્ટ્રૉન, પ્રોટૉન અને અન્ય તેવા પ્રાથમિક કણોની ગતિ ઉપર અસર કરે છે. વાન ઍલન પટ્ટાઓ ચુંબકીય આવરણનો જ ભાગ છે; જેમાં અસંખ્ય વિદ્યુતભારિત કણો રહેલા હોય છે. ચુંબકીય આવરણ આવા કણો સામે પૃથ્વીને રક્ષણ આપે છે. સૂર્યમાં થતા વિક્ષોભોને કારણે અસંખ્ય શક્તિશાળી કણો પૃથ્વી તરફ ફેંકાય છે. તેમાંના કેટલાક ધ્રુવો સુધી પહોંચે છે; જે ધ્રુવીય જ્યોતિ (aurora) પેદા કરે છે.

મંગળ (Mars) : 6,796 કિલોમીટર વ્યાસવાળો, સૂર્યથી સરેરાશ 22,79,00,000 કિલોમીટર અંતરે આવેલો, 5 કિલોમીટર/સેકન્ડનો વેગ ધરાવતો સૂર્યથી ચોથા ક્રમનો ગ્રહ. બધા ગ્રહોમાં મંગળે લોકોને ખૂબ સંમોહિત કર્યા છે. નારંગી-લાલ રંગનો આ ગ્રહ રાત્રે આકાશમાં સ્પષ્ટ રીતે દેખાય છે. તે લાલ ગ્રહ તરીકે ઓળખાય છે. રોમનોએ તેમના યુદ્ધના દેવના નામ ઉપરથી તેનું નામ Mars (મંગળ) રાખ્યું છે.

પૃથ્વી કરતાં તે ઘણો નાનો છે. તે પૃથ્વીને ઘણી રીતે મળતો આવે છે. ત્યાં ઋતુઓ બને છે. તેનો દિવસ 24 કલાકથી થોડોક મોટો છે. તેની આસપાસ આછું-પાતળું વાતાવરણ છે. ધ્રુવો આગળ હિમછત્રો (ice caps) છે.

મંગળને ફોબૉસ (Phobos-ભય) અને ડાઇમૉસ (Deimos-આતંક) નામના બે ઉપગ્રહો છે. આ ઉપગ્રહોની ઉત્પત્તિનું કારણ હજુ પણ જાણી શકાયું નથી. તેમનાં કદ અને બંધારણને આધારે કહી શકાય તેમ છે કે પહેલાં તે લઘુગ્રહો (asteroids) હોવા જોઈએ અને પાછળથી તે મંગળ વડે પ્રગ્રહણ (capture) પામ્યા હોવા જોઈએ.

1800 બાદ દૂરબીન વડે તેનો અભ્યાસ શરૂ થયો. 1877માં ઇટાલિયન ખગોળવિદ જોવાન્ની સ્ક્યાપારેલ્લી (Giovanni Schiaparelle)એ આ ગ્રહની સપાટી ઉપર કાંસ (ખાડીઓchannels) હોવાનો હેવાલ આપ્યો. એવું પણ જોવા મળે છે કે આ ગ્રહની વસંત ઋતુમાં અંધકાર-તરંગ(wave of darkening)નો સપાટો જોવા મળે છે. આ ઉપરથી એવું તારવવામાં આવે છે કે મંગળ ઉપર જીવસૃષ્ટિનું રહેઠાણ હોવાનો સંભવ છે. અમેરિકન ખગોળવિદ પર્સિવાલ લોવેલ આ સિદ્ધાંતના પ્રખર પુરસ્કર્તા છે.

સમય જતાં વધુ ને વધુ શક્તિશાળી અને સક્ષમ ઉપકરણો મંગળ ઉપર મોકલી વિવિધ માહિતીઓ મેળવી શકાઈ છે. તે ઉપરથી લાગે છે કે મંગળ ઉપર જીવ-સૃષ્ટિને પોષે તેવા ખાસ સંજોગો નથી. 1965માં અને પછીથી મંગળની નજીક રહીને ભ્રમણ કરે તેવાં અવકાશયાન મોકલવામાં આવ્યાં છે. જીવસૃષ્ટિને અનુમોદન આપે તેવી કોઈ માહિતી આ અવકાશયાન વડે પ્રાપ્ત થઈ શકી નથી. 1976માં વાઇકિંગ અવકાશયાને મંગળ ઉપર ઊતરીને ત્યાંની વેરાન અને નિર્જળ દૃશ્યભૂમિ(landscape)ની તસવીરો મોકલી છે. માટીના નમૂનાઓનો અભ્યાસ કરીને સજીવોના અવશેષો જાણવા પ્રયત્ન કરવામાં આવ્યા છે, પણ તે નિરર્થક પુરવાર થયા છે. કાર્બનિક (organic) દ્રવ્યની કોઈ નિશાનીઓ (traces) મળી નથી.

મંગળ પૃથ્વીની નજીક હોય ત્યારે તેની પ્રકાશિતતા (દ્યુતિ)-2.5 માત્રા ધરાવે છે. સૂર્યની આસપાસની તેની લંબવૃત્તીય (elliptical) કક્ષાની ઉત્કેન્દ્રતા(eccentricity)થી મંગળ ઘણો દૂર હોય છે. મંગળ ઉપરની ઋતુઓ નાનીમોટી હોય છે અને ગ્રહના ભ્રમણાક્ષના નમનને કારણે તેમ થાય છે. મંગળના બે ગોળાર્ધમાં તાપમાનના ફેરફારો માટે પણ તે જવાબદાર છે. આ રીતે દક્ષિણનો ઉનાળો ઉત્તરના ઉનાળા કરતાં ટૂંકો હોય છે; તેને કારણે ધ્રુવીય હિમછત્રોમાં વરતાતો તફાવત સમજાવી શકાય છે. દક્ષિણનું હિમછત્ર મધ્ય ઉનાળે લગભગ અદૃશ્ય થાય છે, જ્યારે ઉત્તરનું હિમછત્ર મધ્ય ઉનાળે મોટું જોવા મળે છે.

મધ્ય ઉનાળે બપોરે મંગળ ઉપરનું તાપમાન −17^o સે. અને શિયાળે ધ્રુવ આગળ તાપમાન −143^o સે. સુધી નીચે જાય છે. દિવસ દરમિયાન પણ તાપમાનમાં મોટા ફેરફારો થયા કરે છે; કારણ કે તેનું વાતાવરણ એટલું બધું આછું છે કે તે દિવસ દરમિયાન ઉષ્માનો ખાસ સંગ્રહ કરી શકતું નથી. ધ્રુવીય હિમછત્ર થીજેલા કાર્બન-ડાયૉક્સાઇડ (જેને શુષ્ક બરફ કહે છે) અને થીજેલા પાણીના મિશ્રણનું બનેલું છે. વાતાવરણમાં નજરે પડતાં વાદળો જળ-બરફ(water-ice)નાં હોય છે.

પૃથ્વી ઉપરથી જોતાં મંગળ ઉપરનાં ઘેરાં ચિહનો (dark markings) ગ્રહની સાથે ભ્રમણ કરતાં દેખાય છે. મંગળના વિષુવવૃત્ત પાસે આવો સિરટિસ મેજર (Syrtis Major) વિસ્તાર પ્રમુખ છે. આવાં ચિહનોનાં કદ અને આકાર એકસરખાં રહેતાં નથી. અવકાશયાન દ્વારા નજીકથી કરેલાં અવલોકનો વડે ઘેરાં ચિહનો અને સ્થળાકૃતિક (topographical) લક્ષણો વચ્ચે સંબંધ જોડવા પ્રયત્નો કરવામાં આવ્યા છે, પણ એમાં ખાસ સફળતા મળી નથી. પવનો સાથે રેતી ઘસડાઈ જતાં સપાટી ઉપર થતા ફેરફારોને લીધે ચિહનો જેવાં છે તેવાં દેખાય છે. મારિયા તરીકે ઓળખાતા ઘેરા વિસ્તારો મોટા પાયે રેતીના પરિવહનથી અસ્તિત્વમાં આવ્યા હોવા જોઈએ. કાટ જેવા રંગની સપાટીનાં લક્ષણો ધીમે ધીમે સ્પષ્ટ થતાં જાય છે. દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં વિસ્તૃત ખાડાવાળા વિસ્તારો છે. તેથી ઊલટું, ઉત્તર ગોળાર્ધમાં છીછરા ખાડાવાળાં મેદાનો છે. ખાડાવાળા દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં મોટાં બે બેસિન છે. એકનું નામ હેલાસ છે. તેનો વ્યાસ 1,600 કિમી. છે અને બીજાનું નામ આર્ગીરે છે. તેનો વ્યાસ હેલાસના વ્યાસ કરતાં અર્ધો છે. બંને રેતીના રણ જેવાં વર્તુળાકાર ક્ષેત્રો છે. વળી ઉલ્કાઓના આપાતે સર્જાયેલા થોડાક ખાડાઓ પણ છે.

થારસિસ(Tharsis)ના નામે ઓળખાતા જ્વાળામુખીય વિશાળ પટ્ટા ઉત્તર ગોળાર્ધનું ખાસ લક્ષણ છે.

મંગળ ઉપર સુકાઈ ગયેલા પાણીની વાહિકા (channel) દેખાય છે. આવી વાહિકાઓની દિશા અને તેમના આકાર ઉપરથી એમ લાગે છે કે લાખો વર્ષ પહેલાં પાણીના વહનથી તે બની હશે. મંગળ ઉપર એક વખતે વહેતું થયેલું પાણી, જ્વાળામુખી ફાટતાં તેના અંતરિયાળ ભાગમાંથી છૂટું પડ્યું હોવું જોઈએ. અત્યારે તો મંગળ ઉપર મુક્ત પાણી નથી; પણ જમીન સાથે બરફની સ્થિતિમાં જકડાયેલ પડમાં જળની સંભાવના છે. ઉત્તર ધ્રુવનું હિમછત્ર જળ-બરફ વડે બનેલું છે. તે છત્ર સર્પિલ (spiral) આકારનું છે. પવનોને લીધે તેવો આકાર થયો હશે તેવું મનાય છે. ઉનાળામાં છત્ર ઓગળે છે; સ્તરીય શૈલપ્રદેશ (terrain) ખુલ્લો થાય છે અને તેના ઉપર બરફ અને રેતીના ક્રમિક પડવાળો શૈલપ્રદેશ ખુલ્લો થાય છે. સાલ-પ્રતિસાલ તેનો કેવી રીતે ઘસારો થાય છે તે પણ જાણી શકાય છે.

વાઇકિંગ યાને જુદી જુદી જગ્યાએ ઊતરીને ઘણી તસવીરો લીધી છે. તે પરથી જાણી શકાયું છે કે બધે માટી એકસરખી છે. તે પોચી અને લાલ-નારંગી રંગની છે. જુદા જુદા આકાર અને કદના ખડકો ક્ષિતિજ ઉપર દેખાય છે. ખડકો છિદ્રાળુ દેખાય છે. પવનના ઘસારાને લીધે તેમ થયું હશે. માટીમાં મુખ્યત્વે સિલિકન અને લોખંડ છે. આ ઉપરાંત મૅગ્નેશિયમ, ઍલ્યુમિનિયમ, સિરિયમ, ટિટાનિયમના અંશો પણ એમાં જોવા મળ્યા છે. પૃથ્વીના પોપડામાં છે તેના કરતાં વધુ પ્રમાણમાં સલ્ફર (ગંધક) અને ઓછા પ્રમાણમાં પોટૅશિયમ, મંગળ ઉપર છે. મંગળનો લાલ રંગ લોખંડના ઑક્સાઇડને લીધે છે. પૃથ્વી ઉપર જ્યાં લોખંડ વિશેષ છે તેવા વિસ્તારની માટી, મંગળની માટીને મળતી આવે છે. જ્વાળામુખીય બાસાલ્ટ ખડક તૂટતાં તેવી માટી બની હોવાનું અનુમાન છે.

પ્રહલાદ છ. પટેલ