土地

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October 18, 2021

地球是距离太阳第三近的行星,也是太阳系八颗行星中密度最大、体积第五大的行星。它也是四颗大地行星中最大的一颗。它有时被称为蓝色世界或星球。地球是包括人类在内的数百万种生物的家园,是已知存在生命的唯一天体。这颗行星形成于 45.6 亿年前,10 亿年后生命出现在其表面。从那时起,地球生物圈显着改变了地球的大气层和其他非生物因素,使好氧生物增殖,并形成臭氧层,臭氧层与地球磁场一起阻挡有害的太阳辐射,使生命得以生存。在这个星球上。行星的物理特性,以及它的地质历史和轨道,让生命在这一时期持续存在。地球被认为至少还能再维持 5 亿年的生命。它的外表面被分成几个刚性部分,称为构造板块,它们在地球表面迁移数百万年。地球表面大约 71% 被咸水海洋覆盖,其余由大陆和岛屿组成,其中包含许多湖泊和其他形成水圈的水体。不知道在任何其他行星的表面上是否存在平衡的液态水,这对于维持我们所知的生命是必要的。地球的地理两极大多被冰盖或浮冰覆盖。地球内部仍然活跃,有厚厚且相对坚固的地幔、产生磁场的液态外核和主要由铁组成的固态内核。地球与太空中的其他物体相互作用,特别是太阳和月亮,目前地球绕太阳自转每366.26圈,相当于365.26个太阳日或一个恒星年。地球自转轴相对于其轨道平面的垂线有 23.4° 的倾角,在地球表面产生季节性变化,其周期等于一个回归年(365.24 个太阳日)。月球是地球唯一已知的天然卫星,它在 45.3 亿年前开始绕其运行。它负责潮汐,稳定地球的轴向倾斜并逐渐减慢行星的自转速度。在大约 4.1 到 38 亿年前,在强烈的晚期轰击期间,小行星撞击导致地球表面发生重大变化。地球的矿产资源以及生物圈的产品提供了用于支持全球人口的资源。这些地球上的居民分为大约 200 个主权国家,它们通过外交、旅行、贸易和军事行动相互交流。人类文化已经形成了关于地球的各种信仰,包括将其拟人化为神灵、相信地球是平坦的或地球是宇宙的中心,以及将世界视为需要保护的综合环境的现代观点。1 和 38 亿年前,在强烈的晚期轰击期间,小行星撞击导致地球表面发生重大变化。地球的矿产资源以及生物圈的产品提供了用于支持全球人口的资源。这些地球上的居民分为大约 200 个主权国家,它们通过外交、旅行、贸易和军事行动相互交流。人类文化已经形成了关于地球的各种信仰,包括将其拟人化为神灵、相信地球是平坦的或地球是宇宙的中心,以及将世界视为需要保护的综合环境的现代观点。1 和 38 亿年前,在强烈的晚期轰击期间,小行星撞击导致地球表面发生重大变化。地球的矿产资源以及生物圈的产品提供了用于支持全球人口的资源。这些地球居民分为大约 200 个主权国家,它们通过外交、旅行、贸易和军事行动相互交流。人类文化已经形成了关于地球的各种信仰,包括将其拟人化为神灵、相信地球是平坦的或地球是宇宙的中心,以及将世界视为需要保护的综合环境的现代观点。小行星撞击已导致地球表面发生重大变化。地球的矿产资源以及生物圈的产品提供了用于支持全球人口的资源。这些地球上的居民分为大约 200 个主权国家,它们通过外交、旅行、贸易和军事行动相互交流。人类文化已经形成了关于地球的各种信仰,包括将其拟人化为神灵、相信地球是平坦的或地球是宇宙的中心,以及将世界视为需要保护的综合环境的现代观点。小行星撞击已导致地球表面发生重大变化。地球的矿产资源以及生物圈的产品提供了用于支持全球人口的资源。这些地球上的居民分为大约 200 个主权国家,它们通过外交、旅行、贸易和军事行动相互交流。人类文化已经形成了关于地球的各种信仰,包括将其拟人化为神灵、相信地球是平坦的或地球是宇宙的中心,以及将世界视为需要保护的综合环境的现代观点。这些地球上的居民分为大约 200 个主权国家,它们通过外交、旅行、贸易和军事行动相互交流。人类文化已经形成了关于地球的各种信仰,包括将其拟人化为神灵、相信地球是平坦的或地球是宇宙的中心,以及将世界视为需要保护的综合环境的现代观点。这些地球居民分为大约 200 个主权国家,它们通过外交、旅行、贸易和军事行动相互交流。人类文化已经发展出关于地球的各种信仰,包括将其拟人化为神灵、相信地球是平坦的或地球是宇宙的中心,以及将世界视为需要保护的综合环境的现代观点。

年表

科学家们设法重建了有关这颗行星过去的详细信息。太阳系中最古老的物质形成于 4.5672 ± 0.006 亿年前,大约 45.4 亿年前(不到 1%)太阳系中的地球和其他行星由太阳星云形成——盘状物质太阳形成时遗留下来的尘埃和气体。地球的吸积过程在 10-2000 万年间基本完成。最初是熔融的,行星地球的外层冷却,随着水开始在大气中积聚,形成了固体地壳。月球形成的时间很短,距今45.3亿年前。目前月球形成的共识模型是大撞击假说,根据这一说法,当一个火星大小的物体(有时称为 Theia)与地球质量的 10% 撞击在一起时,就形成了月球。在这个模型中,这个物体的一部分质量会与地球合并,另一部分会被喷射到太空中,但足够的物质会进入轨道并合并形成月球。

地质史

脱气和火山活动产生了地球的原始大气。凝结的水蒸气,加上小行星和更大的原行星、彗星和海王星物体带来的冰和液态水,形成了海洋。新形成的太阳只有其当前光度的 70%,但有证据表明,古代海洋仍然是液体——这一矛盾被称为弱年轻太阳悖论。温室气体和更高水平的太阳活动相结合,有助于提高地球表面的温度,防止海洋结冰。大约 35 亿年前,地球磁场建立,这有助于防止大气被太阳风吹走。已经提出了两种大陆增长率的主要模型:迄今为止的稳定增长和地球历史早期的快速增长。目前的研究表明,第二种选择更有可能,随着时间的推移,大陆地壳的初始生长迅速,然后是稳定的大陆区域。在持续数百万年的时间尺度上,随着大陆的形成和分离,地表不断变化。大陆在地表迁移,偶尔结合形成一个超大陆。大约 7.5 亿年前,已知最古老的超大陆之一罗迪尼亚大陆开始分裂。后来,大陆在 600-5.4 亿年前重新组合形成了帕诺蒂亚,最后是盘古大陆,一亿八千万年前支离破碎。

生命的进化

今天,地球是导致生命进化的环境的唯一例子。据信,大约 40 亿年前,高能化学反应产生了一种自我复制的分子,50 亿年后,所有生命的最后一个共同祖先将存在。光合作用的发展使太阳的能量可以直接被生命形式利用;由此产生的氧气在大气中积累并在高层大气中形成了臭氧层(分子氧 [O3] 的一种形式)。将较小的细胞整合到较大的细胞中导致了称为真核生物的复杂细胞的发展。随着集落细胞变得越来越特化,形成了真正的多细胞生物。在臭氧层吸收有害紫外线辐射的帮助下,生命在地球表面定居。自 1960 年代以来,有人假设在 750 至 5.8 亿年前的新元古代期间发生了一次严重的冰川事件,这将用冰盖覆盖地球的大部分地区。这个被称为“雪球地球”的假说特别有趣,因为它发生在寒武纪大爆发之前,在此期间多细胞生命形式开始大量繁殖。寒武纪大爆发之后,大约在 5.35 亿年前,发生了五次大灭绝。最近的一次发生在 6500 万年前,当时小行星撞击引发了非鸟类恐龙和其他大型爬行动物的灭绝,但幸免了一些小动物,如哺乳动物、然后像鼩鼱。在过去的 6500 万年里,哺乳动物的生命已经多样化,几百万年前,像 Orrorin tugenensis 这样的类人猿动物获得了保持直立身体的能力。这允许使用工具并鼓励交流,从而为更大的大脑提供所需的营养和刺激,从而促进了人类的进化。农业的发展和后来的文明使人类能够在很短的时间内影响地球,这是任何其他生命形式都无法做到的,既影响了自然,也影响了其他生命形式的数量。当前的冰河时代模式始于大约 4000 万年前,并在大约 300 万年前的更新世期间加剧。高纬度地区经历了冰期和融化的反复循环,重复周期从4万年到10万年不等。上一次大陆冰川期在 10,000 年前结束。

未来

地球上生命的未来与太阳的生命息息相关,由于氦在太阳核心的不断积累,恒星的总光度会慢慢增加。太阳的光度将在未来 11 亿年增加 10%,在未来 35 亿年增加 40%。气候模型表明,到达地球的辐射增加可能会产生灾难性后果,包括地球海洋的消失。地球表面温度的上升将加速无机二氧化碳的循环,将其浓度降低到致命的低值在大约 5 亿到 9 亿年内,植物(C4 光合作用为 10 ppm)。缺乏植被会导致大气中氧气的流失,所以动物生命将在几百万年后灭绝。再过 10 亿年,所有地表水都将消失,全球平均温度将达到 70 °C。从那时起,地球预计将在另外 5 亿年内保持有效宜居,但如果从大气中去除氮,这一时期可能会延长至 23 亿年。即使太阳是永恒和稳定的,地球持续的内部冷却也会由于火山活动的减少而导致大部分二氧化碳的损失,海洋中 35% 的水将由于减少而下降到地幔中。洋中脊释放出水蒸气。作为其演化的一部分,太阳将在大约 50 亿年后变成一颗红巨星。模型预测太阳将膨胀到其当前半径的 250 倍左右,即约 1 天文单位(150,000,000 公里)。地球的命运并没有那么明朗。作为一颗红巨星,太阳将失去大约 30% 的质量,因此在没有潮汐效应的情况下,当恒星达到其最大半径时,地球将进入距太阳 1.7 AU(250,000,000 公里)的轨道。因此,最初预计这颗行星不会被膨胀的太阳稀薄的外层大气“吞噬”,尽管大部分(如果不是全部)剩余生命会因太阳光度的增加(达到最大值)而被摧毁。大约是您当前水平的 5,000 倍)。然而,2008 年的模拟表明,由于潮汐效应和摩擦,地球轨道将恶化,这将导致它进入红巨星的大气层并被蒸发。

组成和结构

地球是一颗大地行星,这意味着它是一个岩石天体,而不是像木星那样的气态巨行星。无论是大小还是质量,它都是太阳系四颗大地行星中最大的。在这四颗行星中,地球也是密度最高、表面重力最高、磁场最强、自转最快的一颗。它也是唯一具有活跃板块构造的行星。

形状

地球的形状非常接近一个扁球体,一个球体沿着轴从极到极变平,因此沿赤道有一个凸起。这种颠簸是地球自转的结果,使赤道处的直径比极地直径大 43 公里。参考球体的平均直径约为 12 742 公里,相当于约 40 000 公里/π,因为米最初定义为从赤道到北极穿过法国巴黎的距离的 1/10 000 000 . 局部地形偏离这个理想化的椭球体,尽管在全球范围内,这些偏差非常小:地球的容差约为参考椭球体的 584 分之一,即 0.17%,小于 0.22台球允许的百分比公差。地球岩石表面最大的局部偏差是珠穆朗玛峰(海拔 8848 m)和马里亚纳海沟(海平面以下 10 984 m)。由于赤道悬垂,距离地球中心最远的地表位置是厄瓜多尔的钦博拉索峰和秘鲁的瓦斯卡兰峰。

化学成分

地球的质量约为 5.98×1024 kg。主要由铁(32.1%)、氧(30.1%)、硅(15.1%)、镁(13.9%)、硫(2.9%)、镍(1.8%)、钙(1.5%)、铝( 1.4%);剩下的 1.2% 由微量的其他元素组成。由于质量的偏析,核心区域被认为主要由铁(88.8%)组成,少量镍(5.8%)、硫(4.5%)和少于1%的微量元素。地球化学家FW Clarke 计算出,刚好超过 47% 的地壳由氧气组成。岩石最常见的成分几乎都是氧化物;氯、硫和氟是唯一的主要例外,它们在任何岩石中的总量通常小于 1%。主要氧化物有二氧化硅、氧化铝、氧化铁、钙、镁、钠和钾。二氧化硅主要用作酸,形成硅酸盐,火成岩中所有最常见的矿物都属于这种类型。根据对所有岩石类型的 1,672 次分析的估计,克拉克推断 99.22% 由 11 种氧化物组成(见右表)。所有其他成分仅以极少量出现。

内部结构

地球的内部与其他大地行星一样,根据其化学和物理(流变学)特性划分为多个层,但与其他大地行星不同的是,它具有明显的内核和外核。地球的外层是一个化学性质不同的固体硅酸盐地壳,下面是一个高粘性的固体地幔。地壳通过 Mohorovičić 不连续面与地幔隔开,地壳的厚度各不相同:海洋下平均 6 公里,大陆下平均 30 至 50 公里。地壳和上地幔寒冷、坚硬的部分统称为岩石圈,而构成板块的正是岩石圈。岩石圈下方是软流圈,这是一个相对低粘度的层,岩石圈穿过它。在地表以下 410 至 660 公里的深度之间,有一个将上地幔和下地幔分开的过渡带,在那里晶体结构发生了重要的变化。在地幔下面是一个低粘度的液体外核,它围绕着一个固体内核。内核可以以略高于地球其他部分的角速度旋转,每年前进 0.1-0.5°。每年前进 0.1–0.5°。每年前进 0.1–0.5°。

内能

地球的热能来自行星吸积的残余热能(约 20%)和放射性衰变产生的热量(80%)。地球上的主要热源同位素是钾 40、铀 238、铀 235 和钍 232。在行星的中心,温度可以达到 7,000 K,压力可以达到 360 GPa。由于大部分热能来自放射性衰变,科学家们认为,在地球历史的早期,在他们用短时间耗尽同位素之后他们自己半衰期,地球上产生的热能会大得多。这种额外能量的产生,是大约 30 亿年前电流的两倍,会增加地球内部的温度梯度,增加地幔对流和板块构造的速度,并允许生产今天不形成的科马提岩等火成岩。地壳内部和表面之间的平均热率为 87 mW m-2,这意味着全球热率为 4.42 × 1013 W。来自地核的一部分热能通过羽状地幔向地壳输送,由较热的岩石上升组成的对流形式。这些羽流会产生热点和玄武岩溢出。更多的地球热能通过与大洋中脊相关的地幔上升中的板块构造损失。能量损失的最后一个主要模式是通过岩石圈的传导,其中大部分发生在海洋中,因为那里的地壳比大陆薄得多。

构造板块

地球的机械刚性外层岩石圈被分成几块,称为板块构造。这些板块是刚性段,沿以下三种板块边界之一相对移动:会聚边界,其中两个以相反方向运动的板块相遇,发散边界,其中两个板块彼此远离,以及转换边界,其中两个板块相互滑动。沿着这些板块边界,可能会发生地震、火山活动、山脉形成或海沟。构造板块在软流圈上移动,软流圈是上地幔的固体,粘性较小的部分,可以与板块一起流动和移动,它的运动与地幔内部的对流模式密切相关。随着构造板块在地球上迁移,洋底在会聚边界的板块边缘下俯冲。与此同时,地幔物质在不同边界的上升形成了大洋中脊。这些过程的结合不断将海洋地壳循环到地幔中。由于这种循环,大部分洋壳的年龄不到 1 亿年。最古老的洋壳位于西太平洋,估计年龄为 2 亿年。相比之下,最古老的大陆地壳已有 40.3 亿年的历史。其他值得注意的板块有阿拉伯板块、加勒比板块、南美洲西海岸的纳斯卡板块和南大西洋的斯科舍板块。印度板块在 50 到 5500 万年前与澳大利亚板块合并。位移速度最快的板块是大洋板块,其中科科斯板块以 75 毫米/年的速度前进,太平洋板块以 52-69 毫米/年的速度移动。在另一个极端,位移最慢的板块是欧亚板块,它以大约 21 毫米/年的典型速度移动。移动速度较慢的板块是欧亚板块,它以大约 21 毫米/年的典型速度移动。移动速度较慢的板块是欧亚板块,它以大约 21 毫米/年的典型速度移动。

表面

地表起伏因地点而异。地球表面约 70.8% 被水覆盖,大部分大陆架位于海平面以下。水下表面具有山地特征,包括全球洋中脊系统,以及海底火山、海沟、海底峡谷、海洋高原和深海平原。剩下的29.2%没有被水覆盖,包括山地、沙漠、平原、高原和其他地貌。由于侵蚀和构造的影响,地球表面形状会随着地质时期的变化而变化。板块构造产生或变形的表面结构不断受到降水引起的风化,热循环和化学效应。冰川作用、海岸侵蚀、珊瑚礁和陨石的巨大撞击也会改变地球表面的形状。大陆地壳由密度较低的物质组成,如火成岩花岗岩和安山岩。玄武岩是一种致密的火山岩,是海底的主要成分,不太常见。沉积岩由压实的沉积物堆积而成。尽管沉积岩仅占地壳的 5%,但几乎 75% 的大陆表面都被沉积岩覆盖。在地球上发现的第三种岩石材料是变质岩,它是通过高压、高温或两者兼而有之地改变预先存在的岩石类型而形成的。地球表面最丰富的硅酸盐矿物包括石英、长石、角闪石、云母、辉石和橄榄石。常见的碳酸盐矿物包括方解石(存在于石灰岩中)和白云石。土壤圈是由土壤组成的地球最外层,受成土作用。它存在于岩石圈、大气圈、水圈和生物圈的交界处。目前,地球上大约 13.31% 的陆地表面是可耕地,只有 4.71% 支持永久性作物。大约 40% 的土地用于放牧和耕作,其中 3.4×107 km² 用于放牧,1.3×107 km² 用于耕作。土地上的土地海拔在死者中最低为 -418 m海到珠穆朗玛峰顶 8 848 m(2005 年估计)。陆地平均海拔高度为 840 m。

水圈

地球表面丰富的水是将“蓝色星球”与太阳系其他行星区分开来的独特特征。地球的水圈主要由海洋组成,但从技术上讲,包括世界上所有的水面,包括内海、湖泊、河流和 2000 米深处的地下水。水下最深位置是太平洋马里亚纳海沟的挑战者洼地,深度为-10 911.4 m,海洋质量约为1.35×1018吨,约为地球总质量的1/4 400。海洋面积为3,618×108 km²,平均深度为3,682 m,估计体积为1,332×109 km³。如果地球的整个表面均匀地延伸,水将达到超过 2.7 公里的高度。大约 97.5% 的水是盐水,其余 2.5% 是淡水。目前大部分淡水(约 68.7%)是冰。地球海洋的平均盐度约为每千克海水 35 克盐。 (35‰)。这些盐中的大部分是由火山活动释放的或从寒冷的火成岩中提取的。海洋也是溶解的大气气体的储存库,这对许多水生生物的生存至关重要。海水对世界气候有重要影响,海洋是主要的热库。海洋温度分布的变化会导致重大的气候变化,例如厄尔尼诺现象。剩下的 2.5% 是淡水。目前大部分淡水(约 68.7%)是冰。地球海洋的平均盐度约为每千克海水 35 克盐。 (35‰)。这些盐中的大部分是由火山活动释放的或从寒冷的火成岩中提取的。海洋也是溶解的大气气体的储存库,这对许多水生生物的生存至关重要。海水对世界气候有重要影响,海洋是主要的热库。海洋温度分布的变化会导致重大的气候变化,例如厄尔尼诺现象。剩下的 2.5% 是淡水。目前大部分淡水(约 68.7%)是冰。地球海洋的平均盐度约为每千克海水 35 克盐。 (35‰)。这些盐中的大部分是由火山活动释放的或从寒冷的火成岩中提取的。海洋也是溶解的大气气体的储存库,这对许多水生生物的生存至关重要。海水对世界气候有重要影响,海洋是主要的热库。海洋温度分布的变化会导致重大的气候变化,例如厄尔尼诺现象。地球海洋的平均盐度约为每千克海水 35 克盐。 (35‰)。这些盐中的大部分是由火山活动释放的或从寒冷的火成岩中提取的。海洋也是溶解的大气气体的储存库,这对许多水生生物的生存至关重要。海水对世界气候有重要影响,海洋是主要的热库。海洋温度分布的变化会导致重大的气候变化,例如厄尔尼诺现象。地球海洋的平均盐度约为每千克海水 35 克盐。 (35‰)。这些盐中的大部分是由火山活动释放的或从寒冷的火成岩中提取的。海洋也是溶解的大气气体的储存库,这对许多水生生物的生存至关重要。海水对世界气候有重要影响,海洋是主要的热库。海洋温度分布的变化会导致重大的气候变化,例如厄尔尼诺现象。对许多水生生物的生存至关重要。海水对世界气候有重要影响,海洋是主要的热库。海洋温度分布的变化会导致重大的气候变化,例如厄尔尼诺现象。对许多水生生物的生存至关重要。海水对世界气候有重要影响,海洋是主要的热库。海洋温度分布的变化会导致重大的气候变化,例如厄尔尼诺现象。

大气层

地球有大气层,表面压力平均为101,325 kPa,标高为8.5 km。它由 78% 的氮气和 21% 的氧气组成,并带有微量的水蒸气、二氧化碳和其他气态分子。对流层的高度随纬度变化,从极地的 8 公里到赤道的 17 公里不等,其中一些变化是由天气和季节性因素造成的。地球的大气层由不同的层组成:对流层、平流层、中间层、热层和外层,按距地球表面距离的升序排列。自地球形成以来,地球的生物圈已经显着改变了地球的大气层。 27 亿年前,光合作用的出现使得主要由氧和氮组成的大气形成。这种变化促进了需氧生物的增殖,以及臭氧层的形成,臭氧层可以阻挡紫外线辐射,从而使陆地上的生命得以生存。地球上生命的其他重要大气功能是水蒸气的输送、有用气体的供应、防止在大气中分解的小流星(因为在撞击地球表面之前,由于大气入口处的高温而分解大多数),和温度调节。最后一种现象被称为温室效应:大气中的少量气体吸收了地表释放的热能,从而提高了地球的平均温度。二氧化碳、水蒸气、甲烷和臭氧是地球大气中的主要温室气体。如果没有这种吸热效应,地球表面的平均温度将是 -18 °C,生命就可能不存在。

天气和气候

地球大气层没有外边界,越来越稀薄,逐渐消失在外太空。地球大气层质量的四分之三包含在地表上方的前 11 公里范围内。这个较低的层称为对流层。来自太阳的能量加热这一层和下面的表面,导致空气膨胀。这种密度较低的空气上升并被更冷、密度更大的空气所取代。结果是大气环流,它通过热能的重新分配在地球上产生天气和气候。大气环流的主要范围包括赤道地区达 30º 纬度的信风和纬度之间的西风。 30° 和 60°。洋流也是决定气候的重要因素,尤其是温盐环流,将赤道海洋的热能分配到极地地区,地表蒸发产生的水汽通过大气环流输送。当大气条件允许温暖潮湿的空气上升时,这些水会凝结成云,并以降水的形式返回地表。这些水的大部分然后通过河流运输到地球表面的较低区域,通常返回海洋或沉积在湖泊中。这种水循环是维持地球生命的重要机制,也是地质时期地表侵蚀的主要因素。降水模式差异很大,从每年几米到不到一毫米不等。这种变化是由大气环流决定的,拓扑特征和温差。到达地球的太阳能量随着纬度的增加而减少。在高纬度地区,阳光以较小的入射角撞击地表,并且必须穿过较厚的大气柱。因此,随着我们远离赤道,海平面的年平均气温随着我们离开赤道,每纬度下降约 0.4 °C。地球可以细分为几个大致均匀气候的纬度带。从赤道到两极,这些是热带、亚热带、温带和极地气候。气候也可以根据温度和降水进行分类,气候区的特点是气团相对均匀。广泛使用的柯本气候分类包括五个组(湿热带、干旱、中纬度湿、大陆和冷极地),它们被分为更具体的亚组。

气氛高涨

在对流层之上,大气一般分为平流层、中间层和热层。这些层中的每一层都有自己的绝热梯度,定义了温度随高度的变化率。在这些层之外是外逸层,它逐渐进入地球磁场与太阳风相互作用的磁层。平流层是臭氧层,臭氧层吸收了大部分太阳紫外线辐射,因此对地球上的生命很重要。大气和空间之间没有明确的边界,但地球表面上方 100 公里的卡门线被用作大气和空间之间边界的工作定义。热能导致地球大气层外缘的一些分子的速度增加到可以摆脱地球引力的程度。这导致大气逐渐和持续地流失到太空。未固定的氢气,由于其分子质量低,更容易达到逃逸速度,因此氢气损失率比其他气体大。氢向太空的流失有助于地球从最初的还原状态转变为当前的氧化状态。光合作用提供了游离氧的来源,但氢等还原剂的损失被认为是地球大气中氧气大规模积累的必要因素。最后,氢泄漏可能影响了地球上生命的本质。在当今富含氧气的大气中,大部分游离氢在有机会逸出之前就已转化为水。相反,大气中氢损失的主要原因是上层大气中甲烷的分解。

磁场

地球磁场的形状大致像一个磁偶极子,两极目前位于地球的地理两极附近。在磁场赤道,行星表面磁场强度为3.05 × 10−5 T,全球磁偶极矩为7.91 × 1015 T m³。根据发电机理论,地球磁场是在熔融外核内部产生的,在那里热量会产生导电材料的对流位移,从而产生电流。这些反过来又产生了地球的磁场。外核的对流变化是混乱的;磁极迁移并且它们的排列周期性地改变。这导致地磁反转以不规则的间隔发生,平均每百万年一次。最近的逆转发生在大约 70 万年前。磁场形成了地球的磁层,使太阳风中的粒子偏转。弧形激波的背风边缘大约位于地球半径的 13 处。磁场与太阳风的碰撞形成了范艾伦带,这是一对同心圆环状带电粒子区域。当来自太阳风的等离子体在磁极进入地球大气层时,就会产生极地极光。一对同心圆环带电粒子区域。当来自太阳风的等离子体在磁极进入地球大气层时,就会产生极地极光。一对同心圆环带电粒子区域。当来自太阳风的等离子体在磁极进入地球大气层时,就会产生极地极光。

旋转和平移

回转

地球相对于太阳的自转周期(一个太阳日)是太阳时的 86 400 秒(86 400.0025 SI 秒)。由于目前地球的太阳日比 19 世纪略长,由于潮汐加速,每天都长 0 到 2 毫秒。根据国际地球自转服务 (SIRT),恒星日为 86 164,098903691平均太阳时 (UT1) 秒,或 23 小时 56 分 4.098903691 秒。地球相对于春分岁差的自转周期,即所谓的恒星日,是平均太阳时的 86 164,09053083288 秒,或 23 小时 56 分 4.09053083288 秒。因此,恒星日比恒星日小约 8.4 毫秒。SIRT 提供了 1623-2005 年和 1962-2005 年期间以 SI 秒为单位的平均太阳日长度。不包括地球大气层内的流星和低轨道卫星,地球天空中天体的明显运动是西,以 15°/h 15'/min 的速度。对于天赤道附近的天体,这相当于每两分钟太阳或月亮的表观直径,因为从行星表面观察太阳和月亮的表观大小是相同的。1679 年,在与罗伯特的信件往来中胡克,艾萨克牛顿提出了一个实验,以确定地球是否自转:通过对物体下落的简单观察,验证在假定的旋转方向上是否存在位移。但由于效果很难察觉,牛顿使用了观察大量下降的想法,这标志着概率的第一个用途之一,可以检测到非常小的影响。胡克进行了实验,结果是肯定的,首次证明了地球的自转运动。

轨道

地球绕太阳运行的平均距离约为 1.5 亿公里,平均每 365.2564 个太阳日或一个恒星年。从地球来看,这使太阳相对于恒星以 1°/天的速度明显向东运动,或者每 12 小时产生一次太阳或月球的表观直径。由于这种运动,在太阳返回子午线之前,地球平均需要 24 小时——一个太阳日——才能完成绕地轴的完整自转。地球的平均轨道速度为 29.8 公里/秒(107,000 公里/小时),速度足以在七分钟内覆盖地球的直径(约 12,600 公里),在四小时内覆盖地球与月球之间的距离(384,000 公里) . 相对于背景恒星,月球每 27.32 天与地球一起围绕一个共同的重心旋转。当结合地月系统围绕太阳公转时,朔望月的周期,从一个新月到下一个新月,是 29.53 天。从北天极看,地球、月球的运动及其轴向自转都是逆时针方向。当从空间观察地球和太阳时,从两个天体北极上方的位置,地球绕太阳平移的明显方向是逆时针方向。轨道平面和轴平面并没有精确对齐:地球与地球-太阳平面的垂直线有 23.5 度的轴向倾斜,而地球-月球平面与地球-太阳平面的倾斜角为 5 度。如果没有这种倾向,日食将每两周发生一次,在月食和日食之间交替出现。或重力影响范围,地球是 1.5 Gm(1 500 000 公里)。这是地球引力影响大于太阳和其他行星引力影响的最大距离。绕地球运行的物体必须保持在这个球体内,否则它们可以被太阳的引力扰动释放。地球与太阳系一起位于银河系内,距离银河系中心约 28,000 光年。目前,太阳系位于银河系赤道面上方 20 光年的猎户座臂。绕地球运行的物体必须保持在这个球体内,否则它们可以被太阳的引力扰动释放。地球与太阳系一起位于银河系内,距离银河系中心约 28,000 光年。目前,太阳系位于银河系赤道面上方 20 光年的猎户座臂。绕地球运行的物体必须保持在这个球体内,否则它们可以被太阳的引力扰动释放。地球与太阳系一起位于银河系内,距离银河系中心约 28,000 光年。目前,太阳系位于银河系赤道面上方 20 光年的猎户座臂。

轴向倾斜

由于地球的轴向倾斜,地球表面上任何一点接收到的阳光量一年四季都在变化。这导致了气候的季节性变化,北半球的夏季发生在极点面向太阳的时候,冬季发生在极点背向太阳的时候。在南半球,情况正好相反,因为南极是朝向与北极相反的方向。在夏季,白天更长,太阳在天空中升得更高。在冬季,天气通常较凉爽,白天较短。随着人们向两极旅行,季节性差异会增加,极端情况是在北极圈以上和南极圈以下,在一年中这些地区没有阳光的部分时间——极夜。根据天文惯例,一年中的四个季节由至点(地球轨道上最大轴向倾角的点)和春分点决定,此时轴向倾角的方向与太阳的方向垂直。冬至发生在12月21日,夏至发生在6月21日,春分发生在3月20日,秋分发生在9月23日,地球的轴倾角在很长一段时间内是相对稳定的。然而,这个斜坡经历章动——一种轻微且不规则的运动,主要周期为 18.6 年。角度方向也会随着时间而改变,每 25,800 年完成一次圆形岁差;这个岁差是恒星年和回归年之间差异的原因。这两种运动都是由太阳和地球在行星赤道壁上的可变引力引起的。从地球的角度来看,地球的两极每年也会在地球表面移动几米。这种极运动有几个周期分量,统称为准周期运动。除了这一运动的年度组成部分,还有一个 14 个月的周期,称为钱德勒摆动。地球的自转速度也会发生变化,这种现象称为昼长变化。在现代,地球的近日点发生在 1 月 3 日,远日点发生在 7 月 4 日左右。然而,这些日期随着时间的推移而变化,由于岁差和其他轨道因素遵循称为米兰科维奇循环的周期性模式。地球和太阳之间的可变距离导致在近日点到达地球的太阳能相对于远日点增加了 6.9%。由于地球南半球在与近日点大致相同的时期向太阳倾斜,因此在一年中南半球接收到的太阳能量略大于北半球接收到的太阳能量。然而,这种影响远不如轴向倾斜引起的能量总变化那么显着,而且大部分多余的部分被南半球存在的更大比例的水所吸收。9% 在近日点到达地球的太阳能,相对于远日点。由于地球南半球在与近日点大致相同的时期向太阳倾斜,因此在一年中南半球接收到的太阳能量略大于北半球接收到的太阳能量。然而,这种影响远不如轴向倾斜引起的能量总变化那么显着,而且大部分多余的部分被南半球存在的更大比例的水所吸收。9% 在近日点到达地球的太阳能,相对于远日点。由于地球南半球在与近日点大致相同的时期向太阳倾斜,因此在一年中南半球接收到的太阳能量略大于北半球接收到的太阳能量。然而,这种影响远不如轴向倾斜引起的能量总变化那么显着,而且大部分多余的部分被南半球存在的更大比例的水所吸收。然而,这种影响远不如轴向倾斜引起的能量总变化那么显着,而且大部分多余的部分被南半球存在的更大比例的水所吸收。然而,这种影响远不如轴向倾斜引起的能量总变化那么显着,而且大部分多余的部分被南半球存在的更大比例的水所吸收。

月球是一颗天然卫星,相对较大,类似于大地行星,直径约为地球的四分之一。就其行星的大小而言,它是太阳系中最大的卫星,尽管与绕轨道运行的矮行星冥王星相比,冥卫一相对较大。围绕其他行星运行的天然卫星在参考地球的月球时被称为“月球”。地球和月球之间的引力导致地球上的潮汐。对月球的同样影响导致了它所谓的潮汐耦合:月球绕地球的自转和平移周期是相等的。因此,从地球上看,它总是出现在同一侧。当月球绕地球运行时,月球的不同部分被太阳照亮,形成月相;月球的黑暗部分与可见部分被终结者隔开。由于潮汐的相互作用,月球以每年38毫米的速度远离地球。数百万年来,这些小的修改——以及地球日持续时间每年增加约 23 微秒——导致了重大变化。例如,在泥盆纪时期(大约 4.1 亿年前),地球年有 400 天(每天持续时间略少于 22 小时)。月球可能通过调节地球的气候极大地影响了生命的发展。行星。古生物学证据和计算机模拟表明,地球的轴向倾斜通过与月球的潮汐相互作用而稳定。一些理论家认为,如果没有这种针对太阳和行星施加在地球赤道突起上的扭矩的稳定性(它在两极变平的结果),后者的旋转轴可能会变得混乱不稳定,在数百万年中发生混乱变化。年,就像火星的情况一样。月球位于离地球一定距离的位置,从地球上看,月球的表观直径大约等于太阳的直径。这两者的角直径天体非常相似。实际直径比月球大 400 倍,太阳的距离也比地球和月球之间的距离大 400 倍。关于月球起源的最广为接受的理论是大影响假说认为月球是在地球与名为 Theia 的火星大小的原行星碰撞后形成的。这个假设解释了(除其他外)月球上铁和挥发性元素的相对丰度较低,以及它们的成分与地壳的成分非常相似的事实。

小行星和人造卫星

地球至少有五颗准卫星,包括 3753 Cruithne 和 2002 AA29。2011 年 6 月 27 日,天文学家报告了一颗跟踪地球的特洛伊小行星,共享地球围绕太阳公转的轨道,位于拉格朗日 L4 的三角形点。截至 2011 年, 有 931 颗人造人造卫星在环绕地球运行。在不工作的卫星和航天器碎片的情况下,估计有超过 300 000 块在轨道上构成太空垃圾。地球上最大的人造卫星是国际空间站,目前居住着六名不同国籍的宇航员。

宜居性

宜居行星是指可以支持生命存在的行星,即使它并非起源于该行星。地球提供了目前认为必要的条件,即液态水、可以形成复杂有机分子的环境,以及支持新陈代谢的足够能量。地球和太阳之间的距离,以及它的轨道偏心率、自转率、轴向倾角、地质历史、它的大气层和它的保护磁场,都有助于产生和维持据信对于地球的出现和维持所必需的条件。地球上的生命。

生物圈

地球是唯一已知生命存在的地方。地球上的所有生命形式有时都被称为“生物圈”。生物圈可能在 35 亿年前开始进化。它被划分为生物群落,栖息着大体相似的动植物群。在大陆地区,生物群落主要由纬度、海拔高度和湿度分隔。位于北极圈或南极圈内、高海拔和极度干旱地区的生物群落缺乏动植物;赤道地区低地和湿地的生物多样性最为丰富。

自然资源和土地利用

地球提供了可供人类为有用目的而开发的资源。其中一些资源是不可再生的,例如化石燃料,这些资源在短时间内难以替代。地壳中存在大量化石燃料,包括煤、石油、天然气和甲烷包合物。这些矿床被人类用于能源生产或化学工业的原材料。通过侵蚀和板块构造的矿床形成过程,矿床也在地壳中形成。这些矿床是各种金属和有用化学元素的集中来源。地球的生物圈生产多种对人类有用的生物产品,包括(但不限于)食品、木材、药品、氧气和各种有机废物的回收利用。陆地生态系统依赖于土壤和淡水的存在,而海洋生态系统则依赖于从地球上 2 481 250 平方公里的大陆地区拖出的溶解养分。

自然和环境危害

地球上的广大地区受到极端天气条件的影响,例如气旋、飓风或台风,这些条件主导着这些地区的生活。许多地方遭受地震、海啸、火山爆发、龙卷风、天坑、暴风雪、洪水、长期干旱等灾害和自然灾害,许多地方遭受人为空气和水污染、酸雨和有毒物质,植被丧失(过度放牧、森林砍伐、荒漠化)、野生动物丧失、物种灭绝、土壤退化、土壤枯竭、侵蚀和入侵物种的引入。据联合国称,科学共识将人类活动与全球变暖联系起来由于工业二氧化碳排放。预计这种全球变暖会产生变化,例如冰川和冰盖融化、更极端的温度变化、天气条件的显着变化以及平均海平面上升。

人文地理学

制图学,或地图制作的研究和实践,以及间接地理学,在历史上一直是致力于描绘地球的学科。地形,或位置和距离的确定,以及较小程度上的导航,或位置和方向的确定,与制图和地理同时发展,提供并充分量化必要的信息。截至 2009 年 12 月 12 日,地球上约有 6,803,000,000 名人类居民。预测表明,到 2050 年世界人口将达到 92 亿。预计大部分增长将发生在发展中国家。世界各地的人口密度差异很大,但大多数生活在亚洲。到 2020 年,据信将有 60% 的人口居住在城市地区。据估计,地球表面只有八分之一适合人类居住——四分之三被海洋覆盖,一半的陆地面积是沙漠 (14%)、高山 (27%) 或其他较少的地形。足够的。最北端的人类聚居地是位于加拿大努纳武特的埃尔斯米尔岛的警报。 (82°28′N) 最南端的人类聚居地是位于地理南极的南极洲的南极阿蒙森-斯科特站。除了南极洲的部分地区和埃及和苏丹之间的比尔塔维尔独特无人认领的地区外,独立主权国家对整个陆地表面拥有主权。2011年共有203个主权国家,其中包括192个联合国会员国。除此之外,还有59个附属领土,以及几个自治或有争议的地区和其他实体。从历史上看,地球从未有过一个对整个世界拥有权威的主权政府,尽管有几个民族国家渴望统治世界,但没有成功。联合国是一个政府间组织,旨在干预国家之间的争端,以便以避免武装冲突。然而,它不是一个世界政府。它主要作为国际外交和法律的论坛。当成员之间的共识允许时,它就构成了武装干预的机制。第一个绕地球轨道运行的人是 1961 年 4 月 12 日的尤里·加加林。截至 2004 年,总共约有 400 人访问了外层空间并进入轨道环绕地球,其中有十二个在月球上行走。通常太空中唯一的人类是国际空间站上的人类。该站的工作人员目前由六人组成,通常每六个月更换一次。在 1970 年的阿波罗 13 号任务期间,人类离开地球的最长距离是 400 171 公里。

A Terra na cultura

地球这个名字并不是来自希腊或罗马神的名字,就像其他行星一样。这个词来自拉丁语“土地”,意思是土壤、地区、国家。地球的天文符号是一个被圆圈包围的十字架。与太阳系中的其他行星不同,人类仅在 16 世纪才开始将地球视为围绕太阳运行的移动物体。地球在许多文化中都被拟人化为神明,尤其是女神。在许多文化中,母亲女神,也称为大地母亲,是生育之神。来自各种宗教的创世神话包括一个或多个超自然神灵创造地球的故事。各种宗教团体,通常与新教和伊斯兰教的原教旨主义分支有关,争辩说,他们对这些神圣文本中的创世神话的解释字面上是真实的,应该与有关地球的创造以及生命的起源和发展的科学论点一起考虑或取代它们。科学界以及其他宗教团体反对这些论点。一个突出的例子是神创论和进化论之间的争论。过去,人们对平地假说有不同程度的信仰,但由于地球观测和环球航行,这一想法被球形地球概念所取代。自从太空旅行出现以来,人类对地球的看法发生了变化,目前正在从全球和综合的角度看待生物圈。一个例子是环保运动的发展,谁关心人类活动对地球的影响。

也可以看看

地球大地测量学地理地质家园的旗帜

笔记

参考

这篇文章最初是从英文维基百科文章翻译过来的,标题是“地球”,特别是这个版本。

外部链接

国家地理关于地球的百科全书条目 - 剖面 - 太阳系探索 - 美国宇航局地球 - 气候变化导致形状改变 - 美国宇航局美国地质调查局 - 美国地质调查局