地球

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December 4, 2021

地球是太阳系中距离太阳的第三颗行星,是唯一已知有生命存在的行星,也是人类的家园。地球属于类地行星群,是太阳系中最大的行星。地球有时被称为世界,拉丁语名称为 Terra 或希腊语 - Gaia。地球是大量地球科学的研究对象。地球作为天体的研究属于天文学领域,地球的结构和组成通过地质学、大气状态 - 气象学、地球上生命的一系列表现 - 生物学进行研究。地理描述了地球表面起伏的特征——海洋、海洋、湖泊和河流、大陆和岛屿、山脉和山谷,以及人类住区和社会形态:城市和村庄、国家、经济区域等等。

行星特性

地球以椭圆轨道(非常接近圆形)围绕太阳公转,平均速度为 29,785 m/s,平均距离为 1.496 亿公里,周期约为 365.24 天(恒星年)。地球有一颗卫星——月球,它绕地球运行的平均距离为 384,400 公里。地轴与黄道平面的倾角为 66°33′22″。地球绕地轴自转的周期为 23 小时 56 分 4.1 秒。绕地轴自转引起昼夜更替,地轴与黄道平面的倾角以及绕太阳的自转——季节更替。地球的形状是大地水准面。地球的平均半径为 6371.032 公里,赤道 - 6378.16 公里,极地 - 6356.777 公里。地球表面积5.1亿平方公里,体积1083×1012平方公里,平均密度5518公斤/平方米。地球的质量是 5976 · 1021 kg。地球有一个磁场和密切相关的电场[来源?]。地球的引力场决定了它接近球形的形状和大气的存在。根据现代宇宙学理论,地球是在大约 47 亿年前由散布在原太阳系中的气体和尘埃形成的。由于地球物质的分异,在万有引力场的作用下,在全球变暖的条件下产生并发展出不同化学成分、物理状态和物理性质的外壳——地圈:地核、地幔、地壳、水圈、大气,磁层。地球以铁(34.6%)、氧(29.5%)、硅(15.2%)、镁(12.7%)为主[来源?]。地壳、地幔和内核是固体(内核的外部被认为是液体)[来源?]。从地球表面到中心,压力、密度和温度都在增加。行星中心的压力为3.6·1011帕,密度约为12.5·10³ kg/m³,温度为5,000至6,000°C。地壳的主要类型是大陆和海洋,在大陆到海洋的过渡带,地壳处于中间状态。

历史

教育史

地球大约在 45.4 亿年前由盘状原行星云和太阳系中的其他行星形成。由于吸积而形成的地球持续了 10-2000 万年。最初,地球完全熔化,但逐渐冷却,在其表面形成了一层薄而坚硬的​​外壳——地壳。在地球形成后不久,大约 45.3 亿年前,月球形成。地球单一天然卫星形成的现代理论之一声称这是由于与一个名为 Theya 的巨大天体碰撞而发生的。地球的主要大气层是由于岩石脱气和火山活动而形成的。水从大气中凝结形成世界海洋。尽管当时太阳的亮度比现在低 70% [来源?] 与现在相比,地质数据显示海洋没有结冰,这可能是与温室效应有关。大约 35 亿年前,地球磁场形成,保护其大气免受太阳风的影响。地球的形成及其发展的初始阶段(持续约12亿年)属于前地质历史。最古老岩石的绝对年龄超过 35 亿年,从那时起,地球的地质历史被划分为两个不平等的阶段:前寒武纪,持续了总地质年代学的 5/6(约 3亿年)和显生宙,涵盖过去 5.7 亿年。大约在 3 到 35 亿年前,作为物质进化的结果,地球上出现了生命,开始了生物圈的发展,即所有生物体的总和(所谓的地球生物体)。极大地影响了大气的发展。水圈和地圈(至少部分沉积壳)。氧气灾难的结果是,生物体的活动改变了地球大气的组成,使大气富含氧气,这为有氧生物的发展创造了机会。一个对生物圈甚至地圈产生强大影响的新因素是人类的活动,它是在不到 300 万年前人类出现(由于进化)之后出现在地球上的(统一对该事件的定义已有未达到)。因此,在生物圈的发展过程中,智力圈的形成和进一步发展是有区别的。地球人口高速增长(1000年地球人口数为2.75亿,1,1900 年为 60 亿,2012 年超过 70 亿人)以及人类社会对环境的影响越来越大,提出了所有自然资源的合理利用和自然保护的问题。

生命的进化

地球的未来

可以根据若干长期影响的预期影响推断地球的生物和地质未来。其中包括:地球表面的化学成分、行星内部的冷却速度、与太阳系中其他物体的引力相互作用以及太阳光度的不断增加。这种推断的一个不确定因素是人类引入的技术(例如气候工程)的持续影响,这可能会导致地球发生重大变化。当前的全新世灭绝是由技术引起的,其影响可持续长达五百万年。反过来,技术会导致人类的灭绝,因此,由于完全长期的自然过程,地球将逐渐恢复到较慢的进化速度。每隔数亿年,随机天体现象对生物圈构成全球风险,可能导致大规模灭绝。其中包括彗星或小行星的撞击,以及距太阳 100 光年半径内被称为超新星的恒星发生大规模爆炸的可能性。其他大型地质事件更容易预测。米兰科维奇的理论预测,冰河时代将在地球上继续存在,至少直到第四纪冰川结束。这些周期是由地球轨道的偏心率、轴倾斜和进动的变化引起的。在正在进行的超大陆循环中,板块构造很可能会在 250-3.5 亿年后导致超大陆的形成。随着时间的推移,在接下来的 1.5-45 亿年中,地轴的倾斜度可能会开始发生混乱的变化,地轴的倾斜度将变为 90°。其中包括彗星或小行星的撞击,以及距太阳 100 光年半径内被称为超新星的恒星发生大规模爆炸的可能性。其他大型地质事件更容易预测。米兰科维奇的理论预测,冰河时代将在地球上继续存在,至少直到第四纪冰川结束。这些周期是由地球轨道的偏心率、轴倾斜和进动的变化引起的。在正在进行的超大陆循环中,板块构造很可能会在 250-3.5 亿年后导致超大陆的形成。随着时间的推移,在接下来的 1.5-45 亿年中,地轴的倾斜度可能会开始发生混乱的变化,地轴的倾斜度将变为 90°。其中包括彗星或小行星的撞击,以及距太阳 100 光年半径内被称为超新星的恒星发生大规模爆炸的可能性。其他大型地质事件更容易预测。米兰科维奇的理论预测,冰河时代将在地球上继续存在,至少直到第四纪冰川结束。这些周期是由地球轨道的偏心率、轴倾斜和进动的变化引起的。在正在进行的超大陆循环中,板块构造很可能会在 250-3.5 亿年后导致超大陆的形成。随着时间的推移,在接下来的 1.5-45 亿年中,地轴的倾斜度可能会开始发生混乱的变化,地轴的倾斜度将变为 90°。其他大型地质事件更容易预测。米兰科维奇的理论预测,冰河时代将在地球上继续存在,至少直到第四纪冰川结束。这些周期是由地球轨道的偏心率、轴倾斜和进动的变化引起的。在正在进行的超大陆循环中,板块构造很可能会在 250-3.5 亿年后导致超大陆的形成。随着时间的推移,在接下来的 1.5-45 亿年中,地轴的倾斜度可能会开始发生混乱的变化,地轴的倾斜度将变为 90°。其他大型地质事件更容易预测。米兰科维奇的理论预测,冰河时代将在地球上继续存在,至少直到第四纪冰川结束。这些周期是由地球轨道的偏心率、轴倾斜和进动的变化引起的。在正在进行的超大陆循环中,板块构造很可能会在 250-3.5 亿年后导致超大陆的形成。随着时间的推移,在接下来的 1.5-45 亿年中,地轴的倾斜度可能会开始发生混乱的变化,地轴的倾斜度将变为 90°。在正在进行的超大陆循环中,板块构造很可能导致在 250-3.5 亿年后形成超大陆。随着时间的推移,在接下来的 1.5-45 亿年中,地轴的倾斜度可能会开始发生混乱的变化,地轴的倾斜度将变为 90°。在正在进行的超大陆循环中,板块构造很可能导致在 250-3.5 亿年后形成超大陆。随着时间的推移,在接下来的 1.5-45 亿年中,地轴的倾斜度可能会开始发生混乱的变化,地轴的倾斜度将变为 90°。

地球的形状

地球的形状是一种理想化,用于尝试描述行星的形状。根据描述的目的,使用了不同的地球形状模型。

第一个近似

描述地球形状的最粗略形式是球体。对于一般地质学的大多数问题,这种近似似乎足以用于描述或研究某些地理过程。在这种情况下,拒绝将地球在两极变平作为无关紧要的评论。地球有一个自转轴和一个赤道平面——对称平面和子午线的对称平面,这在特征上区别于理想球体的无限对称组。地理外壳的水平结构具有一定的清晰度和关于赤道的一定对称性。

第二个近似

更近似地说,地球的形状等同于一个自转椭球体。该模型具有明显的轴、赤道对称面和子午面,用于大地测量以计算坐标、构建制图网络、计算等。这种椭球的轴差为 21 公里,长轴为 6378.160 公里,短轴为 6356.777 公里,偏心率为 1 / 298.25。表面的位置可以很容易地从理论上计算出来,但不能通过实物实验确定。

第三次近似

由于地球赤道剖面也是一个半轴长相差200 m,偏心率为1/30000的椭圆,因此第三种模型为三轴椭球。在地理学研究中,这个模型几乎从未被使用过,它只显示了地球复杂的内部结构。

第四次近似

大地水准面是与海洋平均水平重合的等势面,是空间中具有相同重力势的点的几何位置。这种表面具有不规则的复杂形状,即不是平面。每个点的水平面都垂直于太阳穴。该模型的实际意义和重要性在于,只有借助寺庙、水平仪、水准仪和其他大地测量仪器,才能追踪水平面的位置,即在我们的例子中,大地水准面。

组成和结构

化学成分

内部结构

看另见地质学、地球矿物、脉动假说、地球地震性、硬岩板块构造,由莫霍罗维奇表面与地壳隔开。地壳和地幔上层形成了12个主要的运动块体,其中一些带有大陆。高原不断地缓慢移动,这种移动称为构造漂移。地球由三个主要地圈组成:地壳、地幔和地核,地核又分为若干层。这些地圈的物质在物理性质、条件和矿物组成方面各不相同。根据地震波速度的大小及其随“固体”深度变化的性质,地球被分为八个地震层:A、B、C、D'、D”、E、F 和 G。此外,地球产生了一个特别坚固的岩石圈层和下一个软化层 - 软流圈。平均 - 18 公里。在地壳下边界,Mokhorovichich 表面,地震波的速度突然增加,这主要是由于物质成分随深度的变化,从花岗岩和玄武岩过渡到超基性上地幔的岩石。,C,D',D“都包括在地幔中。 E、F 和 G 层构成了地球的核心,半径为 3486 公里。在与核的边界处(古腾堡面),纵波速度急剧下降30%,横波消失,表明外核(E层,延伸至4980公里深度)为液体。在过渡层 F(4980-5120 公里)下方是一个固体内核(层 G),横波在其中再次传播。以下化学元素在固体地壳中占主导地位:氧 (47.0%)、硅 (29.0%)、铝 (8.05%)、铁 (4.65%)、钙 (2.96%)、钠 (2.5%)、镁 (1.87) %)、钾(2.5%)、钛(0.45%),合计98.98%。最稀有元素:Po(大约 2·10-14%)、Ra(2·10-10%)、Re(7·10-8%)、Au(4.3·10-7%)、Bi(9·10) −7%)等等。由于岩浆作用、变质作用、构造作用和沉积作用的作用,地壳发生了明显的分化,它经历了复杂的化学元素集中和散射过程,从而形成了不同类型的岩石。认为上地幔的成分接近超基性岩,以O(42.5%)、Mg(25.9%)、Si(19.0%)和Fe(9.85%)为主。在矿物上,橄榄石占主导地位,辉石较少。下地幔被认为是石陨石(球粒陨石)的类似物。地核的成分与铁陨石相似,含有大约 80% 的铁、9% 的镍和 0.6% 的钴。根据陨石模型计算出地球的平均成分,其中Fe(35%)、O(30%)、Si(15%)和Mg(13%)占优势。温度是地球内部最重要的特征之一,它可以解释不同层的物质状态并构建全球过程的总体图。根据井中测量,前几公里的温度随深度增加,梯度为 20°C/km。在火山主震源所在的100公里深处,平均温度略低于岩石的熔点,等于1100℃。同时,在100-200公里深处的海洋下,温度比大陆下高100-200°C。 420 公里深度处 C 层物质密度的跳跃对应于 1.4 · 1010 PA 的压力,并与橄榄石中的相变相一致,该相变发生在大约 1600 °C 的温度下。在压力为 1.4·1011 PA 和温度约为 4000 °C 的原子核边界处,硅酸盐处于固态,而铁处于液态。在铁凝固的过渡层F中,温度可以达到5000°C,在地球中心可以达到5000-6000°C,即足以承受太阳表面的温度。在火山主震源所在的100公里深处,平均温度略低于岩石的熔点,等于1100℃。同时,在100-200公里深处的海洋下,温度比大陆下高100-200°C。 420 公里深度处 C 层物质密度的跳跃对应于 1.4 · 1010 PA 的压力,并与橄榄石中的相变相一致,该相变发生在大约 1600 °C 的温度下。在压力为 1.4·1011 PA 和温度约为 4000 °C 的原子核边界处,硅酸盐处于固态,而铁处于液态。在铁凝固的过渡层F中,温度可以达到5000°C,在地球中心可以达到5000-6000°C,即足以承受太阳表面的温度。在火山主震源所在的100公里深处,平均温度略低于岩石的熔点,等于1100℃。同时,在100-200公里深处的海洋下,温度比大陆下高100-200°C。 420 公里深度处 C 层物质密度的跳跃对应于 1.4 · 1010 PA 的压力,并与橄榄石中的相变相一致,该相变发生在大约 1600 °C 的温度下。在压力为 1.4·1011 PA 和温度约为 4000 °C 的原子核边界处,硅酸盐处于固态,而铁处于液态。在铁凝固的过渡层F中,温度可以达到5000°C,在地球中心可以达到5000-6000°C,即足以承受太阳表面的温度。平均温度略低于岩石的熔点,等于1100℃。同时,在100-200公里深处的海洋下,温度比大陆下高100-200°C。 420 公里深度处 C 层物质密度的跳跃对应于 1.4 · 1010 PA 的压力,并与橄榄石中的相变相一致,该相变发生在大约 1600 °C 的温度下。在压力为 1.4·1011 PA 和温度约为 4000 °C 的原子核边界处,硅酸盐处于固态,而铁处于液态。在铁凝固的过渡层F中,温度可以达到5000°C,在地球中心可以达到5000-6000°C,即足以承受太阳表面的温度。平均温度略低于岩石的熔点,等于1100℃。同时,在100-200公里深处的海洋下,温度比大陆下高100-200°C。 420 公里深度处 C 层物质密度的跳跃对应于 1.4 · 1010 PA 的压力,并与橄榄石中的相变相一致,该相变发生在大约 1600 °C 的温度下。在压力为 1.4·1011 PA 和温度约为 4000 °C 的原子核边界处,硅酸盐处于固态,而铁处于液态。在铁凝固的过渡层F中,温度可以达到5000°C,在地球中心可以达到5000-6000°C,即足以承受太阳表面的温度。4 · 1010 PA 与橄榄石中的相变相鉴别,该相变发生在大约 1600 °C 的温度下。在压力为 1.4·1011 PA 和温度约为 4000 °C 的原子核边界处,硅酸盐处于固态,而铁处于液态。在铁凝固的过渡层F中,温度可以达到5000°C,在地球中心可以达到5000-6000°C,即足以承受太阳表面的温度。4 · 1010 PA 与橄榄石中的相变相鉴别,该相变发生在大约 1600 °C 的温度下。在压力为 1.4·1011 PA 和温度约为 4000 °C 的原子核边界处,硅酸盐处于固态,而铁处于液态。在铁凝固的过渡层F中,温度可以达到5000°C,在地球中心可以达到5000-6000°C,即足以承受太阳表面的温度。

热处理工艺

地球与环境之间不断发生能量和质量传递。行星不断通过辐射从太阳接收大量能量,同时,部分能量流以反射辐射(地球表面的反照率、云层)和热能的形式进入太空。

地理外壳

地球表面结构的一般特征是分为大陆和海洋。地球的大部分被世界海洋占据(3.611亿平方公里;70.8%),陆地面积为1.491亿平方公里(29.2%),形成六大洲(欧亚大陆、非洲、北美洲、南美洲、南极洲和澳大利亚)和岛屿。它比世界海洋平均高出 875 米(最高海拔 8848 米 - 珠穆朗玛峰),山地占陆地面积的 1/3 以上。沙漠约占陆地面积的 20%,森林约占 30%,冰川约占 10%。地球上的高度幅度达到20公里。世界海洋的平均深度约为 3,800 m(最大深度为 11,020 m - 太平洋的马里亚纳海沟)。地球上的水量为13.7亿平方公里,平均盐度为35)(g/l)。

岩石圈

水圈

大气层

地球大气层的总质量为 5.15·1015 吨,由空气组成——主要是氮气(78.08%)和氧气(20.95%)、0.93% 氩气、0.03% 二氧化碳、其他还有水蒸气的混合物作为惰性气体和其他气体。地表最高温度为57-58°C(在非洲和北美洲的热带沙漠中),最低约为-90°C(在南极洲中部)。地球的大气层保护所有生物免受宇宙辐射的有害影响。地球大气的化学成分:78.1% - 氮气,20 - 氧气,0.9 - 氩气,其余 - 二氧化碳、水蒸气、氢气、氦气、氖气。地球大气层包括:对流层(最远15公里)、平流层(15-100公里)、电离层(100-500公里),对流层和平流层之间有一个过渡层。在阳光影响下的平流层深处产生臭氧屏蔽,保护生物体免受宇宙辐射。上面 - 中间层,热层和外层。

天气和气候

较低的大气层称为对流层。是现象决定天气。由于太阳辐射对地球表面的加热不均匀,大量空气在对流层中不断循环。地球大气中的主要气流是赤道两侧达30°带内的信风和30°至60°带内的西风温带风。热传递的另一个因素是洋流系统。水在地球表面进行不断的循环。在有利的条件下,水蒸气从水面和陆地表面蒸发,上升到大气中,导致云的形成。水以降水的形式返回地球表面,并通过河流系统流入海洋。地球表面接收的太阳能量随着纬度的增加而减少。离赤道越远,太阳光线在表面的入射角越小,光线在大气中必须传播的距离就越大。结果,海平面的年平均气温每纬度下降约0.4°C。地球表面分为具有大致相同气候的纬度带:热带、亚热带、温带和极地。气候分类取决于温度和降雨量。凯彭的气候分类得到了最大的认可,根据气候分类有五个大类——潮湿的热带、沙漠、潮湿的中纬度、大陆性气候、寒冷的极地气候。这些组中的每一个都分为特定的子组。结果,海平面的年平均气温每纬度下降约0.4°C。地球表面分为具有大致相同气候的纬度带:热带、亚热带、温带和极地。气候分类取决于温度和降雨量。凯彭的气候分类得到了最大的认可,根据气候分类有五个大类——潮湿的热带、沙漠、潮湿的中纬度、大陆性气候、寒冷的极地气候。这些组中的每一个都分为特定的子组。结果,海平面的年平均气温每纬度下降约0.4°C。地球表面分为具有大致相同气候的纬度带:热带、亚热带、温带和极地。气候分类取决于温度和降雨量。凯彭的气候分类得到了最大的认可,根据气候分类有五个大类——潮湿的热带、沙漠、潮湿的中纬度、大陆性气候、寒冷的极地气候。这些组中的每一个都分为特定的子组。它区分了五个大类 - 潮湿的热带地区,沙漠,潮湿的中纬度地区,大陆性气候,寒冷的极地气候。这些组中的每一个都分为特定的子组。它区分了五个大类 - 潮湿的热带地区,沙漠,潮湿的中纬度地区,大陆性气候,寒冷的极地气候。这些组中的每一个都分为特定的子组。

磁场

地球引力

太阳系的情况

地球是一个开放的空间系统,它不断地与宇宙环境相互作用:它从太阳接收能量,辐射热量。流星、太空尘埃、偶尔的陨石和彗星不断撞击地球。行星不断受到太阳风(电离氢原子 90% 和氦原子 10% 以 350-450 公里/秒的速度撞击磁层)和宇宙辐射(高能氢原子核的流动)的影响)。地球不断地与月球和太阳相互作用(与太阳行星的其他行星的相互作用程度要小得多),这会导致潮汐现象。

回转

这颗行星每天全速绕轴运行 - 23 小时 56 分 4 秒。这种运动有几个与地理相关的后果:在重力和离心力的作用下,地球在赤道附近变得凸出,在两极变平;昼夜交替;形成了一种可逆的力或科里奥利力,因此北半球的所有流动(水或空气)从北向南移动,从它们的方向向右偏离。

轨道

地球每 365,256 天太阳时绕太阳旋转一圈,相当于一年(365 天 6 小时 9 分 9 秒)。为方便起见,连续测量 3 年,每次 365 天,并在第四年(高)增加 1 天。与太阳的平均距离为 1.5 亿公里。从地球观测者的角度来看,太阳以1°/天的速度相对于恒星东移。这颗行星的轨道速度平均为 29.78 公里/秒。

旋转轴和季节的倾斜

地轴与轨道平面的倾角始终为 66°33'。地轴的倾角显着影响太阳辐射在地球表面的不均匀分布。这导致季节的定期变化。

人口

生物圈

自然资源

生态与风险

人文地理学

地球的行政状态

关于地球的想法的发展

世界上许多民族的神话将地球拟人化为神,例如古希腊人中的盖亚。许多宗教的神圣文本都包含有关地球创造的故事。随着时间的推移,人类对地球形状的看法发生了变化。随着导航技术的发展,对地球平坦的信念让位于地球呈球形的想法。直到 16 世纪。在大多数情况下,地球被认为是宇宙的中心,但自尼古拉·哥白尼时代以来,信仰让位于日心说。

地球图像建模

为了方便获得地球的概念,创建了各种模型。模型根据用途分为一般地理(最常见)和专题(政治、气候、地质、构造、植物群、动物群等)。有三维模型和二维模型。三维包括地球-地球的三维模型,它通常保持其形状,缩小了数千万倍。平面图和地图是描绘地球的二维方式。平面图 - 地球表面一小部分的大恒定比例的水平平面上的图像。与平面图相反,地图是整个地球表面或其一部分在平面上的缩小图像,根据某些数学规则构建,并考虑到地球的球形。模型上的地形是水平描绘的。

脉动假说地球标志地球在太空中的位置自然世界能源消耗

笔记

文学

(俄语)Kravchuk P. A. 地理万花筒。- K.:Radianska 学校,1988 年 .-- 143 页。- 130 紫杉。大约 - ISBN 5-330-00384-9。(俄语) Kravchuk P.A. 自然记录。- Lyubeshov:博学,1993 .-- 216 页。- ISBN 5-7707-2044-1。(俄语)Lenz N. 1000 个问题和答案。- M.:奥林巴斯;AST, 2001 .-- 304 页 (俄语)Lenz N. 地球的 1000 个奥秘。- M.:奥林巴斯;AST, 2001 .-- 224 页

关联

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