地球
名称 | |||||||||||||
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世界,地球,Sol III, Terra,Terra,Tellus , Gaia ,Mother Earth Mother | |||||||||||||
形容词 | 尘世,陆地,森特,泰尔里安人 | ||||||||||||
象征 | 和 | ||||||||||||
轨道特征 | |||||||||||||
Epoch J2000 | |||||||||||||
aphelion | 152 097 597公里( 94 509 065 mi) | ||||||||||||
周围 | 147 098 450公里( 91 402 740 MI) | ||||||||||||
149 598 023 km( 92 955 902 MI) | |||||||||||||
偏心 | 0.0167086 | ||||||||||||
365.256363004 D(1.00001742096 AJ) | |||||||||||||
平均轨道速度 |
29.7827 km/s(107218 km/h; 66622 mph) | ||||||||||||
358.617° | |||||||||||||
倾角 | |||||||||||||
-11.260 64 °至J2000黄道 | |||||||||||||
2023-Jan-04 | |||||||||||||
114.20783° | |||||||||||||
卫星 | 1,月亮 | ||||||||||||
身体特征 | |||||||||||||
平均半径 |
6 371.0公里( 3 958.8 mi) | ||||||||||||
赤道半径 |
6 378.137公里( 3 963.191英里) | ||||||||||||
极性半径 |
6 356.752公里( 3 949.903 MI) | ||||||||||||
扁平 | 1/ 298.257 222 101 ( ETRS89 ) | ||||||||||||
圆周 |
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总计:510072000 km2(196940000平方米) 土地:148940000 km2(57510000平方米) - 29.2% 水:361132000 km2(139434000平方米) - 70.8% |
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体积 | 1.083 21 × 10 12 km 3 ( 2.598 76 × 10 11 Cu mi ) | ||||||||||||
大量的 | 5.972 168 × 10 24公斤( 1.316 68 × 10 25 lb ) | ||||||||||||
平均密度 |
5.5134 g/cm 3 ( 0.199 18 lb/cu in) | ||||||||||||
9.806 65 m/s 2 ( 1 g ; 32.1740 ft/s 2 ) | |||||||||||||
0.3307 | |||||||||||||
11.186 km/s(40270 km/h; 25020 mph) | |||||||||||||
1.0 d(24h 00 m 00s) |
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0.99726968 D(23H 56 M 4.100s) |
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赤道旋转速度 |
0.4651 km/s(1674.4 km/h; 1040.4 mph) | ||||||||||||
23.4392811° | |||||||||||||
反照率 | |||||||||||||
温度 | 255 K(-18°C; -1°F)(黑体温度) | ||||||||||||
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表面当量剂量率 | 0.274μsv/h | ||||||||||||
−3.99 | |||||||||||||
气氛 | |||||||||||||
表面压力 |
101.325 kPa (在海平面) | ||||||||||||
按音量组成 |
地球是来自太阳的第三行星,也是唯一已知藏有生命的天文对象。这是由于地球世界而实现的,这是一个维持液态地表水的太阳系中唯一的世界。地球上几乎所有的水都包含在其全球海洋中,占地地壳的70.8% 。剩下的29.2%的地壳是土地,其中大多数位于一个半球(地球的土地半球)内的大陆陆地形式。地球的大部分土地在某种程度上被湿透了,被植被覆盖,而地球极地沙漠中的大冰层比地球的地下水,湖泊,河流和大气水保留了更多的水。地壳由缓慢移动的构造板组成,它们相互作用以产生山脉,火山和地震。地球具有液体外芯,该液体产生能够偏转大多数破坏性太阳风和宇宙辐射的磁层。
地球具有动态的气氛,可维持地球的表面条件,并保护其免受大多数流星和紫外线的侵害。它具有主要是氮和氧的组成。水蒸气广泛存在于大气中,形成覆盖大部分地球的云。水蒸气充当温室气体,并与大气中的其他温室气体(尤其是二氧化碳(CO 2 ))一起创造了液态地表水和水蒸气的条件,可以通过从太阳的光中捕获能量。该过程的当前平均表面温度为14.76°C,在大气压下水是液体的。地理区域之间捕获的能量量的差异(与赤道区相比,赤道区域比极地地区更多)驱动大气和洋流,从而产生具有不同气候区域的全球气候系统,以及一系列的天气现象,例如降水量,例如降水,允许氮等组件循环。
地球被绕成一个约40,000公里的椭圆形。它是太阳系中最密集的星球。在四个岩石行星中,它是最大,最大的行星。地球距离太阳和轨道大约八分钟,花了一年(约365.25天)才能完成一项革命。地球在少于一天(大约23小时56分钟内)围绕自己的轴旋转。地球的旋转轴相对于垂直于其围绕太阳的轨道平面而倾斜,从而产生季节。地球是由一颗永久的天然卫星(月球)绕的,它以384,400公里(1.28秒的秒数)绕地球绕,大约四分之一的地球。月亮的重力有助于稳定地球的轴,并导致潮汐逐渐减慢地球的旋转。由于潮汐锁定,月球的同一侧总是面向地球。
与太阳系中的大多数其他物体一样,地球在早期太阳系中的天然气中形成了45亿年。在地球历史的头十亿年中,海洋形成,然后在其中发展了生命。生命在全球范围内传播,并一直在改变地球的大气层和表面,从而导致了20亿年前的氧化事件。人类在非洲出现了300,000年前,除南极洲外,已经遍布地球上的每个大陆。人类依靠地球的生物圈和自然资源来生存,但日益影响地球的环境。人类目前对地球气候和生物圈的影响是不可持续的,威胁着人类和许多其他形式的生命,并造成广泛的灭绝。
词源
现代英语单词地球通过中英语从最经常拼写为eorðe的古老英语名词开发。它在每种日耳曼语中都有认知,其祖先的根源已被重建为 * erÞō 。在最早的证明中, eorðe一词被用来翻译拉丁角和希腊γgē的许多感官:地面,土壤,干旱土地,人类世界,世界表面(包括海洋)和地球本身。与罗马Terra /Tellūs和希腊盖亚一样,地球可能是日耳曼异教的人格化女神:已故的北欧神话包括Jörð (“ Earth”),这是一个巨人,经常以托尔的母亲的身份。
从历史上看,“地球”是用小写写的。从使用早期英语的使用开始,其确定的含义为“地球”为“地球”。到现代英语早期的时代,名词的资本化开始占上风,地球也被写成地球,尤其是在与其他天体一起引用时。最近,这个名字有时会简单地作为地球给出,类似于其他行星的名称,尽管“地球”和“地球”形成仍然很普遍。现在的房屋风格各不相同:牛津拼写将小写形式识别为最常见的形式,而大写的形式是可接受的变体。另一种惯例将“地球”出现在名称时,例如对“地球大气”的描述,但在小写之前使用“地球”之前使用“地球”,例如“地球的大气”)。它几乎总是出现在口语表达中的小写中,例如“你到底在做什么?”
Terra这个名字偶尔在科学写作中,尤其是科幻小说中,以区分人类的居住星球与他人,而在诗歌中已被用来表示地球的拟人化。特拉(Terra)也是某些浪漫语言的星球名称,从拉丁语中演变出来的语言,例如意大利语和葡萄牙语,而在其他浪漫语言中,这个词就引起了拼写略有变化的名字,例如西班牙Tierra和French the French Terre 。希腊诗歌名称Gaia (γαῖα)的标形形成gæa或gaea (英语:) ;古希腊语: [讯ai̯.a]或[outâj.ja] )很少而不是更古典的英语。
地球有许多形容词。 “尘世”一词源自“地球”。 “ Terra”一词来自拉丁语“ Terran” 。 “地面”一词,源自法语单词“ Terrene” 。世界“ Tellurian”源自拉丁语“ Tellus”和“ telluric”。
自然历史
形成
太阳系中最古老的材料的历史可追溯至4.5682+0.0002-0.0004 GA(十亿年)。到4.54±0.04 ga,原始地球已经形成。太阳系中的尸体是由太阳形成和进化的。从理论上讲,太阳星云通过重力崩溃从分子云中划分了一个体积,重力崩溃开始旋转并变成一个杂质磁盘,然后行星用太阳从该磁盘中生长出来。星云包含气体,冰晶和灰尘(包括原始核素)。根据变形型,根据增生形成的行星,原始地球的形成可能需要70至1亿年。
月球年龄的估计值范围从4.5 GA到明显年轻。一个主要的假设是,它是由从地球大小的物体中脱落的物质的积聚而形成的,大约10%的地球质量(命名为Theia )与地球相撞。它瞥了一眼地球,其中一些质量与地球融为一体。大约4.1至3.8 ga ,在晚期重轰击期间,许多小行星的影响造成了月球更大的表面环境以及通过推断地球的大幅变化。
形成后
地球的大气层和海洋是由火山活动和耗气形成的。这些来源的水蒸气凝结到海洋中,被小行星,原子星和彗星的水和冰增大。自从它形成以来,足够的水可以填充海洋。在这种模型中,当新形成的太阳只有其当前亮度的70%时,大气温室气体使海洋无法冰冻。经过3.5 GA ,建立了地球的磁场,这有助于防止大气被太阳风剥离。
当地球的熔融外层冷却时,它形成了第一个固体地壳,被认为是成分的镁铁质。第一个大陆壳在成分上更加长石,是由这种镁铁质地壳的部分熔化形成的。 Eoarchean沉积岩石中Hadean时代矿物锆石的谷物的存在表明,至少有一些长石壳早在4.4 GA ,只有地球形成后140 mA 。有两个主要模型是,这种初始少量的大陆壳如何进化以达到其当前的丰度:(1)直到今天,相对稳定的生长是由全球大陆壳的辐射测定所支持的,并且(2)大帝期间大陆地壳体积的最初快速生长,形成了现在存在的大部分大陆地壳,这得到了锆石中Hafnium的同位素证据的支持,而沉积岩中的刚矿物质。这两个模型和支持它们的数据可以通过大陆地壳的大规模回收来调和,尤其是在地球历史的早期。
板块构造的结果形成了新的大陆壳,这一过程最终是由于地球内部不断损失的驱动。在数亿年的时间里,构造力量导致大陆地壳区域组合在一起,形成了后来崩溃的超前。大约750 MA ,是最早的已知超强之一Rodinia ,开始崩溃。后来,大陆重新组合以形成肥大600–540 MA ,然后终于Pangea ,它也开始在180 MA 。
冰河时代的最新模式开始了40 mA ,然后在更新世期间加剧3 ma 。此后,高层和中纬度地区经历了冰川和融化的重复循环,每21,000、41,000和100,000年重复一次。最后一个冰川时期被称为“最后的冰河时代”,覆盖了大陆的大部分地区,在冰上覆盖了中纬度,大约在11,700年前结束了。
生命与进化的起源
化学反应导致大约40亿年前的第一个自我复制分子。十亿年后,所有当前生活的最后一个共同的祖先出现了。光合作用的演变使太阳的能量可以通过生命形式直接收获。所得的分子氧( O 2 )积聚在大气中,并且由于与紫外线太阳辐射的相互作用,在上层大气中形成了保护性臭氧层( O 3 )。在较大细胞中掺入较小的细胞导致了称为真核生物的复杂细胞的发展。作为菌落中细胞形成的真正多细胞生物变得越来越专业。在臭氧层吸收有害的紫外线辐射的帮助下,生命殖民了地球的表面。最早的化石生命证据之一是在西澳大利亚州有34.8亿年历史的砂岩中发现的微生物垫化石,在西部格陵兰西部有37亿年历史的生物岩石岩石中发现了生物石墨,在41亿亿的生物材料中发现了生物遗迹。西澳大利亚州的一岁岩石。地球上生命的最早直接证据包含在34.5亿年前的澳大利亚岩石中,显示了微生物的化石。
在新元古代期间, 1000至539 MA ,地球的大部分地区可能被冰覆盖。该假设被称为“雪地地球”,它特别令人感兴趣,因为当多细胞生命的复杂性显著增加时,它是在寒武纪爆炸之前的。跟随寒武纪爆炸, 535 MA ,至少有五个主要的灭绝和许多次要灭绝。除了拟议的当前全新世灭绝事件外,最近的一个是66 MA ,当小行星撞击引发了非阿奇恐龙和其他大型爬行动物的灭绝,但在很大程度上却宽大了小动物,例如昆虫,哺乳动物,蜥蜴和鸟类。哺乳动物的生活在过去已经多样化66 mys和几百万年前,非洲猿类物种具有直立的能力。这种促进了工具的使用并鼓励了沟通,从而提供了更大大脑所需的营养和刺激,从而导致了人类的发展。农业的发展,然后是文明,导致人类对地球以及持续到今天的其他生命形式的性质和数量产生了影响。
未来
地球预期的长期未来与太阳的未来相关。在接下来的110亿年,太阳能发光度将增加10%,而下一个35亿年乘40%。地球的表面温度升高将加速无机碳循环,将CO 2浓度降低至植物的致命水平( C4光合作用的10 ppm )大约100-9亿年。缺乏植被会导致大气中的氧气流失,从而使动物的生命变得不可能。由于亮度的增加,地球的平均温度可能在15亿年内达到100°C(212°F),并且所有海水都会蒸发并丢失到太空,这可能会触发估计1.6至3的空间。十亿年。即使太阳稳定,由于蒸汽从中山山脊中排出,现代海洋中的一小部分水也会下降到地幔。
太阳将演变成成为一个红色的巨人50亿年。模型预测,太阳将扩大到大约1 au (1.5亿公里; 9300万英里),约为目前半径的250倍。地球的命运还不清楚。作为一个红色的巨人,太阳将损失其质量的大约30%,因此,没有潮汐效应,当恒星达到其最大半径时,地球将移至距离太阳的1.7 au(2.5亿公里; 1.6亿英里),否则,通过潮汐效应,它可能会进入太阳的大气层并蒸发。
身体特征
尺寸和形状
地球具有圆形的形状,通过静水平衡,平均直径为12,742公里(7,918英里),使其成为太阳系的第五大行星尺寸和最大的陆地物体。
由于地球的旋转,它具有椭圆形的形状,在其赤道上膨胀。它的直径比在两极长的43公里(27英里)长。地球的形状还具有局部地形变化。尽管最大的局部变化,例如Mariana Trench (10,925米或低于当地海平面的35,843英尺),但仅将地球的平均半径缩短0.17%,珠穆朗玛峰和山顶(8,848米或29,029英尺)仅将其延长0.14 %) 。由于地球表面距其赤道凸起的地球质量中心最远,因此厄瓜多尔火山奇姆堡( Chimborazo )的山顶(6,384.4 km或3,967.1 mi)是其最远的指标。与僵化的土地地形平行,海洋展现出更具动态的地形。
为了测量地球地形的局部变化, Geodesy采用理想化的地球产生一种称为Geoid的形状。如果海洋是理想化的,可以完全覆盖地球,而没有任何扰动,例如潮汐和风,就会获得这种地质形状。结果是光滑但引力不规则的地质表面,为地形测量提供了平均海平面(MSL)作为参考水平。
表面
地球的表面是大气,固体和海洋之间的边界。以这种方式定义,地球的形状是一个理想化的球体- 一个壁板球 - 表面积约为5.1亿公里2 (1700万平方米)。地球可以分为两个半球:按纬度到北半球和南半球;或经度进入东半球大陆和西半球。
地球的大部分表面是海水:70.8%或3.61亿公里(1.39亿平方米)。这种庞大的咸水通常被称为世界海洋,并以动态的水圈成为水世界或海洋世界。确实,在地球的早期历史上,海洋可能已经完全覆盖了地球。世界海洋通常分为太平洋,大西洋,印度洋,南极或南大洋以及北极海,从最大到最小。海洋覆盖了地球的海壳,但在较小程度上,架子上的海洋也搁置了大陆地壳。海洋壳形成大型海洋盆地,其特征具有深渊平原,海湾,海底火山,海洋沟渠,海底峡谷,海洋高原和跨环球中心山脊系统。
在地球的极地区域,海面被季节性变化的海冰覆盖,这些海冰经常与极地土地,多年冻土和冰盖相连,形成极地冰盖。
地球的土地占地29.2%,1.49亿公里(5800万平方米)地球表面。陆地表面包括全球许多岛屿,但大多数陆地表面都是由四个大陆陆地(以降序)占据的:非洲 - 欧洲,美国(陆地) ,南极洲和澳大利亚(陆地) 。这些陆地进一步分解并分组到大陆。土地表面的地形差异很大,包括山,沙漠,平原,高原和其他地面。地表的高度从死海的低点(-1,371 ft)的低点变化,到珠穆朗玛峰顶部的最大高度为8,848 m(29,029 ft)。海平面以上的土地的平均高度约为797 m(2,615英尺)。
土地可以被地表水,雪,冰,人造结构或植被覆盖。地球大部分土地都有植被,但是冰片(10%,不包括多年冻土下同样大的土地)或寒冷的沙漠(33%)也占据了相当多的含量。
山圈是地球地面的最外层,由土壤组成,受土壤形成过程。土壤对于土地至关重要。地球的总土地为土地表面的10.7%,其中1.3%是永久性农田。地球估计有1670万公里的农田2 (640万平方米)和3350万公里的牧场(1290万平方米)。
陆地表面和海底形成了地壳的顶部,它们与上地幔的一部分形成了地球的岩石圈。地壳可以分为海洋和大陆地壳。在海底沉积物下,海洋壳主要是玄武岩,而大陆地壳可能包括较低的密度材料,例如花岗岩,沉积物和变质岩石。近75%的大陆表面被沉积岩覆盖,尽管它们形成了大约5%的地壳质量。
地球表面的地形既包括海面的地形,又包括地球地面的形状。海底的潜艇地形平均水含量为4公里,并且与海平面以上的地形一样多样。
地球表面不断地由内部板块构造过程(包括地震和火山)塑造。通过冰,水,风和温度驱动的风化和侵蚀;并通过生物过程,包括生物量在土壤中的生长和分解。
构造板块
地球的机械刚性外层的地壳和上地幔(岩石圈)分为构造板。这些板是在三种边界类型之一中相对移动的刚性段:在收敛边界,两个板汇合在一起;在不同的边界,将两个盘子拉开。在变换边界,两个板横向滑过彼此。沿着这些板块边界,地震,火山活动,山区建造和海洋沟渠形成。构造板骑在运动圈的顶部,这是上地幔的固体但不足的部分,可以与板一起流动并移动。
随着构造板的迁移,在收敛边界处的板的领先边缘下方俯冲。同时,地幔材料在不同边界上的上升流创造了中山脊。这些过程的结合将海洋壳回收回地幔。由于这种回收利用,大多数海底小于100 mA老。最古老的海洋壳位于西太平洋,据估计是200 ma老。相比之下,最古老的大陆壳是4,030 MA ,尽管发现锆石被保存为Eoarchean沉积岩中的碎屑4,400 MA ,表明当时至少存在一些大陆地壳。
这七个主要板块是太平洋,北美,欧亚,非洲,南极,印度澳大利亚和南美。其他著名的板块包括阿拉伯板块,加勒比海板,南美西海岸的纳斯卡板和南大西洋南部的斯科舍省板块。澳大利亚板块与印度盘子融合50和55 MA 。移动最快的板是海洋板,可可板以75 mm/a(3.0英寸/年)的速度前进,而太平洋板则移动52-69 mm/a(2.0-2.7英寸/年)。在另一个极端,最慢的板是南美板块,以10.6 mm/a(0.42英寸/年)的典型速度进行。
内部结构
插图地球的剪裁,不缩放 | ||
深度(km) | 组件层名称 | 密度(g/cm3) |
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0–60 | 岩石圈 | — |
0–35 | 脆皮 | 2.2–2.9 |
35–660 | 上地幔 | 3.4–4.4 |
660–2890 | 较低的地幔 | 3.4–5.6 |
100–700 | 软圈 | — |
2890–5100 | 外核 | 9.9–12.2 |
5100–6378 | 内核 | 12.8–13.1 |
像其他陆地行星一样,地球的内部被其化学或物理(流变学)特性分为层。外层是一种化学上不同的矽酸盐固体地壳,它在高度粘性的固体地幔的基础上。地壳与Mohorovičić的不连续性与地幔分开。地壳的厚度从海洋下约6公里(3.7英里)到大陆的30–50 km(19-31英里)。地壳的地壳和僵硬的上地幔顶部被统称为岩石圈,该层被分为独立移动的构造板。
岩石圈的下方是软圈,这是岩石圈骑行的相对较低的粘度层。地幔内晶体结构的重要变化发生在表面以下的410公里和660 km(250和410 mi)的位置,跨越了分离上层和下地幔的过渡区。在地幔下方,极低的粘度液体外核位于固体内芯上方。地球的内芯可能以比星球其余部分更高的角速度旋转,每年旋转0.1-0.5°,尽管也提出了速度更高和较低的速率。内核的半径约为地球的半径。密度随深度的增加而增加,如右侧表中所述。
在太阳系的行星大小对像中,地球是密度最高的对象。
化学成分
地球的质量大约是5.97 × 10 24公斤(5,970 yg )。它主要由铁(质量为32.1%),氧(30.1%),矽(15.1%),镁(13.9%),硫(2.9%),镍(1.8%),钙(1.5%)和铝(1.4 %),其余1.2%由其他元素组成。由于引力分离,核心主要由较密集的元素组成:铁(88.8%),镍含量较小(5.8%),硫(4.5%)和小于1%的微量元素。地壳中最常见的岩石成分是氧化物。超过99%的地壳由十一个元素的各种氧化物组成,主要是含有矽(矽酸盐矿物质),铝,铁,钙,镁,钾,钾或钠的氧化物。
内部热量
地球内主要产生的同位素是钾-40 ,铀238和Thorium-232 。在中心,温度可能高达6,000°C(10,830°F),压力可能达到360 GPA (5200万psi )。由于放射性衰减提供了大部分热量,因此科学家推测,在地球历史的早期,在半衰期短的同位素耗尽之前,地球的热量产生要高得多。大约3 GYR ,是当今的热量的两倍,增加了地幔对流和板块构造的速率,并允许产生罕见的火成岩(如今天很少形成的komaties) 。
地球的平均热量损失是87 MW m -2 ,用于全球热量损失4.42 × 10 13 W。核心热能的一部分通过地幔羽流向地壳,地幔羽流是一种由高温岩石上升的对流形式。这些羽流可以产生热点和洪水盆地。通过与中海山脊相关的地幔上升流,地球构造的更多热量通过板构造损失。最终的主要热量损失方式是通过岩石圈传导,其中大多数发生在海洋下,因为那里的外壳比大陆的薄层薄得多。
重力场
地球的重力是由于地球内部质量分布而赋予物体的加速度。在地球表面附近,重力加速度约为9.8 m/s 2 (32 ft/s 2 )。地形,地质和更深层次结构的局部差异会导致地球重力场(称为重力异常)的局部和广泛区域差异。
磁场
地球磁场的主要部分是在核心中产生的,核心是发电机过程的位点,该过程将热和组合驱动的对流的动能转换为电场和磁场能。该场从核心向外延伸,直至地幔,直至地球表面,大约是偶极子。偶极子的两极位于地球的地理极点附近。在磁场的赤道上,表面的磁场强度为3.05 × 10 -5 t ,磁偶极矩为7.79 × 10 22 AM 2在Epoch 2000中,每一世纪降低了近6%(尽管它仍然比其长期平均水平更强)。核心中的对流运动是混乱的。磁极漂移并定期改变对准。这会导致主场的世俗变化,场间隔不规则的间隔每百万年平均几次。最近的逆转发生在大约700,000年前。
地球在空间中的磁场范围定义了磁层。太阳风的离子和电子被磁层偏转;太阳风压将磁层的日子压缩到约10个地球半径,并将夜磁层延伸到长尾巴上。由于太阳风的速度大于波浪通过太阳风传播的速度,因此超音速弓冲击在太阳风中的日期磁层之前。带电的颗粒包含在磁层内;等离子球是由低能颗粒定义的,这些颗粒基本上遵循磁场线旋转。环电流由相对于地磁场漂移的中等能量颗粒定义,但仍由磁场主导的路径,并且范艾伦辐射带是由高能颗粒形成的,这些颗粒本质上是随机的,但是包含在磁层中。
在磁性风暴和实体中,可以从外部磁层(尤其是磁尾)偏转带电的颗粒,沿田间线沿着地球电离层的指向,在那里大气原子可以激发和电离,从而导致极光。
轨道和旋转
回转
地球的旋转期相对于太阳(平均太阳日)为86,400秒的平均太阳时间( 86,400.0025 SI秒)。由于地球的太阳日现在比19世纪由于潮汐减速略长,因此每天比平均太阳日长0到2 ms 。
地球相对于固定恒星的旋转周期,即国际地球旋转和参考系统服务(IERS)称为其恒星日,平均太阳能时间( UT1 )或23 H 56 M 4.0989 s的平均太阳时间(UT1)为86,164.0989秒。地球的旋转期相对于进攻或移动的平均三月春分(当太阳在赤道的90°时)为86,164.0905秒的平均太阳能时间(UT1)(UT1) (23 H 56 M 4.0905 s ) 。因此,恒星日比出色的日子短约8.4毫秒。
除了大气中的流星和低轨道卫星外,地球天空中天体的主要明显运动是向西以15°/h = 15'/min的速度。对于天体赤道附近的身体,这相当于每两分钟的太阳或月亮的明显直径;从地球表面,太阳和月亮的明显大小大致相同。
轨道
地球绕着太阳绕,使地球成为阳光的第三千叶星球和内部太阳系的一部分。地球的平均轨道距离约为1.5亿公里(9300万英里),这是天文单位的基础,大约等于8.3灯分钟或地球距离月球距离的380倍。
地球每365.2564平均太阳日或一个恒星一年绕太阳绕太阳。地球天空中太阳的明显运动,向东约1°/天,这是每12小时明显的太阳或月球直径。由于这一运动,平均需要24小时(太阳日)才能完成其轴周围的完整旋转,以便太阳返回子午线。
地球的轨道速度平均约为29.78 km/s(107,200 km/h; 66,600 mph),足够快,可以在742 km(7,918英里)的距离上行驶,距离地球直径等于地球直径相等,并且在7分钟内,并且距离为7分钟月亮,384,000公里(239,000英里),大约3.5小时。
月球和地球相对于背景恒星,每27.32天绕一次通用的barycenter绕。当结合地球 - 时蒙系统围绕太阳的普通轨道结合使用时,从新月到新月的会议月的时期是29.53天。从天体北极观察,地球,月亮和它们的轴向旋转都是逆时针的。从太阳和地球北极上方的有利位置观看,地球轨道朝着太阳的逆时针方向看。轨道和轴向平面不精确地对齐:地球的轴与垂直于地球 - 苏尼平面( Ecliptic )(闪烁)倾斜约23.44度,而Earth-moon平面则倾斜到±5.1度,直至±5.1度。 。没有这种倾斜,每两周会有一次日食,在月食和日食之间交替。
地球的山坡或重力影响的球体约为150万公里(930,000英里)。这是地球引力影响强的最大距离,比远处的太阳和行星更强。物体必须在此半径内绕地球绕地球,否则它们可能会因太阳的引力扰动而变得不束缚。地球与太阳系一起位于银河系,轨道距离其中心约28,000光年。它在猎户座臂中的银河平面上方约20光年。
轴向倾斜和季节
地球的轴向倾斜约为23.439281°,其轨道平面的轴始终指向天体杆。由于地球的轴向倾斜,在一年中,达到表面上任何给定点的阳光的量都会有所不同。这会导致气候变化,北半球的夏季发生在癌症的热带面对太阳时,而在摩ri座的热带摩托车面对太阳时,在南半球发生。在每种情况下,冬天都在相对半球同时发生。
在夏季,一天的持续时间更长,天空中的阳光升高。在冬季,气候变得凉爽,日子越来越短。在北极圈上方和南极圆上方,一年中的一部分根本没有日光,造成了极地夜晚,而这个夜晚在波兰人本身延伸了几个月。这些相同的纬度也经历了午夜的阳光,整天阳光仍然可见。
按天文惯例,四个季节可以由溶解度(最大轴向向太阳倾斜或远离太阳倾斜的轨道中的点)确定 - 当地球旋转轴与轨道轴对齐时。在北半球,目前在12月21日左右发生冬至;夏至在6月21日临近,春分是3月20日左右,秋季左右为9月22日或9月23日。在南半球,情况逆转,夏至交换,春季和秋季春分日期交换了。
在长时间内,地球轴向倾斜的角度相对稳定。它的轴向倾斜确实发生了营养。轻微的不规则运动,主要时期为18。6年。地球轴的方向(而不是角度)也随时间变化,在每个25,800年的周期中以一个完整的圆圈进行进攻;这种进度是恒星年与热带年之间差异的原因。这两种动作都是由太阳和地球赤道膨胀上的月亮的不同吸引力引起的。两极还迁移了地球表面几米。这种极性运动具有多个周期性成分,统称为准碘运动。除了该运动的年度组成部分外,还有一个14个月的周期,称为Chandler Wobble 。地球的旋转速度也随着被称为日长度变化的现象而变化。
在现代,地球的围场发生在1月3日左右,并于7月4日左右。这些日期由于进动和其他轨道因素而随着时间的流逝而变化,这些因素遵循被称为米兰科维奇周期的周期性模式。相对于阿菲利昂(Aphelion),变化的地球距离距离会导致围栏时到达地球的太阳能增加约6.8%。由于南半球大约在地球达到最接近太阳的同时向太阳倾斜,因此南半球从阳光下获得的能量比北部的能量略高于一年。这种效果比由于轴向倾斜而引起的总能量变化要小得多,大多数多余能量被南半球的水比例较高所吸收。
Earth -Moon System
月亮
月亮是一个相对较大的,地面式的天然卫星,直径约四分之一。尽管相对于矮星冥王星,但它是太阳系中最大的月球相对于行星的大小。在地球之后,其他行星的自然卫星也称为“月亮”。最广泛接受的月球起源理论,即巨型影响的假设,指出它是由火星大小的原始星et碰撞所形成的,称为Theia与早期地球。该假设解释了月球相对缺乏铁和挥发性元素,其组成几乎与地球的结构相同。
地球与月球之间的引力吸引在地球上引起潮汐。对月球的相同影响导致其潮汐锁定:其旋转周期与轨道地球所需的时间相同。结果,它总是向地球呈现同一面孔。随着月亮绕地球的旋转,其脸部的不同部分被太阳照亮,导致月相。由于它们的潮汐相互作用,月亮以大约38 mm/a(1.5英寸/年)的速度从地球上退去。在数百万年的时间里,这些微小的修改(将地球日延长约23 µs /yr)添加了重大变化。例如,在Ediacaran时期(大约620 MA )一年有400±7天,每天持续21.9±0.4小时。
月亮可能通过调节地球的气候来极大地影响了生命的发展。古生物学证据和计算机模拟表明,地球的轴向倾斜与月球相互作用稳定。一些理论家认为,如果没有这种稳定的稳定对太阳和行星施加到地球赤道凸起的扭矩,旋转轴可能是混乱的不稳定,尽管有争议,但在数百万年的情况下表现出了数百万年的大变化。
从地球上观看,月亮距离足够远,几乎具有与太阳相同的明显大小的磁盘。这两个物体的角度尺寸(或实体角度)匹配,因为尽管太阳的直径约为月球的400倍,但距离的距离也高400倍。这允许总太阳能日食发生在地球上。
2023年11月1日,科学家报告说,根据计算机模拟,一个名叫Theia的原子行星的残余物可能位于地球内部,在古代与地球碰撞,后来成为月球。
小行星和人造卫星
地球的共骨小行星种群由准清卫星组成,带有马蹄形轨道和特洛伊木马的物体。至少有五个准卫星,包括469219 Kamo'oalewa 。 Trojan小行星伴侣( 2010 TK 7 )正在围绕着围绕太阳的地球轨道围绕Lagrange三角形点(L4)库。微小的近地小行星2006 RH 120大约每二十年对地球系统的近距离接近。在这些方法中,它可能会在短时间内绕地球绕地球绕。
截至2021年9月,有4,550个旋转地球的手术,人造的卫星。还有不起作用的卫星,包括Vanguard 1 ,目前是轨道上最古老的卫星,以及16,000多个追踪的太空碎片。地球最大的人造卫星是国际空间站。
水圈
地球水圈是地球水及其分布的总和。地球的大部分水圈由地球的全球海洋组成。地球的水圈还包括大气和陆地上的水,包括云,内陆海洋,湖泊,河流和地下水域,深度为2,000 m(6,600 ft)。
海洋的质量约为1.35 × 10地球总质量的18吨或约1/4400。海洋占地36180万公里2 (1.397亿平方米),平均深度为3,682 m(12,080英尺),估计量为13.32亿公里3 (3.2亿立方米)。如果地球上的所有地壳表面与光滑球体相同,那么所产生的世界海洋的深度将为2.7至2.8 km(1.68至1.74 mi)。大约97.5%的水为盐水;其余的2.5%是淡水。大多数淡水约为68.7%,以冰盖和冰川为冰。其余30%是地下水,1%的地表水(仅覆盖地球土地的2.8%)和其他小型淡水沉积物,例如多年冻土,大气中的水蒸气,生物结合等。
在地球最冷的地区,雪地夏季生存,变成冰。这种积雪和冰最终形成冰川,在自身重力影响下流动的冰体。高山冰川在山区形成,而在极地地区的土地上形成了巨大的冰片。冰川的流动侵蚀了表面,并随着U形山谷和其他地面形成的形成。北极的海冰覆盖了与美国一样大的地区,尽管由于气候变化而迅速撤退。
地球海洋的平均盐度约为每公斤海水(3.5%盐)约35克。大部分盐是从火山活动中释放出来的,或从凉爽的火成岩中提取的。海洋也是溶解的大气气体的储层,这对于许多水生生物形式的生存至关重要。海水对世界的气候有重要影响,海洋充当大型储藏室。海洋温度分布的变化会导致天气转移,例如厄尔尼诺 - 南南振荡。
地球表面上的丰度(尤其是液态水)是一个独特的特征,它将其与太阳系中的其他行星区分开。具有相当大气的太阳系行星确实部分托管了大气水蒸气,但它们缺乏稳定地表水的表面条件。尽管一些卫星显示出大量的外星液态水储层的迹象,其体积可能比地球海洋的数量更大,但它们都是在厚的冷冻地面层下的大型水体。
气氛
地球海平面的大气压平均为101.325 kPa(14.696 psi),高度高约8.5 km(5.3 mi)。干燥大气由78.084%的氮,20.946%的氧,0.934%的氩气和痕量的二氧化碳和其他气态分子组成。水蒸气含量在0.01%至4%之间,但平均约为1%。云层覆盖地球表面的三分之二左右,比陆地更覆盖着海洋。对流层的高度随纬度而变化,在两极的8 km(5英里)之间,赤道在17 km(11 mi)之间,由于天气和季节性因素而导致一些变化。
地球的生物圈已大大改变了其大气。充氧光合作用发生了发展2.7 Gya ,主要形成今天的氮 - 氧气大气。由于大气中的O 2转化为O 3 ,这种变化使有氧生物的增殖能够扩散,并间接地形成了臭氧层。臭氧层阻止紫外线辐射,从而允许在陆地上使用寿命。对生命重要的其他大气功能包括运输水蒸气,提供有用的气体,导致小流星在撞击表面之前燃烧,并调节温度。最后一个现像是温室效应:大气中的痕量分子可捕获从表面发出的热能,从而提高了平均温度。水蒸气,二氧化碳,甲烷,一氧化二氮和臭氧是大气中的主要温室气体。没有这种持续效果,平均表面温度将为-18°C(0°F),与电流+15°C(59°F)相反,地球上的寿命可能不会以其当前形式存在。
天气和气候
地球的大气没有明确的边界,逐渐变细并逐渐衰落到外层空间。大气质量的四分之三包含在表面的前11公里(6.8英里)内;最低层称为对流层。来自太阳的能量加热了这一层和下面的表面,从而导致空气膨胀。然后,这种低密度的空气会上升,并用冷却器更高密度的空气代替。结果是大气循环通过热能的重新分布来驱动天气和气候。
主要的大气循环条带由低于30°纬度的赤道区域的贸易风以及中纬度的西风组成,在30°至60°之间。海洋热含量和电流也是确定气候的重要因素,尤其是将热能从赤道海洋分布到极地区域的热盐循环。
地球接收1361 W/m 2的太阳辐照度。到达地球表面的太阳能量随纬度的增加而减小。在较高的纬度下,阳光以较低的角度到达表面,并且必须穿过大气的较厚柱。结果,海平面的平均每年气温降低了约0.4°C(0.7°F),赤道的每度纬度。地球表面可以细分为近似均匀气候的特定纬度带。从赤道到极性区域,这些是热带(或赤道),亚热带,温带和极性气候。
影响位置气候的进一步因素是它靠近海洋,海洋和大气循环以及拓扑。靠近海洋的地方通常会有更冷的夏天和温暖的冬季,因为海洋可以储存大量热量。风将寒冷或海洋的热量运送到陆地。大气循环也起着重要的作用:旧金山和华盛顿特区都是沿海城市的纬度。旧金山的气候明显更为温和,因为盛行的风向是从海到陆地。最后,温度随着高度而降低,导致山区比低洼地区更冷。
通过表面蒸发产生的水蒸气通过大气中的循环模式运输。当大气条件允许升高温暖,潮湿的空气时,这种水会凝结并随着降水而落到地面。然后,大部分水通过河流系统运输到较低的海拔,通常返回海洋或沉积到湖泊中。这种水周期是支持土地生命的重要机制,是地质时期表面特征侵蚀的主要因素。降水模式差异很大,范围从每年几米到小于毫米小于毫米。大气循环,地形特征和温度差异决定了每个区域的平均降水量。
常用的Köppen气候分类系统具有五个广泛的群体(潮湿的热带,干旱,潮湿的中纬度,大陆和冷极极性),这些组进一步分为更具体的亚型。 Köppen系统基于观察到的温度和降水量。在热谷(例如死亡谷)中,表面空气温度可以升至约55°C(131°F),并且在南极洲的表面空气温度可以低至-89°C(-128°F)的低至- 89°C(-128°F)。
高层气氛
上层大气是对流层上方的大气,通常分为平流层,中层和热层。每一层的失误率都不同,可以用高度定义温度变化率。除此之外,外层将磁层稀疏到磁层中,那里的地磁场与太阳风相互作用。在平流层内是臭氧层,该层部分使表面免受紫外线屏蔽,因此对地球上的生命很重要。 Kármán线定义为地球表面上方100 km(62英里),是大气和外层空间之间边界的工作定义。
热能会导致大气外边缘的某些分子增加其速度到可以从地球重力中逃脱的点。这会导致大气中缓慢而稳定的损失进入太空。由于未固定的氢具有低分子质量,因此它可以更容易地达到逃逸速度,并且比其他气体更容易以更大的速度泄漏到外层空间。氢向空间的泄漏导致地球大气和表面从最初还原状态转移到当前的氧化状态。光合作用提供了游离氧的来源,但是人们认为减少氢的损失被认为是大气中氧气广泛积累的必要前提。因此,氢从大气中逃脱的能力可能影响了地球上发展的生命本质。在电流中,富含氧气的气氛大多数氢在有机会逃脱之前被转化为水。取而代之的是,大多数氢损失来自上层大气中甲烷的破坏。
地球上的生活
地球是唯一已知的生活的地方。地球形成后约亿年来,地球的生命在地球早期的水体中发展出来。
地球的生命一直在塑造和居住在地球上许多特定的生态系统中,并最终在全球范围内扩展了总体生物圈。因此,生命影响了地球,从长时间的时间内显著改变了地球的大气和表面,从而造成了诸如大氧化事件之类的变化。
随着时间的流逝,地球的生命已经大大多样化,使生物圈具有不同的生物群落,这些生物群落被相对相似的动植物居住。不同的生物群落在不同的海拔或水深度,行星温度纬度以及在陆地上发育的不同。地球的物种多样性和生物质在浅水和森林中达到峰值,尤其是在赤道,温暖和潮湿的条件下。虽然冻结极性区域和高海拔地区或极度干旱的区域相对贫瘠,但动植物的生命却相对贫瘠。
地球提供液态水 - 复杂的有机分子可以组装和相互作用的环境,并具有足够的能量来维持新陈代谢。植物和其他生物会吸收水,土壤和大气中的营养。这些营养成分在不同物种之间不断回收。
极端天气,例如热带气旋(包括飓风和台风),发生在地球的大部分表面,对这些地区的生活产生了很大的影响。从1980年到2000年,这些事件平均每年造成11,800人死亡。许多地方都受到地震,滑坡,海啸,火山喷发,龙卷风,暴风雪,洪水,干旱,野火以及其他灾难和灾难的约束。由于空气和水的污染,酸雨,植被丧失,森林砍伐,荒漠化),野生动植物的丧失,物种灭绝,土壤退化,土壤枯竭和侵蚀,在许多地区都感受到了人类影响。人类活动将温室气体释放到大气中,导致全球变暖。这正在推动变化,例如冰川和冰盖的融化,平均海平面的全球增长,干旱和野火的风险增加以及物种迁移到较冷地区。
人文地理学
源自30万年前东非的早期灵长类动物,此后人类一直在移民,并且随着公元前10千年的农业出现,越来越多地定居地球的土地。在20世纪,南极洲一直是最后一个大陆,直到今天,人类的存在限制了。
自19世纪以来,人口在2010年代初期成倍增长到70亿,预计在21世纪下半叶达到了约100亿。预计大部分增长将在撒哈拉以南非洲进行。
人口的分布和密度在世界范围内差异很大,大多数生活在南亚到东亚,而90%的人口仅居住在地球的北半球,部分原因是世界土地质量的半球形占主导地位,全球68%的土地占地质量在北半球。此外,自19世纪以来,人类越来越多地融合到城市地区,到21世纪,大多数人生活在城市地区。
除了地球表面外,人类还临时居住,只有特殊目的的深层地下和水下存在以及一些太空站。人口实际上完全保留在地球表面上,完全取决于地球及其所维持的环境。自20世纪下半叶以来,数百人暂时停留在地球之外,其中一小部分已经到达了另一个天体,即月亮。
地球受到广泛的人类定居,人类发展了不同的社会和文化。自19世纪以来,地球上大部分土地被主权国家(国家)自行政治边界所占据,当今有200多个这样的国家存在,只有南极的部分地区和几个小地区仍然无人认领。这些州大多数共同组成了联合国,这是全球领先的政府间组织,该组织扩展了人类对海洋和南极的治理,因此扩展了整个地球。
自然资源和土地利用
地球有人类利用的资源。那些被称为非可再生资源的人,例如化石燃料,仅在地质时标的上得到补充。大量化石燃料是从地壳,由煤,石油和天然气组成的。这些沉积物被人类用于能源生产和化学生产的原料。矿物矿体也通过矿石起源的过程在地壳中形成,这是由岩浆,侵蚀和板块构造的作用引起的。这些金属和其他元素是通过采矿提取的,该过程通常会造成环境和健康损害。
地球生物圈为人类生产许多有用的生物产品,包括食物,木材,药物,氧气以及有机废物的回收。陆基的生态系统取决于表土和淡水,海洋生态系统取决于溶解的养分从土地上洗净。 2019年,地球的土地表面有3900万公里2 (1500万平方米),由森林和林地组成,灌木和草原有1200万公里2 (460万平方米),使用了4000万公里2 (1500万平方米)用于动物饲料生产和放牧,以及1100万公里的2 (420万平方米)作为农田种植。在用于农田的12-14%的无冰土地中,在2015年灌溉了2个百分点。人类使用建筑材料来建造庇护所。
人类与环境
人类活动影响了地球环境。通过诸如燃烧化石燃料之类的活动,人类一直在增加大气中的温室气体数量,改变了地球的能量预算和气候。据估计,2020年的全球温度比工业前基线温度比1.2°C(2.2°F)。这种温度的升高(称为全球变暖)导致冰川融化,海平面上升,干旱和野火风险增加以及物种迁移到较冷地区。
引入了行星边界的概念,以量化人类对地球的影响。在确定的九个边界中,已经越过五个:生物圈完整性,气候变化,化学污染,野生栖息地的破坏和氮循环被认为通过了安全阈值。截至2018年,没有任何国家不符合其人口的基本需求,而没有违反行星界限。人们认为可以在可持续的资源使用水平中提供全球所有基本物理需求。
文化和历史观点
人类文化对地球有了许多看法。地球的标准天文符号是四分之一的圆圈,代表世界四个角落,以及一个Globus Cruciger,。地球有时被人性化为神灵。在许多文化中,这是母女的主要生育神。许多宗教的创造神话涉及通过超自然神灵或神灵创造地球。盖亚假设在20世纪中叶发展,将地球的环境和生命视为一种单一的自我调节生物,从而广泛地稳定了可居住的条件。
从太空中拍摄的地球图像,尤其是在阿波罗计划期间,人们因改变了人们所居住的地球的方式而被认为是概述效应的方式,强调了其美丽,独特性和明显的脆弱性。特别是,这导致了人类活动对地球环境的影响范围的实现。由科学启用,尤其是地球观察,人类已经开始对全球环境问题采取行动,承认人类的影响和地球环境的相互联系。
科学研究导致人们对地球的看法发生了几种文化变革的转变。在古希腊,对平坦地球的最初信仰逐渐被球形地球的思想逐渐流离失所,这归因于哲学家毕达哥拉斯和帕门尼德斯哲学家。直到16世纪,地球通常被认为是宇宙的中心。
直到19世纪,地质学家才意识到地球的年龄至少有数百万年。开尔文勋爵使用热力学来估计1864年地球时代在2000万至4亿年之间,引发了有关该主题的激烈辩论。只有在19世纪末和20世纪初发现放射性和放射性约会时,确定了地球年龄的可靠机制,证明地球的年龄为数十亿年。