Earth mass
ارتھ ماس (جسے یا کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے، جہاں زمین کے لیے معیاری فلکیاتی علامت ہے)، سیارے زمین کی کمیت کے برابر کمیت کی اکائی ہے۔ زمین کی کمیت کا موجودہ بہترین تخمینہ 10−4 کی نسبتا غیر یقینی صورتحال کے ساتھ ہے۔ یہ کی اوسط کثافت کے برابر ہے۔ قریب ترین میٹرک سابقہ کا استعمال کرتے ہوئے، ارتھ ماس تقریبا چھ رونگرام، یا 6.0 Rg ہے۔ ارتھ ماس فلکیات میں کمیت کی ایک معیاری اکائی ہے جو دوسرے سیاروں کی کمیت کی نشاندہی کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے، بشمول چٹانی زمینی سیارے اور بیرونی سیارے۔ ایک شمسی کمیت زمین کے کمیت کے قریب ہے۔ زمین کی کمیت چاند کی کمیت کو خارج کرتی ہے۔ چاند کی کمیت زمین کی کمیت کا تقریبا 1.2 فیصد ہے، اس لیے زمین + چاند نظام کی کمیت زمین کے قریب ہے۔ زیادہ تر کمیت میں لوہا اور آکسیجن (تقریبا 32 فیصد ہر ایک)، میگنیشیم اور سلکان (تقریبا 15 فیصد ہر ایک)، کیلشیم، ایلومینیم اور نکل (تقریبا 1.5 فیصد ہر ایک) شامل ہیں۔ زمین کی کمیت کی درست پیمائش مشکل ہے، کیونکہ یہ کشش ثقل کے مستقل کی پیمائش کے برابر ہے، جو کہ کشش ثقل کی قوت کی نسبتا کمزوری کی وجہ سے کم سے کم درستگی کے ساتھ جانا جانے والا بنیادی جسمانی مستقل ہے۔ زمین کی کمیت کو پہلی بار 1770 کی دہائی میں شی ہیلیون تجربے میں کسی بھی درستگی (صحیح قدر کے تقریبا 20 فیصد کے اندر) کے ساتھ ماپا گیا تھا، اور 1798 کے کیوینڈش تجربے میں جدید قدر کے 1 فیصد کے اندر۔ فلکیات میں کمیت کی اکائی زمین کی کمیت کا تخمینہ اس طرح لگایا گیا ہے:، جسے شمسی کمیت کے لحاظ سے اس طرح ظاہر کیا جا سکتا ہے: زمین کی کمیت اور قمری کمیت کا تناسب بڑی درستگی کے ساتھ ماپا گیا ہے۔ موجودہ بہترین تخمینہ یہ ہے کہ: کے پروڈکٹ اور عالمگیر کشش ثقل مستقل (G) کو جیو سینٹرک کشش ثقل مستقل (G) کے نام سے جانا جاتا ہے اور برابر ہے۔ اس کا تعین زمین کے گرد چکر لگانے والے مصنوعی سیاروں، جیسے کہ ایل اے جی ای او ایس-1 کے لیزر رینج ڈیٹا کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے۔ مختلف بلندیوں پر چاند کی حرکت یا لاکٹ کی مدت کا مشاہدہ کرکے بھی حساب لگایا جا سکتا ہے، حالانکہ یہ طریقے مصنوعی مصنوعی سیاروں کے مشاہدات سے کم درست ہیں۔ کی نسبتا غیر یقینی صورتحال منصفانہ ہے، یعنی۔ اپنے لیے نسبتا غیر یقینی صورتحال سے کئی گنا چھوٹا ہے۔ یہ صرف تقسیم کرکے معلوم کیا جا سکتا ہے، اور صرف (2014 این آئی ایس ٹی تجویز کردہ قیمت) کی نسبتا غیر یقینی صورتحال سے جانا جاتا ہے، لہذا بہترین طور پر وہی غیر یقینی صورتحال ہوگی۔ اس وجہ سے اور دیگر، ماہرین فلکیات سیاروں کی اشیاء کا حوالہ دیتے اور موازنہ کرتے وقت کلوگرام میں کمیت کے بجائے استعمال کرنے کو ترجیح دیتے ہیں، یا کمیت کا تناسب (کمیت کا اظہار ارتھ ماس یا سولر ماس کی اکائیوں میں کیا جاتا ہے)۔ ساخت زمین کی کثافت کافی حد تک مختلف ہوتی ہے، اوپری پرت سے کم سے لے کر اندرونی کور تک۔ زمین کا مرکز زمین کے حجم کا 15 فیصد لیکن کمیت کا 30 فیصد سے زیادہ ہے، مینٹل حجم کا 84 فیصد اور کمیت کا 70 فیصد کے قریب ہے، جبکہ کرسٹ کمیت کا 1 فیصد سے بھی کم ہے۔ زمین کی کمیت کا تقریبا 90 فیصد حصہ بنیادی (30 فیصد) میں آئرن نکل مرکب (95 فیصد آئرن)، اور مینٹل اور کرسٹ میں سلکان ڈائی آکسائیڈز (33 فیصد) اور میگنیشیم آکسائیڈ (27 فیصد) پر مشتمل ہے۔ معمولی شراکت آئرن (II) آکسائڈ (5 ٪)، ایلومینیم آکسائڈ (3 ٪) اور کیلشیم آکسائڈ (2 ٪) سے ہوتی ہے، اس کے علاوہ متعدد ٹریس عناصر (ابتدائی لحاظ سے: آئرن اور آکسیجن سی۔ 32 ٪، میگنیشیم اور سلکان سی۔ 15 ٪، کیلشیم، ایلومینیم اور نکل سی۔ 1.5 ٪)۔ کاربن 0.03% کے لیے، پانی 0.02% کے لیے، اور ماحول تقریبا ایک حصہ فی ملین کے لیے ہے۔ پیمائش کی تاریخ زمین کی کمیت کو بالواسطہ طور پر دیگر مقداروں جیسے زمین کی کثافت، کشش ثقل، یا کشش ثقل کے مستقل کا تعین کرکے ماپا جاتا ہے۔ 1770 کی دہائی کے شی ہیلیون تجربے میں پہلی پیمائش کے نتیجے میں قیمت تقریبا 20 فیصد بہت کم ہو گئی۔ 1798 کے کیوینڈش تجربے میں 1 فیصد کے اندر صحیح قیمت پائی گئی۔ 1890 کی دہائی تک غیر یقینی صورتحال کم ہو کر تقریبا 0.2 فیصد رہ گئی، 1930 تک 0.1 فیصد رہ گئی۔ زمین کا اعداد و شمار 1960 کی دہائی (ڈبلیو جی ایس 66) سے چار اہم ہندسوں سے بہتر طور پر جانا جاتا ہے، تاکہ اس وقت سے، زمین کی کمیت کی غیر یقینی کا تعین بنیادی طور پر کشش ثقل کے مستقل کی پیمائش میں غیر یقینی صورتحال سے ہوتا ہے۔ متعلقہ غیر یقینی صورتحال کا حوالہ 1970 کی دہائی میں 0.06% پر اور 2000 کی دہائی تک 0.01% (10−4) پر دیا گیا تھا۔ 10−4 کی موجودہ رشتہ دار غیر یقینی صورتحال مطلق لحاظ سے، ایک چھوٹے سیارے کی کمیت کی ترتیب (سیریس کی کمیت کا 70 ٪) کے برابر ہے۔ ابتدائی تخمینے کشش ثقل کے مستقل کی براہ راست پیمائش سے پہلے، زمین کے بڑے پیمانے کے تخمینے کرسٹ کے مشاہدے اور زمین کے حجم کے تخمینوں سے زمین کی اوسط کثافت کا اندازہ لگانے تک محدود تھے۔ 17 ویں صدی میں زمین کے حجم کے تخمینے عرض البلد کی ڈگری کے دائرے کے تخمینے پر مبنی تھے، جو کہ 5,500 کلومیٹر (زمین کے اصل رداس کا 86 فیصد تقریبا 6,371 کلومیٹر) کے رداس کے مطابق تھا، جس کے نتیجے میں تخمینہ شدہ حجم درست قیمت سے تقریبا ایک تہائی چھوٹا تھا۔ زمین کی اوسط کثافت درست طریقے سے معلوم نہیں تھی۔ زمین کو زیادہ تر پانی (نیپٹونزم) یا زیادہ تر آتش فشاں چٹان (پلوٹونزم) پر مشتمل سمجھا جاتا تھا، دونوں ہی اوسط کثافت کو بہت کم بتاتے ہیں، جو کی ترتیب کی کل کمیت کے مطابق ہے۔ آئزک نیوٹن نے اندازہ لگایا، قابل اعتماد پیمائش تک رسائی کے بغیر، کہ زمین کی کثافت پانی کی کثافت سے پانچ یا چھ گنا زیادہ ہوگی، جو حیرت انگیز طور پر درست ہے (جدید قیمت 5.515 ہے)۔ نیوٹن نے زمین کے حجم کو تقریبا 30 فیصد کم اندازہ لگایا، تاکہ اس کا تخمینہ تقریبا اس کے برابر ہو۔ 18 ویں صدی میں، نیوٹن کے عالمگیر کشش ثقل کے قانون کے علم نے کشش ثقل کے مستقل (جسے جدید اصطلاحات میں جانا جاتا ہے) کے تخمینوں کے ذریعے زمین کی اوسط کثافت پر بالواسطہ تخمینوں کی اجازت دی۔ زمین کی اوسط کثافت کے بارے میں ابتدائی تخمینے کسی پہاڑ کے قریب پنڈلم کے ہلکے انحراف کا مشاہدہ کرکے کیے گئے تھے، جیسا کہ شی ہیلیون تجربے میں کیا گیا تھا۔ نیوٹن نے پرنسیپیا میں اس تجربے پر غور کیا، لیکن مایوس کن طور پر یہ نتیجہ اخذ کیا کہ اثر بہت کم ہوگا جس کی پیمائش نہیں کی جا سکتی۔ 1737 سے 1740 تک پیری بوگر اور چارلس میری ڈی لا کونڈامین کی ایک مہم نے بلندی کی تقریب کے طور پر پنڈلم کی مدت (اور اس وجہ سے کشش ثقل کی طاقت) کی پیمائش کرکے زمین کی کثافت کا تعین کرنے کی کوشش کی۔ یہ تجربات ایکواڈور اور پیرو میں پچینچا آتش فشاں اور چمبورازو پہاڑ پر کیے گئے تھے۔ بوگر نے 1749 کے ایک مقالے میں لکھا کہ وہ 8 سیکنڈ کے آرک کے انحراف کا پتہ لگانے میں کامیاب رہے ہیں، زمین کی اوسط کثافت کے بارے میں ایک قطعی تخمینہ کے لیے درستگی کافی نہیں تھی، لیکن بوگر نے کہا کہ یہ کم از کم یہ ثابت کرنے کے لیے کافی تھا کہ زمین کھوکھلی نہیں تھی۔ شی ہیلیون تجربہ کہ اس تجربے پر مزید کوشش کی جانی چاہیے، رائل سوسائٹی کو 1772 میں نیویل ماسکلین، ماہر فلکیات رائل نے تجویز کیا تھا۔ انہوں نے تجویز کیا کہ یہ تجربہ "اس قوم کا احترام کرے گا جہاں اسے بنایا گیا تھا" اور یارکشائر میں ورن سائیڈ، یا کمبرلینڈ میں بلینکاتھرا-سکڈاو ماسف کو مناسب اہداف کے طور پر تجویز کیا۔ رائل سوسائٹی نے اس معاملے پر غور کرنے کے لیے کمیٹی آف ایٹریکشن تشکیل دی، جس میں ماسکلین، جوزف بینکس اور بینجمن فرینکلن کو اپنے اراکین میں شامل کیا گیا۔ کمیٹی نے ماہر فلکیات اور سروےر چارلس میسن کو ایک مناسب پہاڑ تلاش کرنے کے لیے بھیجا۔ 1773 کے موسم گرما میں ایک طویل تلاش کے بعد، میسن نے اطلاع دی کہ بہترین امیدوار شی ہیلیون تھا، جو وسطی سکاٹش پہاڑی علاقوں میں ایک چوٹی ہے۔ پہاڑ کسی بھی قریبی پہاڑیوں سے الگ تھلگ کھڑا تھا، جس سے ان کی کشش ثقل کا اثر کم ہو جائے گا، اور اس کی متوازی مشرق-مغرب کی چوٹی حساب کو آسان بنا دے گی۔ اس کی کھڑی شمالی اور جنوبی ڈھلوانیں اس تجربے کو اس کے بڑے پیمانے کے مرکز کے قریب رکھنے کی اجازت دیتی ہیں، جس سے انحراف کا اثر زیادہ سے زیادہ ہوتا ہے۔ نیویل ماسکلین، چارلس ہٹن اور روبن برو نے یہ تجربہ انجام دیا، جو 1776 تک مکمل ہوا۔ ہٹن (1778) نے اطلاع دی کہ زمین کی اوسط کثافت کا تخمینہ شی ہیلیون پہاڑ پر لگایا گیا تھا۔ یہ پانی کے مقابلے میں تقریبا 4 زیادہ (یعنی تقریبا) اوسط کثافت سے مطابقت رکھتا ہے، جو جدید قدر سے تقریبا 20 فیصد کم ہے، لیکن پھر بھی عام چٹان کی اوسط کثافت سے نمایاں طور پر بڑا ہے، جس سے پہلی بار یہ پتہ چلتا ہے کہ زمین کا اندرونی حصہ کافی حد تک دھات پر مشتمل ہو سکتا ہے۔ ہٹن نے اندازہ لگایا کہ یہ دھاتی حصہ زمین کے قطر (جدید قیمت 55 ٪) کے کچھ (یا 65 ٪) پر قابض ہے۔ زمین کی اوسط کثافت کی قدر کے ساتھ، ہٹن جیروم لالانڈے کی سیاروں کی میزوں پر کچھ اقدار مقرر کرنے میں کامیاب رہا، جو پہلے صرف نظام شمسی کی بڑی اشیاء کی کثافت کو نسبتا لحاظ سے ظاہر کرنے کے قابل تھے۔ کیوینڈش تجربہ ہنری کیوینڈش (1798) تجربہ گاہ میں براہ راست دو اجسام کے درمیان کشش ثقل کی پیمائش کرنے کی کوشش کرنے والا پہلا شخص تھا۔ اس کے بعد زمین کی کمیت کو دو مساوات کو ملا کر پایا جا سکتا ہے ؛ نیوٹن کا دوسرا قانون، اور نیوٹن کا عالمگیر کشش ثقل کا قانون۔ جدید اشارے میں، زمین کی کمیت کشش ثقل کے مستقل اور اوسط زمین کے رداس سے ماخوذ ہے جہاں زمین کی کشش ثقل، "چھوٹا g" ہے۔ کیوینڈش کی اوسط کثافت، جدید قدر سے تقریبا 1 فیصد کم پائی گئی۔ اگرچہ 19 ویں صدی میں زمین کی کمیت کا مطلب زمین کے رداس اور کثافت کو بیان کرنا ہے، لیکن 19 ویں صدی کے آخر میں 10 کی طاقتوں کا استعمال کرتے ہوئے سائنسی اشارے کے تعارف سے پہلے مطلق کمیت کو واضح طور پر بیان کرنا معمول نہیں تھا، کیونکہ مطلق اعداد بہت عجیب ہوتے۔ رچی (1850) زمین کے ماحول کی کمیت کو "11,456,688، 186,392,473، 000 پونڈ" کے طور پر دیتا ہے۔ (=، جدید قدر ہے) اور بیان کرتا ہے کہ "گلوب کے وزن کے مقابلے میں یہ طاقتور رقم اہمیت سے کم ہو جاتی ہے"۔ زمین کی کمیت کے لیے مطلق اعداد و شمار کا حوالہ صرف 19 ویں صدی کے دوسرے نصف میں دیا گیا ہے، زیادہ تر ماہر ادب کے بجائے مقبول میں۔ اس طرح کا ایک ابتدائی اعداد و شمار ماسیوس (1859) میں "14 سیپٹیلین پاؤنڈ" (14 کواڈریلین پونڈ) [] کے طور پر دیا گیا تھا۔ بیکٹ (1871) نے "زمین کا وزن" کو "5842 کوئنٹ ملین ٹن" [] قرار دیا ہے۔ "کشش ثقل کی پیمائش میں زمین کی کمیت" کو انسائیکلوپیڈیا برٹانیکا کے نئے جلدوں میں "9.81996 × 63709802" کے طور پر بیان کیا گیا ہے۔ 25، 1902) "زمین کی کمیت کے لوگارتھم" کے ساتھ "14.600522" [] کے طور پر دیا گیا ہے۔ یہ کشش ثقل کا پیمانہ m3·s−2 (جدید قدر) میں ہے نہ کہ مطلق کمیت میں۔ 19 ویں صدی کے پہلے نصف میں پنڈلم سے متعلق تجربات جاری رہے۔ صدی کے دوسرے نصف تک، یہ کیوینڈش تجربے کی تکرار سے بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کر رہے تھے، اور (اور اس وجہ سے، ارتھ ماس کی) جدید قدر اب بھی کیوینڈش تجربے کی اعلی صحت سے متعلق تکرار سے حاصل ہوتی ہے۔ 1821 میں، فرانسیسکو کارلینی نے میلان کے علاقے میں پنڈلم کے ساتھ کی گئی پیمائش کے ذریعے ρ = کی کثافت کی قیمت کا تعین کیا۔ اس قدر کو 1827 میں ایڈورڈ سبائن نے اور پھر 1841 میں کارلو اگنازیو جیولیو نے بہتر کیا۔ دوسری طرف، جارج بڈیل ایری نے کان کی سطح اور نچلے حصے کے درمیان لاکٹ کی مدت میں فرق کی پیمائش کرکے ρ کا تعین کرنے کی کوشش کی۔ پہلی آزمائش اور تجربات 1826 اور 1828 کے درمیان کارن وال میں ہوئے۔ یہ تجربہ آگ اور سیلاب کی وجہ سے ناکام رہا۔ آخر کار، 1854 میں، ایرے کو ہارٹن، سنڈر لینڈ میں کوئلے کی کان میں پیمائش کے لحاظ سے قیمت ملی۔ ایری کے طریقہ کار نے فرض کیا کہ زمین کی ایک کروی سطح بندی ہے۔ بعد میں، 1883 میں، رابرٹ وان سٹرنک (1839 سے 1910) کے ذریعہ سیکسنی اور بوہیمیا کی کانوں میں مختلف گہرائیوں پر کیے گئے تجربات نے اوسط کثافت کی اقدار ρ 5 اور 5 کے درمیان فراہم کیں۔ اس کی وجہ سے آئسوسٹسی کا تصور سامنے آیا، جو ρ کی درست پیمائش کرنے کی صلاحیت کو محدود کرتا ہے، یا تو پلمب لائن کے عمودی سے انحراف یا پنڈلم کا استعمال کرتے ہوئے۔ اس طرح سے زمین کی اوسط کثافت کے درست تخمینے کے بہت کم امکانات کے باوجود، تھامس کرون مینڈن ہال نے 1880 میں ٹوکیو اور ماؤنٹ فوجی کی چوٹی پر کشش ثقل کے تجربے کا احساس کیا۔ نتیجہ ρ = تھا۔ جدید قدر زمین کی کمیت کے لیے جدید قدر میں غیر یقینی صورتحال مکمل طور پر کم از کم 1960 کی دہائی سے کشش ثقل کے مستقل G میں غیر یقینی صورتحال کی وجہ سے رہی ہے۔ جی کی پیمائش کرنا بدنام مشکل ہے، اور 1980 سے 2010 کی دہائی کے دوران کچھ اعلی صحت سے متعلق پیمائشوں نے باہمی طور پر خصوصی نتائج حاصل کیے ہیں۔ ساگیٹوف (1969) ہیل اور چرزانووسکی (1942) کے ذریعہ جی کی پیمائش پر مبنی (رشتہ دار غیر یقینی صورتحال) کی قدر کا حوالہ دیا۔ اس کے بعد سے درستگی میں قدرے بہتری آئی ہے۔ زیادہ تر جدید پیمائش کیوینڈش تجربے کی تکرار ہیں، جس کے نتائج (معیاری غیر یقینی صورتحال کے اندر) 1980 کی دہائی سے رپورٹ کیے گئے نتائج میں 6.672 اور 6.676 × 10−11 m3/کلوگرام/سیکنڈ 2 (رشتہ دار غیر یقینی صورتحال 3 × 10−4) کے درمیان ہیں، حالانکہ 2014 NIST کی تجویز کردہ قیمت 6.674 × 10−11 m3/کلوگرام/سیکنڈ 2 کے قریب ہے جس میں رشتہ دار غیر یقینی صورتحال 10−4 سے کم ہے۔ ایسٹرونومیکل المناک آن لائن 2016 کے مطابق زمین کی کمیت کے لیے ایک معیاری غیر یقینی صورتحال کی سفارش کرتا ہے، متغیر زمین کی کمیت متغیر ہے، جو بالترتیب مائکرو میٹیورائٹس اور کائناتی دھول اور ہائیڈروجن اور ہیلیم گیس کے نقصان سمیت گرنے والے مادے کے اضافے کی وجہ سے فائدہ اور نقصان دونوں کے تابع ہے۔ مشترکہ اثر مواد کا خالص نقصان ہے، جس کا تخمینہ ہر سال لگایا جاتا ہے۔ یہ رقم زمین کی کل کمیت کی ہے۔ سالانہ خالص نقصان بنیادی طور پر ماحولیاتی فرار کی وجہ سے 100,000 ٹن ضائع ہونے کی وجہ سے ہوتا ہے، اور گرتی ہوئی دھول اور الکاؤں سے اوسطا 45,000 ٹن حاصل ہوتا ہے۔ یہ 0.01% () کی بڑے پیمانے پر غیر یقینی صورتحال کے اندر ہے، لہذا زمین کی کمیت کی تخمینہ قیمت اس عنصر سے متاثر نہیں ہوتی ہے۔ گیسوں کے ماحولیاتی اخراج کی وجہ سے بڑے پیمانے پر نقصان ہوتا ہے۔ تقریبا 95,000 ٹن ہائیڈروجن سالانہ اور 1,600 ٹن ہیلیم سالانہ ماحولیاتی اخراج کے ذریعے ضائع ہو جاتے ہیں۔ بڑے پیمانے پر فائدہ اٹھانے کا بنیادی عنصر گرتا ہوا مواد، کائناتی دھول، سیارچے وغیرہ ہیں۔ زمین کے بڑے پیمانے پر اضافے میں سب سے اہم شراکت دار ہیں۔ مواد کا مجموعہ سالانہ ہونے کا تخمینہ لگایا گیا ہے، حالانکہ یہ نمایاں طور پر مختلف ہو سکتا ہے۔ ایک انتہائی مثال لینے کے لیے، چیکسولب امپیکٹر، جس کے وسط نقطہ بڑے پیمانے کے تخمینے کے ساتھ، ایک ہی واقعہ میں زمین کے بڑے پیمانے پر سالانہ ڈسٹ فال کی مقدار میں 900 ملین گنا اضافہ ہوا۔ کمیت میں اضافی تبدیلیاں کمیت توانائی کے مساوات کے اصول کی وجہ سے ہوتی ہیں، حالانکہ یہ تبدیلیاں نسبتا نہ ہونے کے برابر ہیں۔ جوہری فشن اور قدرتی تابکار انحطاط کے امتزاج کی وجہ سے بڑے پیمانے پر نقصان کا تخمینہ ہر سال 16 ٹن ہے۔ 20 ویں صدی کے وسط سے فرار کے راستوں پر خلائی جہاز کی وجہ سے اضافی نقصان کا تخمینہ لگایا گیا ہے۔ خلائی دور کے ابتدائی 53 سالوں میں زمین کا وزن تقریبا 3473 ٹن کم ہوا، لیکن فی الحال یہ رجحان کم ہو رہا ہے۔ یہ بھی دیکھیں کہ زمین کی پرت میں عناصر کی کثرت کیوینڈیش تجربہ زمین کے رداس کشش ثقل مستقل آرڈرز آف میگنیٹیوڈ (ماس) سیاروں کے بڑے پیمانے پر شی ہیلیون تجربہ شمسی بڑے پیمانے پر زمین کی اندرونی ساخت حوالہ جات اکائیاں بڑے پیمانے پر سیاروں کی سائنس سیاروں کی ارضیات فلکیات میں پیمائش کی اکائیاں بڑے پیمانے پر