地球 -太陽系中的行星

地球

地球(英語:Earth)是太陽系八大行星之一(2006年冥王星被劃為矮行星,因為其運動軌跡與其它八大行星不同),按離太陽由近及遠的次序排為第三顆。它有一個天然衛星——月球,二者組成一個天體系統——地月系統。地球作為一個行星,遠在46億年以前起源于原始太陽星雲。地球會與外層空間的其他天體相互作用,包括太陽和月球。

地球是上百萬生物的家園,包括人類,地球是目前宇宙中已知存在生命的唯一天體。地球赤道半徑6378.137千米,極半徑6356.752千米,平均半徑約6371千米,赤道周長大約為40076千米,地球上71%為海洋,29%為陸地,所以太空上看地球呈藍色。

地球是目前發現的星球中人類生存的唯一星球。

  • 中文名
    地球
  • 外文名
    Earth
  • 別稱
    蓋亞(Gaia)
  • 分類
    行星
  • 質量
    5.965×10^24kg
  • 平均密度
    5,515.3 kg/m³
  • 直徑
    12742.02km
  • 表面溫度
    -89.2 ℃——57.7 ℃(平均14 ℃)
  • 逃逸速度
    11.2Km/s(第一宇宙速度)
  • 反照率
    0.367
  • 自轉周期
    23.934 h
  • 赤經
    未定義
  • 赤緯
    +90°
  • 半長軸
    149,597,887.5 km
  • 離心率
    0.016 710 219
  • 公轉周期
    365日6時9分10秒
  • 軌道傾角
    0 (7.25°至太陽赤道)
  • 升交點經度
    348.739 36°
  • 天然衛星
    月球
  • 體積
    1.0832073×10^12km³
  • 宇宙速度
    11.186km/s(39600km/h)

球體介紹

地球是太陽系從內到外的第三顆行星,也是太陽系中直徑、質量和密度最大的類地行星,是人類唯一的家園。住在地球上的人類又常稱呼地球為世界。

地球亦作“地毬”。太陽系中接近太陽的第三顆行星,形狀兩極稍扁,赤道略鼓,是個三軸橢球體。周圍有大氣層包圍著,表面是陸地和海洋,有人類,動植物和微生物。

地球的礦物和生物等資源維持了全球的人口生存。地球上的人類分成了大約200個獨立的主權國家和地區,它們通過外交、旅遊、貿易和戰爭相互聯系。人類文明曾有過很多對于這顆行星的觀點,包括神創造人類、天圓地方、地球是宇宙中心等。

西方人常稱地球為蓋亞,這個詞有【大地之母】的意思。

地球地球

地球是上百萬種生物的家園。包括人類。地球是目前人類所知宇宙中唯一存在生命的天體。地球誕生于45.4億年前,而生命誕生于地球誕生以後,自此地球的生物圈改變了大氣層和其他環境,使得需要氧氣的生物得以誕生,也使得大氣形成。大氣層與地球的磁場一起阻擋了來自宇宙的有害射線,保護了陸地上的生物。地球的物理特徵,和它的地質歷史和軌道,使得地球上的生命能周期性地持續。地球預計將在15億年內繼續擁有生命,直到太陽不斷增加的亮度滅絕地球上的生物圈。

地球會與外層空間的其他天體相互作用,包括太陽和月球。當前,地球繞太陽公轉一周所需的時間是自轉的366.26倍,這段時間被叫做一恆星年,等于365.26太陽日。地球的地軸傾斜23.4°(與軌道平面的垂線傾斜23.4°),從而在星球表面產生了周期為1恆星年的季節變化。月球是唯一的天然衛星,誕生于45.3億年前的月球,造成了地球上的潮汐現象,穩定了地軸的傾角,並且減慢了地球的自轉。

大約38到41億年前,後期重轟炸期的小行星撞擊極大地改變了表面環境。  

地球的表面被分成幾個堅硬的部分,或者叫板塊,它們以地質年代為周期在地球表面移動。地球表面大約71%是海洋,剩下的部分被分成洲和島嶼。液態水是所有已知的生命所必須的,但並不在所有其他星球表面存在。地球的內部仍然非常活躍,有一層很厚的地幔,一個液態外核和一個固態鐵的核心

地球的礦物和生物等資源維持了全球的人口。地球上的人類分成了大約200個獨立的主權國家,它們通過外交、旅遊、貿易和戰爭相互聯系。人類文明曾有過很多對于這顆行星的觀點,包括神創造人類、天圓地方、地球是宇宙中心等。

歷史記載

三國 徐整《三五歷記》:“未有天地之時,混沌狀如雞子,盤古生其中一萬八千歲,天地開闢,陽清為天,陰濁為地。 ”

清 薛福成《出使四國日記·光緒十六年十一月二十五日》:“談地球各國之幅員者,向以俄國第一,英國第二,中國第三,美國第四,巴西第五。”

馮雪峰《寓言·鳥和山林的大火》:“地面也畢畢卜卜地響著,好像地球也在破裂。”

地球起源

傳統地球起源理論

傳統地球起源理論認為地球起源于太陽系內。依據物質來源方式,劃分為三個學派。

(1)分出說

也叫災變說。在這一學派中,有的認為是另外一顆恆星碰到太陽,碰出了物質,這些碰出的物質形成了行星及地球。

有的人認為:太陽曾經出現過巨大規模的變動,例如太陽的自轉快度變快,由一個恆星分裂為兩個恆星,後來因為某種原因,其中一個離開了,離開時所留下的物質形成行星及地球。

有的人認為:太陽原來是一對雙星,其中一顆子星被另外靠近的一顆大星拉走了或俘獲了。在子星被拉走或俘獲時所留下來的物質形成了太陽系現在的行星及地球。

也有的人認為:太陽的伴星爆發成超新星,留下的物質形成了行星。另外還有的觀點認為是太陽自身拋射出來的物質形成了行星及地球。

(2)捕獲說

這一學派的共同看法認為是太陽先形成的。太陽形成後捕獲了周圍的或宇宙空間裏的其它星際物質,而由這些物質形成了行星及地球。

(3)共同形成說

形形色色的各類星雲說都是屬于這一學派。這一學派認為:太陽系是由一個星雲形成的。盡管各學者對太陽系內的星球形成和自轉及公轉有各自的見解,但他們都共同認為太陽系是由一個原始星雲逐漸演化而形成的,或者說形成行星和地球的物質來源于太陽或與太陽有關系的其它星球。

現代起源理論

現代地球起源理論認為,地球是在太陽系外形成的。地核捕獲高溫熔融物質和其他物質形成巨厚熔融層。熔融層溫度降低凝固形成地球最原始外殼。地核與熔融層間形成內過渡層,與外殼間形成外過渡層,熔融層形成液態層。

熔融層溫度降低凝固形成地球最原始外殼時產生水和氣體,加上捕獲的水與氣,形成地球的水圈和大氣圈。

在距今5億年以前,太陽捕獲地球,地球產生自轉和公轉,地質時期進入顯生宙的古生代,地球有了陽光,生物爆發式出現和發展。

地質時期

在地球演化過程中,發生一些天文與地質事件,將事件的時間段叫做地質時期

在各地質時期,在與地球相關的宇宙空間及太陽系和地球所發生的大事件,在地球自身、地殼運動、地層、岩石、構造、古生物古地磁、冰川、古氣候等多方面都留下了記錄。

在不同的地質時期,地質作用不同,特征不同。

將地球歷史劃分為:地球形成時期、地殼形成時期、進入太陽系前時期、進入太陽系時期、地月系形成時期、新生時期,見下表。

地質時期與特征表

地質時期

特征

代(界)

宙(宇)

距今年數Ma

進入時期

地月系形成時期

新生時期

這一時期是一顆彗星撞擊地球而開始的。

這顆彗星在太陽系裂解,形成繞太陽的小行星帶

彗星的組成物即有岩石又有冰和大氣。在冰裏存在著各種生物。

在這一地質時期,地球增加了水、大氣和新的生物物種。原有的生物發生變異或進化。

新生代

65

這一時期是一顆類似于火星大小的一顆小行星撞擊地球時,拋出的碎片形成月球而獲形成地月系而開始的。撞擊地球時,使地軸傾斜。

月球繞地球轉動,使地球的引力場磁場發生了變化。在月球引力所形成的晃動作用下,地球的外球發生了旋轉,形成地極和磁極的移動。

在生物界,動物和植物都發生了變異,形成高大的樹木和大型的動物。

230





這一時期是地球進入太陽系成為行星而開始的。

在這一地質時期,地球有了太陽的光照,形成了繞太陽的公轉和自轉,有了晝夜的變化。

在地球的內部,地核或內球偏向太陽引力的反方向,不在地球中心。

在地殼,由于地球自轉形成由兩極向赤道的離心力;在太陽引力作用下,由于地球自西向東轉動,地殼形成自東向西的運動。形成高山、高原,形成溝谷窪地和平原。

在生物界,開始爆發式出現即開始復活。

隨著太陽系的演化,地球由進入太陽系時的軌道面即軌道面與太陽赤道面夾角大約23°26′,演化到如今的地球軌道面與太陽赤道面近平行,地軸由垂直軌道面變為傾斜在軌道上運行,形成一年的四季變化。

在岩石建造上,出現大量的石灰岩

540





·進入太陽系前時期

這一時期是地殼已經形成到地球進入太陽系前的一段地質時間。

這是一段沒有陽光的地質時期。

在這一段的前期,地殼的風化、剝蝕、搬運和沉積作用強,高山被剝低,在溝谷和坑窪地中沉積了巨厚的原始沉積。

在這一段的後期,地殼活動變弱,地表溫度漸漸降低,到了冰點以下,形成全球性的冰川。

2500

地殼形成時期

這一時期是由地表熔融物質凝固開始到有沉積岩形成的一段地質時間。

熔融物質凝固形成收縮,在地表形成張裂溝谷高山。宇宙天體撞擊,在地表形成大坑窪地。

隨著溫度降低,熔融物質凝固過程中產生的水流動匯聚到張裂溝谷和大坑窪地中,產生的氣留在地球表面,形成大氣圈

地核俘獲宇宙物質的不均,地表各處溫度高低不均產生大氣流動。

在這一地質時期,地表形成了溝谷高山、大坑窪地,有了水和大氣,產生了風化、剝蝕和搬運作用,開始形成沉積岩。

原始生命蛋白質出現,進化出原核生物(細菌、藍藻)。[3]

4600

地球形成時期

這一時期是由地核俘獲熔融物質開始到地表熔融物質凝固的一段地質時間。

在距今約46億年前,由鐵鎳物質組成的地核俘獲了熔融物質形成地幔。地幔與地核接觸部位溫度降低,形成內過渡層。地表溫度降低凝固,形成外過渡層。

在這一地質時期,形成了圈層狀結構的地球。

始古宙

gt;4600

地球圈層

地球圈層分為地球外圈和地球內圈兩大部分。地球外圈可進一步劃分為四個基本圈層,即大氣圈、水圈、生物圈和岩石圈;地球內圈可進一步劃分為三個基本圈層,即地幔圈、外核液體圈和固體核心圈。此外在地球外圈和地球內圈之間還存在一個軟流圈,它是地球外圈與地球內圈之間的一個過渡圈層,位于地面以下平均深度約150公裏處。這樣,整個地球總共包括八個圈層,其中岩石圈、軟流圈和地球內圈一起構成了所謂的固體地球。

對于地球外圈中的大氣圈、水圈和生物圈,以及岩石圈的表面,一般用直接觀測和測量的方法進行研究。而地球內圈,目前主要用地球物理的方法,例如地震學、重力學和高精度現代空間測地技術觀測的反演等進行研究。地球各圈層在分布上有一個顯著的特點,即固體地球內部與表面之上的高空基本上是上下平行分布的,而在地球表面附近,各圈層則是相互滲透甚至相互重疊的,其中生物圈表現最為顯著,其次是水圈。

大氣圈

大氣圈是地球外圈中最外部的氣體圈層,它包圍著海洋和陸地。大氣圈沒有確切的上界,在2000 ~ 16000 公裏高空仍有稀薄的氣體和基本粒子。在地下,土壤和某些岩石中也會有少量空氣,它們也可認為是大氣圈的一個組成部分。地球大氣的主要成份為氮、氧、氬、二氧化碳和不到0.04%比例的微量氣體。地球大氣圈氣體的總質量約為5.136×1021克,相當于地球總質量的百萬分之0.86。由于地心引力作用,幾乎全部的氣體集中在離地面100公裏的高度範圍內,其中75%的大氣又集中在地面至10公裏高度的對流層範圍內。根據大氣分布特征,在對流層之上還可分為平流層、中間層、熱成層等。

水圈

水圈包括海洋、江河、湖泊、沼澤、冰川和地下水等,它是一個連續但不很規則的圈層。從離地球數萬公裏的高空看地球,可以看到地球大氣圈中水汽形成的白雲和覆蓋地球大部分的藍色海洋,它使地球成為一顆"藍色的行星"。地球水圈總質量為1.66×1024克,約為地球總質量的3600分之一,其中海洋水質量約為陸地(包括河流、湖泊和表層岩石孔隙和土壤中)水的35倍。如果整個地球沒有固體部分的起伏,那麽全球將被深達2600米的水層所均勻覆蓋。大氣圈和水圈相結合,組成地表的流體系統。

生物圈

岩石圈的表面,大氣圈的內部,水圈的大部統稱為生物圈。由于存在地球大氣圈、地球水圈和地表的礦物,在地球上這個合適的溫度條件下,形成了適合于生物生存的自然環境。人們通常所說的生物,是指有生命的物體,包括植物、動物和微生物。據估計,現有生存的植物約有40萬種,動物約有110多萬種,微生物至少有10多萬種。據統計,在地質歷史上曾生存過的生物約有5-10億種之多,然而,在地球漫長的演化過程中,絕大部分都已經滅絕了。現存的生物生活在岩石圈的上層部分、大氣圈的下層部分和水圈的全部,構成了地球上一個獨特的圈層,稱為生物圈。生物圈是太陽系所有行星中僅在地球上存在的一個獨特圈層。

岩石圈

對于地球岩石圈,除表面形態外,是無法直接觀測到的。它主要由地球的地殼和地幔圈中上地幔的頂部組成,從固體地球表面向下穿過地震波在近33公裏處所顯示的第一個不連續面(莫霍面),一直延伸到軟流圈為止。岩石圈厚度不均一,平均厚度約為100公裏。由于岩石圈及其表面形態與現代地球物理學、地球動力學有著密切的關系,因此,岩石圈是現代地球科學中研究得最多、最詳細、最徹底的固體地球部分。由于洋底佔據了地球表面總面積的2/3之多,而大洋盆地約佔海底總面積的45%,其平均水深為4000~5000米,大量發育的海底火山就是分布在大洋盆地中,其周圍延伸著廣闊的海底丘陵。因此,整個固體地球的主要表面形態可認為是由大洋盆地與大陸台地組成,對它們的研究,構成了與岩石圈構造和地球動力學有直接聯系的"全球構造學"理論。

軟流圈

在距地球表面以下約100公裏的上地幔中,有一個明顯的地震波的低速層,這是由古登堡在1926年最早提出的,稱之為軟流圈,它位于上地幔的上部即B層。在洋底下面,它位于約60公裏深度以下;在大陸地區,它位于約120公裏深度以下,平均深度約位于60~250公裏處。現代觀測和研究已經肯定了這個軟流圈層的存在。也就是由于這個軟流圈的存在,將地球外圈與地球內圈區別開來了。

地幔圈

地震波除了在地面以下約33公裏處有一個顯著的不連續面(稱為莫霍面)之外,在軟流圈之下,直至地球內部約2900公裏深度的介面處,屬于地幔圈。由于地球外核為液態,在地幔中的地震波S波不能穿過此介面在外核中傳播。P波曲線在此介面處的速度也急劇減低。這個介面是古登堡在1914年發現的,所以也稱為古登堡面,它構成了地幔圈與外核流體圈的分介面。整個地幔圈由上地幔(33~410公裏??)、下地幔的D′層(1000~2700公裏深度)和下地幔的D″層(2700~2900公裏深度)組成。地球物理的研究表明,D″層存在強烈的橫向不均勻性,其不均勻的程度甚至可以和岩石層相比擬,它不僅是地核熱量傳送到地幔的熱邊界層,而且極可能是與地幔有不同化學成分的化學分層。

外核液體圈

地幔圈之下就是所謂的外核液體圈,它位于地面以下約2900公裏至5120公裏深度。整個外核液體圈基本上可能是由動力學粘度很小的液體構成的,其中2900至4980公裏深度稱為E層,完全由液體構成。4980公裏至5120公裏深度層稱為F層,它是外核液體圈與固體核心圈之間一個很簿的過渡層。

固體核心圈

地球八個圈層中最靠近地心的就是所謂的固體核心圈了,它位于5120至6371公裏地心處,又稱為G層。根據對地震波速的探測與研究,證明G層為固體結構。地球內層不是均質的,平均地球密度為5.515克/釐米3,而地球岩石圈的密度僅為2.6~3.0克/釐米3。由此,地球內部的密度必定要大得多,並隨深度的增加,

結構表結構表

密度也出現明顯的變化。地球內部的溫度隨深度而上升。根據最近的估計,在100公裏深度處溫度為1300°C,300公裏處為2000°C,在地幔圈與外核液態圈邊界處,約為4000°C,地心處溫度為 5500 ~ 6000°C。

太陽系八大行星之一 。地球在太陽系中並不居顯著的地位,而太陽也不過是一顆普通的恆星。但由于人類定居和生活在地球上,因此對它不得不尋求深入的了解。

自然生命

       當今人類面臨著生與死的考驗,是否是生,是否是死,人自有個酌量。七十億人口的芸芸眾生,人自有斟酌生存條件的刻不容緩改變,誰能夠去再造一個地球,稀疏一下人口;誰能夠去再造一個地球,為人類再造一個生需;誰能夠去再創造一份大氣,為人類提供一份清新空氣;誰能夠修理一下地球的傷損,為人類提供一份安全;誰能夠埋葬一下垃圾,為地表減輕一下負擔;誰能夠交換一下陸地,為人類提供一塊新的住所;誰能夠建造一個和平,為地球除掉一份憂患;誰能夠解決一下矛盾,讓人類和平統一;誰能夠修築一條道路,讓人類遷居月球;誰能夠翻新地球,讓地球恢復原態;誰能夠解決人類的欲缺,以保護地球不再受害。

人口問題人口問題

自然界中的原本生命界,本來是一個穩定祥和的生命界,可因著星球上的小生命的繁衍,使星球在小生命的蛀遭下產生了星球的毀滅,自然的不安寧。自然界中的小生命,是危害自然和平生態的因素。小生命的危害性,越來越被宇宙意識的重視,宇宙意識認為,自然生命界中的小生命,己確實成為了身體裏的蛀蟲螻蟻,直接危害著宇宙的生命安全。人應該清楚地認識到,個人自私與貪圖的危害性,它直接威脅著整個生命界的安全——《天地人合法集》。

物理特征

物理參數

平均半徑:6,372.797 km

赤道半徑:6,378.137 km

極半徑:6,356.752 km

表面積:510,067,866 km²

體    積:1.083 207 3×1012 km³

質    量:5.9742×10^24 kg

平均密度:5,515.3 kg/m³

地球地球

表面重力:9.780 1 m/s² (0.997 32 g)

逃逸速度:11.186 km/s(≅39,600 km/h)

自轉周期:0.997 258 d(23.934 h)

赤道自轉速度:465.11 m/s

轉軸傾角:23.439 281°

北極赤經未定義

北極赤緯+90°

反照率0.367

表面溫度15℃

熱力學溫標

攝氏溫標℃

最小平均最大

184 K287 K331 K

-89.2 ℃14 ℃57.7 ℃

溫度

地核的溫度大約是6880℃,比太陽光球表面溫度(6000℃)要高。地球上最高溫度發生在氫彈爆炸中。一次爆炸能達到100000000℃,這溫度是太陽表面溫度的16667倍,比太陽核心的溫度(1400萬攝氏度)高約8倍。 地球上最冷的地方在哪裏?在北半球的“冷極”在西伯利亞東部的奧伊米亞康,1961年1月的最低溫度是-71℃。南半球的“冷極”在南極大陸,1960年8月24日氣溫為-88.3℃。

電性

帶負電

原因:地球自西向東旋轉,而地磁場外部是從磁北極指向磁南極(即南極指向北極),所成的環形電流與地球自轉的方向相反,所以是帶負電的。

形狀

科學家經過長期的精密測量,發現地球並不是一個規則球體,而是一個兩極稍扁、赤道略鼓的橢圓球體。地球的赤道半徑約長6378.137Km,這點差別與地球的平均半徑相比,十分微小,從宇宙空間看地球,仍可將它視為一個規則球體。如果按照這個比例製作一個半徑為1米的地球儀,那麽赤道半徑僅僅比極半徑長了大約3毫米,憑著人的肉眼是難以察覺出來的,因此在製作地球儀時總是將它做成規則球體。

結構

直到17世紀哥白尼時代人們才明白地球隻是一顆行星。

地球,當然不需要飛行器即可被觀測,然而我們直到二十世紀才有了整個行星的地圖。由空間拍到的圖片應具有合理的重要性;舉例來說,它們大大幫助了氣象預報及暴風雨跟蹤預報。它們真是與眾不同的漂亮啊!

地球由于不同的化學成分與地震性質被分為不同的岩層(深度:千米):

0 ~40 地殼

40 ~ 400 上地幔

2700 ~ 2890 D'' layer D"層

400 ~ 650過渡區域

650 ~2700 下地幔

2890 ~ 5150 外核

5150 ~ 6378 核心

地殼的厚度不同,海洋處較薄,大洲下較厚。核心與地殼為實體;外核與地幔層為流體。不同的層由不連續斷面分割開,這由地震資料得到;其中最有名的有數地殼與上地幔間的莫霍面-不連續斷面了。

地球的大部分質量集中在地幔,剩下的大部分在地核;我們所居住的隻是整體的一個小部分(下列數值×10e24千克):

大氣 = 0.0000051

海洋 = 0.0014

地殼 = 0.026

地幔 = 4.043

外地核 = 1.835

內地核 = 0.09675

地核可能大多由鐵構成(或鎳/鐵),雖然也有可能是一些較輕的物質。地核中心的溫度可能高達7500K,比太陽表面還熱;下地幔可能由矽,鎂,氧和一些鐵,鈣,構成;上地幔大多由olivene,pyroxene(鐵/鎂矽酸鹽),鈣,鋁構成。我們知道這些金屬都來自于地震;上地幔的樣本到達了地表,就像火山噴出岩漿,但地球的大部分還是難以接近的。地殼主要由石英(矽的氧化物)和類長石的其他矽酸鹽構成。就整體看,地球的化學元素組成為:

37.6% 鐵

29.5%

15.2% 矽

12.7%

2.4% 鎳

1.9% 硫

0.05% 鈦

地球是太陽系中密度最大的星體。

其他的類地行星可能也有相似的結構與物質組成,當然也有一些區別:月球至少有一個小核心;水星有一個超大核心(相當于它的直徑);火星與月球的地幔要厚得多;月球與水星可能沒有由不同化學元素構成的地殼;地球可能是唯一一顆有核心與外核的類地行星。值得註意的是,我們的有關行星內部構造的理論隻是適用于地球。

不像其他類地行星,地球的地殼由幾個實體板塊構成,各自在熱地幔上漂浮。理論上稱它為板塊說。它被描繪為具有兩個過程:擴大和縮小。擴大發生在兩個板塊互相遠離,下面涌上來的岩漿形成新地殼時。縮小發生在兩個板塊相互碰撞,其中一個的邊緣部份伸入了另一個的下面,在熾熱的地幔中受熱而被破壞。在板塊分界處有許多斷層(比如加利福尼亞的San Andreas斷層),大洲板塊間也有碰撞(如印度洋板塊與亞歐板塊)。目前有八大板塊:

北美洲板塊 - 北美洲,西北大西洋及格陵蘭島

南美洲板塊 - 南美洲及西南大西洋

南極洲板塊 - 南極洲及沿海

亞歐板塊- 東北大西洋,歐洲及除印度外的亞洲

非洲板塊- 非洲,東南大西洋及西印度洋

印度與大洋洲板塊 - 印度,澳大利亞,紐西蘭及大部分印度洋

Nazca板塊 - 東太平洋及毗連南美部分地區

太平洋板塊 - 大部分太平洋(及加利福尼亞南岸)

還有超過二十個小板塊,如阿拉伯菲律賓板塊。地震經常在這些板塊交界處發生。繪成圖使得更容易地看清板塊邊界(上圖)。

地球的表面十分年輕。在50億年的短周期中(天文學標準),不斷重復著侵蝕與構造的過程,地球的大部分表面被一次又一次地形成和破壞。這樣一來,除去了大部分原始的地理痕跡(比如星體撞擊產生的火山口)。于是,地球上早期歷史都被清除了。地球至今已存在了45到46億年,但已知的最古老的石頭隻有40億年,連超過30億年的石頭都屈指可數。最早的生物化石則小于39億年。沒有任何確定的記錄表明生命真正開始的時刻。71%的地球表面為水所覆蓋。地球是行星中唯一一顆能在表面存在有液態水(雖然在土衛六的表面存在有液態乙烷與甲烷,木衛二的地下有液態水)的行星。我們知道,液態水是生命存在的重要條件。海洋的熱容量也是保持地球氣溫相對穩定的重要條件。液態水也造成了地表侵蝕及大洲氣候的多樣化,目前這是在太陽系中獨一無二的過程(很早以前,火星上也許也有這種情況)。

地球的大氣是由78%氮,21%氧,微量的氬、二氧化碳和水組成。地球初步形成時,大氣中可能存在大量的二氧化碳,但是幾乎都被組合成了碳酸鹽岩石,隻有少部分溶入了海洋或給植物消耗了。現在板塊構造與生物活動維持了大氣中二氧化碳到其他場所再返回的不停流動。大氣中穩定存在的少量二氧化碳通過溫室效應對維持地表氣溫有極其深遠的重要性。溫室效應使平均表面氣溫提高了35℃(從凍人的-21℃升到了適人的14℃);沒有它海洋將會結冰,而生命將不可能存在。

內部構造

地球的分層結構基本上是按地震波( P和S )的傳播速度劃分的。地球上層有顯著的橫向不均勻性:大陸地殼和海洋地殼的厚度大不相同,海水隻覆蓋著2/3的地面。

地球地球

地震時,震源輻射出兩種地震波,縱波P和橫波S。它們各以不同的速度向四圍傳播。

地球內部溫度高達5270K(4996.85 攝氏度)。行星內部的熱量來自于其形成之初的“吸積”(參見重力結合能)。這之後的熱量來自于類似鈾釷和鉀這類放射性元素的衰變。從地球內部到達地表的熱量隻有地表接收太陽能量的1/20000。

深度 內部層

0-60 0-37 岩石圈(約分布于5或200公裏之處)

0-35 0-22 地殼(約分布于5或70公裏之處)

35-60 22-37 地幔外層(岩漿)

35-2890 22-1790 地幔

100-700 62-435 軟流圈

2890-5100 1790-3160 地核外核

5100-6378 3160-3954 地核核心

經緯度

緯線經線
定義:與地軸垂直並且環繞地球一周的圓圈定義:連線南北兩極並且與緯線垂直相交的半圓
指示方向:東西方向指示方向:南北方向
長度:長度不一,赤道最長。長度:所有經線長度相等。
形狀:除極點外,其他緯線圈都是圓圈。形狀:所有經線都是半圓。

緯度經度
起止度數0度(0度緯線叫赤道)—90度N/S0度(0度經線叫本初子午線)—180度
代號北緯—N,南緯—S東經—E,西經—W
如何區分區分南、北緯(兩種方法):1、赤道(0°緯線)以北為北緯N,赤道以南為南緯S;2、緯度向北遞增為北緯N,緯度向南遞增為南緯S。區分東、西經(兩種方法):1、本初子午線(0度經線)以東為東經E,本初子午線以西為西經W;2、經度向東遞增為東經E,經度向西遞增為西經W。
半球劃分赤道分南北半球20°W和160°E分東、西半球

軌道參數

遠日點距離   152,097,701.0 km(1.016 710 333 5 AU)  

近日點距離   147,098,074.0 km(0.983 289 891 2 AU)  

軌道半長軸   149,597,887.5 km(1.000 000 112 4 AU)  

軌道半短軸   149,576,999.826 km(0.999 860 486 9 AU)  

軌道周長   924,375,700.0 km(6.179 069 900 7 AU)  

軌道偏心率   0.016 710 219  

平均公轉速度   29.783 km/s(107,218 km/h)  

最大公轉速度   30.287 km/s(109,033 km/h)  

最小公轉速度   29.291 km/s(105,448 km/h)  

軌道傾角   0(7.25°至太陽赤道)  

升交點赤經   348.739 36°  

近日點輻角   114.207 83°  

衛星   1個(月球)  

大氣參數

大氣壓強   101.3kPa(海平面)  

氮   78.084%  

氧   20.946%  

氬   0.934%  

二氧化碳   0.0381%  

8質量

時代劃分

序號史前時代
距今
單位:億年
主要事件
1冥古宙、隱生代45.7地球出現
2原生代41.5地球上出現第一個生物——細菌
3酒神代39.5古細菌出現
4早雨海代38.5地球上出現海洋和其他的水
5太古宙、始太古代38地球的岩石圈、水圈、大氣圈和生命形成
6古太古代36藍綠藻出現
7中太古代32原核生物進一步發展
8新太古代28第一次冰河期
9元古宙、成鐵紀25
10層侵紀23
11造山紀20.5
12古元古代、固結紀18
13蓋層紀16
14延展紀14
15中元古代、狹帶紀12
16拉伸紀10羅迪尼亞古陸形成
17成冰紀8.50發生雪球事件
18新元古代、埃迪卡拉紀6.3ABC細胞生物出現
19顯生宙、古生代、寒武紀5.42寒武紀滅絕事件
20奧陶紀4.883魚類出現;海生藻類繁盛,
21志留紀4.437陸生的裸蕨植物出現
22泥盆紀4.16魚類繁榮;兩棲動物出現;昆蟲出現;種子植物出現;石松和木賊出現
23石炭紀3.592昆蟲繁榮;爬行動物出現;煤炭森林;裸子植物出現;爬行動物出現
24中生代、二疊紀2.99二疊紀滅絕事件,地球上95%生物滅絕;盤古大陸形成
25三疊紀2.51恐龍出現;卵生哺乳動物出現
26侏羅紀1.996有袋類哺乳動物出現;鳥類出現;裸子植物繁榮;被子植物出現
27白堊紀0.996.恐龍的繁榮和滅絕、白堊紀-第三紀滅絕事件,地球上95%生物滅絕,有胎盤的哺乳動物出現
28新生代0.655

地球運動

地球繞地軸的旋轉運動,叫做地球的自轉。地軸的空間位置基本上是穩定的。它的北端始終指向北極星附近,地球自轉的方向是自西向東;從北極上空看,呈逆時針方向旋轉。

地球自轉一周的時間,約為23小時56分4秒,這個時間稱為恆星日;然而在地球上,我們感受到的一天是24小時,這是因為我們選取的參照物是太陽。由于地球自轉的同時也在公轉,這4分鍾的差距正是地球自轉和公轉疊加的結果。天文學上把我們感受到的這1天的24小時稱為太陽日。地球自轉產生了晝夜更替。晝夜更替使地球表面的溫度不至太高或太低,適合人類生存。

地球自轉的平均角速度為每小時轉動15度。在赤道上,自轉的線速度是每秒465米。天空中各種天體東升西落的現象都是地球自轉的反映。人們最早就是利用地球自轉來計量時間的。研究表明,每經過一百年,地球自轉速度減慢近2毫秒,它主要是由潮汐摩擦引起的,潮汐摩擦還使月球以每年3~4釐米的速度遠離地球。地球自轉速度除長期減慢外,還存在著時快時慢的不規則變化,引起這種變化的真正原因目前尚不清楚。

地球繞太陽的運動,叫做公轉。從北極上空看是逆時針繞日公轉。地球公轉的路線叫做公轉軌道。它是近正圓的橢圓軌道。太陽位于橢圓的兩焦點之一。每年1月3日,地球運行到離太陽最近的位置,這個位置稱為近日點;7月4日,地球運行到距離太陽最遠的位置,這個位置稱為遠日點。地球公轉的方向也是自西向東,運動的軌道長度是9.4億千米,公轉一周所需的時間為一年,約365.25天。

地球公轉的平均角速度約為每日1度,平均線速度每秒鍾約為30千米。在近日點時公轉速度較快,在遠日點時較慢。地球自轉的平面叫赤道平面,地球公轉軌道所在的平面叫黃道平面。兩個面的交角稱為黃赤交角,地軸垂直于赤道平面,與黃道平面交角為66°34',或者說赤道平面與黃道平面間的黃赤交角為23°26',由此可見地球是傾斜著身子圍繞太陽公轉的。

地球公轉的方向和它自轉的方向之間有一個夾角。這個夾角的角度是66度34分。

由于,地球公轉的方向和它自轉的方向之間有了這個夾角,所以,每年的3月21日,即春分的那一天,太陽光直射的方向到達了赤道,並開始逐漸向地球的北半球移動,從而使地球北半球的氣溫逐步上升,並由春天逐步進入到夏天,同時,也使地球南半球的氣溫逐步下降,並由秋天逐步進入到冬天。

每年的夏至,即6月21日或22日,太陽光直射的方向到達了北回歸線,地球北半球的白天最長,地球南半球的黑夜最長。這時,北極圈以北的地區,24小時全是白天,沒有黑夜;南極圈以南的地區,24小時則全是黑夜,沒有白天。從夏至這一天開始,太陽光直射的方向逐漸由地球的北半球向赤道返回,從而使地球北半球的氣溫逐步下降,並由夏天逐步進入到秋天,同時,也使地球南半球的氣溫逐步上升,並由冬天逐步進入到春天。

每年的9月23日,即秋分的那一天,太陽光直射的方向到達了赤道,並開始逐漸向地球的南半球移動,從而使地球南半球的氣溫逐步上升,並由春天逐步進入到夏天,同時,也使地球北半球的氣溫逐步下降,並由秋天逐步進入到冬天。

每年的冬至,即12月21日至23日之間,太陽光直射的方向到達了南回歸線,地球南半球的白天最長,地球北半球的黑夜最長。這時,南極圈以南的地區,24小時全是白天,沒有黑夜;北極圈以北的地區,24小時則全是黑夜,沒有白天。從冬至這一天開始,太陽光直射的方向逐漸由地球的南半球向赤道返回,並使地球南半球的氣溫逐步下降,從而由夏天逐步進入到秋天,同時,也使地球北半球的氣溫逐步上升,從而由冬天逐步進入到春天。

地球側著身子,並以一年為周期,不停地圍繞著太陽運轉,這樣,也就使地球上出現了春、夏、秋、冬、這四個季節周而復始的變化。

地球衛星

月球俗稱月亮,也稱太陰。在太陽系中是地球中唯一的天然衛星。月球是最明顯的天然衛星的例子。在太陽系裏,除水星和金星外,其他行星裏面都有天然衛星。月球的年齡大約有46億年。月球有殼、幔、核等分層結構。最外層的月殼平均厚度約為60-65公裏。月殼下面到1000公裏深度是月幔,它佔了月球的大部分體積。月幔下面是月核,月核的溫度約為1000度,很可能是熔融狀態的。月球直徑約3476公裏,是地球的1/4。體積隻有地球的1/49,質量約7350億億噸,相當于地球質量的1/81,月球表面的重力差不多是地球重力的1/6。

月球的正面永遠都是向著地球。另外一面,除了在月面邊沿附近的區域因天秤動而中間可見以外,月球的背面絕大部分不能從地球看見。在沒有探測器的年代,月球的背面一直是個未知的世界。月球背面的一大特色是幾乎沒有月海這種較暗的月面特征。而當人造探測器運行至月球背面時,它將無法與地球直接通訊。  月球表面有陰暗的部分和明亮的區域。早期的天文學家在觀察月球時,以為發暗的地區都有海水覆蓋,因此把它們稱為“大海”。著名的有雲海、濕海、靜海等。而明亮的部分是山脈,那裏層巒疊嶂,山脈縱橫,到處都是星羅棋布的環形山。位于南極附近的貝利環形山直徑295公裏,可以把整個海南島裝進去。最深的山是牛頓環形山,深達8788米。除了環形山,月面上也有普通的山脈。高山和深谷疊現,別有一番風光。

月球約一個農歷月繞地球運行一周,而每小時相對背景星空移動半度,即與月面的視直徑相若。與其他衛星不同,月球的軌道平面較接近黃道面,而不是在地球的赤道面附近。

相對于背景星空,月球圍繞地球運行(月球公轉)一周所需時間稱為一個恆星月;而新月與下一個新月(或兩個相同月相之間)所需的時間稱為一個朔望月。朔望月較恆星月長是因為地球在月球運行期間,本身也在繞日的軌道上前進了一段距離。

因為月球的自轉周期和它的公轉周期是完全一樣的,地球上隻能看見月球永遠用同一面向著地球。自月球形成早期,地球便一直受到一個力矩的影響引致自轉速度減慢,這個過程稱為潮汐鎖定。亦因此,部分地球自轉的角動量轉變為月球繞地公轉的角動量,其結果是月球以每年約38毫米的速度遠離地球。同時地球的自轉越來越慢,一天的長度每年變長15微秒。

月球對地球所施的引力是潮汐現象的起因之一。月球圍繞地球的軌道為同步軌道,所謂的同步自轉並非嚴格。由于月球軌道為橢圓形,當月球處于近地點時,它的自轉速度便追不上公轉速度,因此我們可見月面東部達東經98度的地區,相反,當月處于遠地點時,自轉速度比公轉速度快,因此我們可見月面西部達西經98度的地區。這種現象稱為經天秤動。

地球地球

嚴格來說,地球與月球圍繞共同質心運轉,共同質心距地心4700千米(即地球半徑的2/3處)。由于共同質心在地球表面以下,地球圍繞共同質心的運動好像是在“晃動”一般。從地球北極上空觀看,地球和月球均以逆時針方向自轉;而且月球也是以逆時針繞地運行;甚至地球也是以逆時針繞日公轉的。

很多人不明白為甚麽月球軌道傾角和月球自轉軸傾角的數值會有這麽大的變化。其實,軌道傾角是相對于中心天體(即地球)而言的,而自轉軸傾角則相對于衛星。

月球的軌道平面(白道面)與黃道面(地球的公轉軌道平面)保持著5.145 396°的夾角,而月球自轉軸則與黃道面的法線成1.5424°的夾角。因為地球並非完美球形,而是在赤道較為隆起,因此白道面在不斷進動(即與黃道的交點在順時針轉動),每6793.5天(18.5966年)完成一周。期間,白道面相對于地球赤道面(地球赤道面以23.45°傾斜于黃道面)的夾角會由28.60°(即23.45°+ 5.15°) 至18.30°(即23.45°- 5.15°)之間變化。同樣地,月球自轉軸與白道面的夾角亦會介乎6.69°(即5.15° + 1.54°)及3.60°(即5.15° - 1.54°)。月球軌道這些變化又會反過來影響地球自轉軸的傾角,使它出現±0.002 56°的擺動,稱為章動。

白道面與黃道面的兩個交點稱為月交點--其中升交點(北點)指月球通過該點往黃道面以北;降交點(南點)則指月球通過該點往黃道以南。當新月剛好在月交點上時,便會發生日食;而當滿月剛好在月交點上時,便會發生月食

月球背面的結構和正面差異較大。月海所佔面積較少,而環形山則較多。地形凹凸不平,起伏懸殊最長和最短的月球半徑都位于背面,有的地方比月球平均半徑長4公裏,有的地方則短5公裏(如範德格拉夫窪地)。背面未發現“質量瘤”。背面的月殼比正面厚,最厚處達150公裏,而正面月殼厚度隻有60公裏左右。

月球本身並不發光,隻反射太陽光。月球亮度隨日、月間角距離和地、月間距離的改變而變化。平均亮度為太陽亮度的1/465000,亮度變化幅度從1/630000至1/375000。滿月時亮度平均為-12.7等(見)。它給大地的照度平均為0.22勒克斯,相當于100瓦電燈在距離21米處的照度。月面不是一個良好的反光體,它的平均反照率隻有7%,其餘93%均被月球吸收。月海的反照率更低,約為6%。月面高地和環形山的反照率為17%,看上去山地比月海明亮。月球的亮度隨而變化,下表以滿月亮度為100,列出不同月齡時的亮度值。從中可以看出,滿月時的亮度比上下弦要大十多倍。

由于月球上沒有大氣,再加上月面物質的熱容量和導熱率又很低,因而月球表面晝夜的溫差很大。白天,在陽光垂直照射的地方溫度高達+127℃;夜晚,溫度可降低到-183℃。這些數值,隻表示月球表面的溫度。用射電觀測可以測定月面土壤中的溫度,這種測量表明,月面土壤中較深處的溫度很少變化,這正是由于月面物質導熱率低造成的。

從月震波的傳播了解到月球也有殼、幔、核等分層結構。最外層的月殼厚60~65公裏。月殼下面到1,000公裏深度是月幔,佔了月球大部分體積。月幔下面是月核。月核的溫度約1,000℃,很可能是熔融的,據推測大概是由Fe-Ni-S和榴輝岩物質構成。

地球演化

46億年前,地球誕生了。地球演化大致可分為三個階段。第一階段為地球圈層形成時期,其時限大致距今4600至4200Ma【百萬年】。剛剛誕生時候的地球與今天大不相同。根據科學家推斷,地球形成之初是一個由熾熱液體物質(主要為岩漿)組成的熾熱的球。隨著時間的推移,地表的溫度不斷下降,固態的地核逐漸形成。密度大的物質向地心移動,密度小的物質(岩石等)浮在地球表面,這就形成了一個表面主要由岩石組成的地球。

第二階段為太古宙,元古宙時期。其時限距今4200至543Ma。地球自不間斷地向外釋放能量。由高溫岩漿不斷噴發釋放的水蒸氣,二氧化碳等氣體構成了非常稀薄的早期大氣層---原始大氣。隨著原始大氣中的水蒸氣的不斷增多,越來越多的水蒸氣凝結成小水滴,再匯聚成雨水落入地表。就這樣,原始的海洋形成了。

第三階段為顯生宙時期,其時限由543Ma至今。顯生宙延續的時間相對短暫,但這一時期生物及其繁盛,地質演化十分迅速,地質作用豐富多彩,加之地質體遍布全球各地,廣泛儲存,可以極好的對其進行觀察和研究,為地質科學的主要研究對象,並建立起了地質學的基本理論和基礎知識。

為了證明生命起源與地球,人們在不斷通過實驗和推測等研究方法,提出各種假設來解釋生命誕生。1953年美國青年學者米勒(Stanley L.Miller)在實驗室用充有甲烷(CH4),氨氣(NH3),氫氣(H2)和水(H2O)的密閉裝置,以放電,加熱來模擬原始地球的環境條件,合成了一些氨基酸,有機酸和尿素等物質,轟動了科學界。這個實驗的結果更具說服力地表明,早期地球完全有能力孕育生命體,原始生命物質可以在沒有生命的自然條件下產生出來。

一些有機物質在原始海洋中,經過長期而又復雜的化學變化,逐漸形成了更大,更復雜的分子,直到形成組成生物體的基本物質---蛋白質,以及作為遺傳物質的核酸等大分子物質。在一定條件下,蛋白質和核酸等物質經過濃縮,凝聚等作用,形成了一個由多種分子組成的體系,外面有了一層膜,與海水隔開,在海水中又經歷了漫長,復雜的變化,最終形成了原始的生命。

總之,地球的演變使得生命誕生于地球。

未來預測

地球的未來與太陽有密切的關聯,由于的灰燼在太陽的核心穩定的累積,太陽光度將緩慢地增加,在未來的11億年中,太陽的光度將增加10%,之後的35億年又將增加40%。氣候模型顯示抵達地球的輻射增加,可能會有可怕的後果,包括地球的海洋可能消失。

地球表面溫度的增加會加速無機的二氧化碳迴圈,使它的濃度在9億年間還原至植物致死的水準(對C4光合作用是10 ppm)。缺乏植物會導致大氣層中氧氣的流失,那麽動物也將在數百萬年內絕種。而即使太陽是永恆和穩定的,地球內部持續的冷卻,也會造成海洋和大氣層的損失(由于火山活動降低)。在之後的數十億年,表面的水將完全消失,並且全球的平均溫度將可能達到70°C。

太陽,在它演化的一部分,在大約50億年後將成為紅巨星。模型預測屆時的太陽直徑將膨脹至現在的250倍,大約1天文單位(149,597,871千米)。地球的命運並不很清楚,當太陽成為紅巨星時,大約已經流失了30%的質量,所以若不考慮潮汐的影響,當太陽達到最大半徑時,地球會在距離太陽大約1.7天文單位(254,316,380千米)的軌道上,因此,地球會逃逸在太陽松散的大氣層封包之外。然而,絕大部分(如果不是全部)現在的生物會因為與太陽過度的接近而被摧毀。可是,最近的模擬顯示由于潮汐作用和拖曳將使地球的軌道衰減,也有可能將地球推出太陽系。

地球節日

世界地球日

1970年4月22日,在太平洋彼岸的美國,人們為了解決環境污染問題,自發地掀起了一場聲勢浩大的民眾性的環境保護運動。在這一天,全美國有10000所中國小,2000所高等院校和2000個社區及各大團體總計2000多萬人走上街頭。人們高舉著受污染的地球模型、巨畫、圖表,高喊著保護環境的口號,舉行遊行、集會和演講,呼吁政府採取措施保護環境。

這次規模盛大的活動,震撼朝野,促使美國政府于70年代初通過了水污染控製法和清潔大氣法的修正案,並成立了美國環保局。從此,美國民間組織提議把4月22日定為“地球日”,它的影響隨著環境保護的發展而日趨擴大並超過了美國國界,得到了世界許多國家的積極回響。

“地球日”誕生後20年中,世界範圍內的環境保護工作取得了很大的進展。1972年6月,聯合國召開了具有劃時代意義的人類環境會議,1973年,成立了聯合國環境規劃署,許多國家都相繼成立了環境保護管理機構和科研機構,環境保護被提上了許多國家政府的重要議事日程,環境問題受到了公眾的普遍關註。

在許多重大的國際會議上,環境保護也成為重要議題之一,如1989年召開的44屆聯大、不結盟國家首腦會議、英聯邦國家首腦會議、西方七國首腦會議等都討論了環境問題,並通過了關于環境保護的決議或宣言。這說明環境保護已成為國際政治和國際關系的“熱點”。越來越多的政治家科學家、有識之士都強烈的認識到,環境污染和生態惡化會使社會的文明進程受到巨大阻礙。

由于環境保護問題已成為國際政治的熱點,1990年的地球日活動組織者們決定,要使1990年的地球日成為第一個國際性的地球日,以促使全球億萬民眾都來積極地參與環境保護。為此,地球日活動的組織者致函中國、美國、英國三國領導人和聯合國秘書長,呼吁以1990年4月22日為目標日期,舉行高級環境會晤,為締結多邊條約奠定基礎。呼吁各國採取積極步驟,達成協定,以阻止和扭轉全球環境惡化趨勢的發展。同時呼吁全世界願意致力保護環境,進行國際合作的政府,在本國舉辦“地球日”20周年慶祝活動。

慶祝“地球日”20周年活動的呼吁,得到了五大洲各國和各種團體的熱烈回響和積極支持。美國總統布希宣布,把4月22日作為美國法定的地球日,並呼吁公民積極投身到改善環境的行動中去。“1990年地球日”協調委員會主席丹尼斯·海斯事先拜訪了倫敦巴黎羅馬波恩布魯塞爾等地的活動小組,並得到明確的答復,同意將1990年的地球日作為國際地球日進行紀念。亞洲非洲、美洲的許多國家和地區也都積極回響,組織紀念活動。眾多的國際組織,如國際學生聯合會、青年發展與合作協會等,也都表示大力支持和積極參與“地球日”20周年紀念活動。1990年4月22日這一天,全世界有100多個國家舉行了各種各樣的環境保護宣傳活動,參加入數達幾億人。從那時起,“地球日”才具有國際性,成為“世界地球日”。

世界地球日世界地球日(英文:World Earth Day)即每年的4月22日,是一項世界性的環境保護活動。該活動最初在1970年的美國由蓋洛德·尼爾森和丹尼斯·海斯發起,隨後影響越來越大。2009年第63屆聯合國大會決議將每年的4月22日定為“世界地球日”。活動旨在喚起人類愛護地球、保護家園的意識,促進資源開發與環境保護的協調發展,進而改善地球的整體環境。

相關名言

1.地球上的一切工具和機器,不過是人肢體的知覺的發展而已。——愛默生

2.如果外星人能來到地球,說明它們的文明程度遠遠超過我們人類。——周海中

3.各出所學,各盡所知,使國家富強不受外侮,足以自立于地球之上。——詹天佑

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