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地球
太陽系八大行星之一
地球(Earth)是太陽系八大行星之一,按離太陽由近及遠的次序排為第三顆,也是太陽系中直徑、質量和密度最大的類地行星,距離太陽1.5億公里。地球自西向東自轉,同時圍繞太陽公轉。現有40~46億歲,它有一個天然衛星——月球,二者組成一個天體系統——地月系統。46億年以前起源於原始太陽星雲。
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,呈兩極稍扁赤道略鼓的不規則的橢圓球體。地球表面積5.1億平方公里,其中71%為海洋,29%為陸地,在太空上看地球呈藍色。
地球內部有核、幔、殼結構,地球外部有水圈、大氣圈以及磁場。地球是目前宇宙中已知存在生命的唯一的天體,是包括人類在內上百萬種生物的家園。
地球的英文名Earth源自中古英語,其歷史可追溯到古英語(時常作“eorðe”),在日耳曼語族諸語中都有同源詞,其原始日耳曼語詞根構擬為“*erþō”。拉丁文稱之為“Terra”,為古羅馬神話中大地女神忒亞之名。希臘文中則稱之為“Γαῖα”(Gaia),這個名稱是希臘神話中大地女神蓋亞的名字。
中文“地球”一詞最早出現於明朝的西學東漸時期,最早引入該詞的是義大利傳教士利瑪竇(MatteoRicci,1552-1610),他在《坤輿萬國全圖》中使用了該詞。清朝後期,西方近代科學引入中國,地圓說逐漸為中國人所接受,“地球”一詞(亦作“地毬”)被廣泛使用,申報在創刊首月即登載《地球說》一文。
主詞條:地球歷史,大陸漂移假說
3張
太陽系
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。46億年前誕生時候的地球與21世紀的大不相同。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4200-543Ma。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,廣泛保存,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。
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宇宙中看地球
人類科學家已經能夠重建地球過去有關的資料。太陽系的物質起源於45.672億±60萬年前,而大約在45.4億年前(誤差約1%),地球和太陽系內的其他行星開始在太陽星雲——太陽形成后殘留下來的氣體與塵埃形成的圓盤狀——內形成。通過吸積的過程,地球經過1至2千萬年的時間,大致上已經完全成形。從最初熔融的狀態,地球的外層先冷卻凝固成固體的地殼,水也開始在大氣層中累積。月亮形成的較晚,大約是45.3億年前,一顆火星大小,質量約為地球10%的天體(通常稱為忒伊亞)與地球發生致命性的碰撞。這個天體的部分質量與地球結合,還有一部分飛濺入太空中,並且有足夠的物質進入軌道形成了月球。釋放出的氣體和火山的活動產生原始的大氣層,小行星、較大的原行星、彗星和海王星外天體等攜帶來的水,使地球的水份增加,冷凝的水產生海洋。新形成的太陽光度只有太陽的70%,但是有證據顯示早期的海洋依然是液態的,這稱為微弱年輕太陽謬論矛盾。溫室效應和較高太陽活動的組合,提高了地球表面的溫度,阻止了海洋的凝結。
有兩個主要的理論提出大陸的成長:穩定的成長到現代和在早期的歷史中快速的成長。研究顯示第二種學說比較可能,早期的地殼是快速成長的,隨後跟著長期穩定的大陸地區。在時間尺度上的最後數億年間,表面不斷的重塑自己,大陸持續的形成和分裂。在表面遷徙的大陸,偶爾會結成超大陸。大約在7.5億年前,已知最早的一個超大陸羅迪尼亞開始分裂,稍後又在6億至5.4億年時合併成潘諾西亞大陸,最後是1.8億年前開始分裂的盤古大陸。
主詞條: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,特徵不同。
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。
地質時期與特徵表
地質時期 | 特徵 | 代(界) | 宙(宇) | 距今年數Ma | ||
進 入 太 陽 系 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。在冰里存在著各種生物。 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 | 顯 生 宙 | 65 |
這一時期是月球被地球俘獲形成地月系而開始的。 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。 | 中 生 代 | 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,由於地球自轉形成由兩極向赤道的離心力;在太陽引力作用下,由於地球自西向東轉動,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,開始爆髮式出現即開始復活。 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。 | 古 生 代 | 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。 | 元 古 宙 | 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。 | 太 古 宙 | 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 | >4600 |
主詞條:地球質量
星體
地球表面的氣溫受到太陽輻射的影響,全球地表平均氣溫約15℃左右。而在不見陽光的地下深處,溫度則主要受地熱的影響,隨深度的增加而增加。在地球中心處的地核溫度更高達6000℃以上,比太陽光球表面溫度(5778K,5500°C)更高。地球表面最熱的地方出現在巴士拉,最高氣溫為58.8℃。地球北半球的“冷極”在東西伯利亞山地的奧伊米亞康,1961年1月的最低溫度是-71℃。世界的“冷極”在南極大陸,1967年初,俄羅斯人在東方站曾經記錄到-89.2℃的最低溫度。
主詞條:地球形狀
月食時,仔細觀察就會發現投射在月球上的地球影子總是圓的;往南或往北作長途旅行時,則會發現同一個星星在天空中的高度是不一樣的。一些聰明的古人從諸如此類的蛛絲馬跡中就已經猜測到地球可能是球形的。托勒玫的地心說也明確地描述了地球為球形的觀點,但是直到16世紀葡萄牙航海家麥哲倫的船隊完成人類歷史上的第一次環球航行,才真正用實踐無可辯駁地證明了地球是個球體。
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,而是一個兩極部位略扁赤道稍鼓的不規則橢圓球體,誇張地說,有點像“梨子”,稱之為“梨形體”。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,那麼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。
宇宙中的地球
宇宙是沒有“中心”或者“邊界”的,因此我們無法標出地球在整個宇宙中的絕對位置。地球位於可觀測宇宙的中心,這是因為可觀測性是由到地球的距離決定的。在各種尺度上,我們可以以特定的結構作為參照系來給出地球的相對位置。目前依然無法確定宇宙是否是無窮的。
名稱 | 緯線 | 經線 |
定義 | 與地軸垂直並且環繞地球一周的圓圈 | 連接南北兩極並且與緯線垂直相交的半圓。 |
指示方向 | 東西方向。 | 南北方向。 |
長度 | 長度不一,赤道最長。 | 所有經線長度相等。 |
形狀 | 除極點外,緯線圈都是圓 | 所有經線都是半圓。 |
起止度數 | 0度(0°緯線叫赤道)—90°N/S | 0度(0°經線叫本初子午線)—180° |
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E。 |
半球劃分 | 赤道分南、北半球 | 20°W和160°E分東、西半球 |
主詞條:氣候
地球的氣候
兩極地氣候被兩個溫度相差並非很大的區域分隔開來:赤道附近寬廣的熱帶氣候和稍高緯度上的亞熱帶氣候,降水模式在不同地區也差異巨大,降水量從一年幾米到一年少於一毫米的地區都有。
地球的大氣層並無明確邊界。離地表越遠,空氣越稀薄,最後消失在外太空。大氣層四分之三的質量集中在離地表11千米的對流層。來自太陽的能量將地表和上面對流層中的氣體加熱,空氣受熱膨脹,因密度減小而上升,周圍較冷、密度較高的氣體填補過來,形成了大氣環流。這使得熱量重新分佈,併產生各種天氣現象和氣候條件。
主要的大氣環流帶有緯度30°以下赤道地區的信風和緯度30°到60°之間的中緯度西風帶。決定氣候的重要因素還有洋流,尤其是將熱量從赤道海域帶往極地地區的溫鹽環流。
地表蒸發的水蒸氣也通過大氣環流來運送。如果大氣環境適合,溫暖濕潤的空氣上升,然後其中的水汽凝結,形成降水落回地面。降水中的大部分通過河流系統流向低海拔地區,通常會回到海洋中或者聚集在湖泊里。這種水循環是地球能維持生命的重要原因,也是地表構造在漫長地質時期受到侵蝕的主要因素。各地降水量大相徑庭,從一年數千毫米到不到一毫米都有。一個地區的平均降水量由大氣環流、地貌特徵和氣溫差異共同決定。
地球表面獲得的太陽能量隨緯度增高而遞減。高緯度地區太陽照射地面的角度較小,陽光必須通過的大氣層較厚,因此年平均氣溫較低。緯度每增高1度,海平面處的年平均氣溫就降低大約0.4°C變化(0.7°F變化)。地球表面可分為氣候大致相似的若干緯度帶,從赤道到兩極依次是熱帶、亞熱帶、溫帶和極地氣候。根據各地氣溫和降水量的異同可以劃定不同的氣候類型。常用的柯本氣候分類法將全球氣候分為五大類:A類熱帶氣候,B類乾旱氣候,C類溫帶氣候,D類冷溫帶氣候,E類極地氣候和高山氣候,每個大類被進一步分為若干小類。
緯度並非氣候的決定因素。由於水的比熱比岩土的比熱大,海洋性氣候往往比大陸性氣候更為溫和。事實上,南半球處於夏季時地球離太陽更近,導致南半球全年接受到的輻射總量比北半球多。若不是南半球的水域面積比北半球更大,多出的水域吸收了多餘的輻射,南半球的平均氣溫將比北半球高2.3°C。大氣環流和洋流的影響同樣重要。在高緯度地區,受到暖流和西風的作用,大陸西岸的氣候往往比同緯度內陸及大陸東岸的氣候更為溫和。北歐北部處於北極圈內,氣候卻比較適宜。緯度較低的加拿大北部及俄羅斯遠東地區反而呈現寒冷的極地氣候。在南美洲低緯度地區的西岸,受到秘魯寒流的影響,夏季沒有酷暑。此外,氣候還與高度有關,海拔越高,氣候越寒冷。
海陸分佈
地球總面積約為5.10072億平方千米,其中約29.2%(1.4894億平方千米)是陸地,其餘70.8%(3.61132億平方千米)是水。陸地主要在北半球,有五個大陸:歐亞大陸、非洲大陸、美洲大陸、澳大利亞大陸和南極大陸,另個還有很多島嶼。大洋則包括太平洋、大西洋、印度洋,北冰洋和南冰洋五個大洋及其附屬海域。海岸線共35.6萬千米。
極端海拔
陸地上最低點:死海-418米
全球最低點:馬里亞納海溝-11,034米
全球最高點:珠穆朗瑪峰8848.86米
世界人口總數是人類在一個特定的時間內在地球上生活的數目。根據美國人口調查局的估計,世界人口在18世紀工業革命后不斷增長,最快的世界人口增長率(高於1.8%)出現於20世紀50年代。截至2020年,全世界約有78億人。預測世界人口將繼續增長,到2050年將達92億人,其中在發展中國家將可能發生人口快速增長的情形。世界各處人口密度差異巨大,大部分人口居住在亞洲。預計在2020年全世界將有60%人口居住於都市中,而非農村地區。
截至2015年,全球共有193個主權國家是聯合國會員國,此外還有2個觀察員國,以及72個屬地與有限承認國家。亞洲(48個國家),歐洲(44個國家/2個地區),非洲(53個國家/3個地區),大洋洲(14個國家/10個地區),北美洲(23個國家/13個地區),南美洲(12個國家/1個地區)。地球的陸地表面,除了南極洲部分地區、沿著多瑙河西岸的一些土地以及位於埃及與蘇丹之間的無主地比爾泰維勒之外,均為主權獨立國家所擁有。雖然有一些民族國家有統治世界的企圖,但從未有一個主權政府統治過整個地球。
據估計,地球上只有八分之一的地方適合人類居住。其中有四分之三覆蓋著海水,四分之一則是陸地。沙漠(14%)、高山(27%)以及其他不適合人類居住的地形占陸地總面積的二分之一。位於加拿大努納武特地區埃爾斯米爾島的阿勒特(82°28′N)為全球最北端的永久居住地;而位於南極洲的阿蒙森-史考特南極站(90°S)則是全球最南端的永久居住地,此地幾乎完全接近南極點。
世界人口總數是人類在一個特定的時間內在地球上生活的數目。根據美國人口調查局的估計,截至2013年1月4日,全世界約有70.58億人。世界人口在15世紀的黑死病后不斷增長,最快的世界人口增長率(高於1.8%)出現於20世紀50年代。根據世界人口預測,世界人口將繼續增長直到2050年。
世界上共有233個國家和地區,其中共有197個國家(主權國家195個,准主權國家2個:庫克群島和紐埃,不含馬爾他騎士團)、36個地區。亞洲47個國家、歐洲45個國家、非洲54個國家、大洋洲16個國家、北美洲23個國家、南美洲12個國家。
主詞條: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、外核液體圈和固體內核圈。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,位於地面以下平均深度約150公里處。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。對於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,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。地球各圈層在分佈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佈的,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。
固體地球結構表 | ||||||||
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地球圈層名稱 | 深度 (公里) | 地震 縱波速度 (公里/秒) | 地震 橫波速度 (公里/秒) | 密度(克/立方厘米) | 物質 狀態 | |||
一級 分層 | 二級 分層 | 傳統 分層 | ||||||
外 球 | 地殼 | 地殼 | 0-33 | 5.6-7.0 | 3.4-4.2 | 2.6-2.9 | 固態物質 | |
外 過 渡 層 | 外過渡層 (上) | 上地幔 | 33-980 | 8.1-10.1 | 4.4-5.4 | 3.2-3.6 | 部分 熔融物質 | |
外過渡層 (下) | 下地幔 | 980-2900 | 12.8-13.5 | 6.9-7.2 | 5.1-5.6 | 液態—固態物質 | ||
液 態 層 | 液態層 | 外地核 | 2900-4700 | 8.0-8.2 | 不能通過 | 10.0-11.4 | 液態物質 | |
內 球 | 內過 度層 | 過度層 | 4700-5100 | 9.5-10.3 | 12.3 | 液態—固態物質 | ||
地核 | 地核 | 5100-6371 | 10.9-11.2 | 12.5 | 固態物質 |
主詞條:大氣圈
地球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2000~1.6萬公里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,相當於地球總質量的0.86%。由於地心引力作用,幾乎全部的氣體集中在離地面100公里的高度範圍內,其中75%的大氣又集中在地面至10公里高度的對流層範圍內。根據大氣分佈特徵,在對流層之上還可分為平流層、中間層、熱成層等。
主詞條: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。從離地球數萬公里的高空看地球,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1.66×10^24g,約為地球總質量的1\3600,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,那麼全球將被深達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。
主詞條:生物圈
由於存在地球大氣圈、地球水圈和地表的礦物,在地球上這個合適的溫度條件下,形成了適合於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。
主詞條:岩石圈
對於地球岩石圈,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公里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公里。由於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係,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。由於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佈在大洋盆地中,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繫的"全球構造學"理論。
主詞條:軟流圈
在距地球表面以下約100公里的上地幔中,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,它位於上地幔的上部即B層。在洋底下面,它位於約60公里深度以下;在大陸地區,它位於約120公里深度以下,平均深度約位於60~250公里處。現代觀測和研究已經肯定了這個軟流圈層的存在。也就是由於這個軟流圈的存在,將地球外圈與地球內圈區別開來了。
主詞條:地幔圈
地震波除了在地面以下約33公里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公里深度的界面處,屬於地幔圈。由於地球外核為液態,在地幔中的地震波S波不能穿過此界面在外核中傳播。P波曲線在此界面處的速度也急劇減低。這個界面是古登堡在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界面。整個地幔圈由上地幔(33~410公里)、下地幔的D′層(1000~2700公里深度)和下地幔的D″層(2700~2900公里深度)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。
主詞條:外核液體圈
地幔圈之下就是所謂的外核液體圈,它位於地面以下約2900-5120公里深度。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公里深度稱為E層,完全由液體構成。4980-5120公里深度層稱為F層,它是外核液體圈與固體內核圈之間一個很簿的過渡層。
主詞條:固體內核圈
美麗的地球
主詞條:地球自轉
地球存在繞自轉軸自西向東的自轉,平均角速度為每小時轉動15度。在地球赤道上,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。人們最早利用地球自轉作為計量時間的基準。自20世紀以來由於天文觀測技術的發展,人們發現地球自轉是不均的。1967年國際上開始建立比地球自轉更為精確和穩定的原子時。由於原子時的建立和採用,地球自轉中的各種變化相繼被發現。天文學家已經知道地球自轉速度存在長期減慢、不規則變化和周期性變化。
地球自轉的周期性變化主要包括周年周期的變化,月周期、半月周期變化以及近周日和半周日周期的變化。周年周期變化,也稱為季節性變化,是20世紀30年代發現的,它表現為春天地球自轉變慢,秋天地球自轉加快,其中還帶有半年周期的變化。周年變化的振幅為20~25毫秒,主要由風的季節性變化引起。半年變化的振幅為8~9毫秒,主要由太陽潮汐作用引起的。此外,月周期和半月周期變化的振幅約為±1毫秒,是由月亮潮汐力引起的。地球自轉具有周日和半周日變化是在最近的十年中才被發現並得到證實的,振幅只有約0.1毫秒,主要是由月亮的周日、半周日潮汐作用引起的。
2021年2月10日消息,研究顯示,從2020年年中以來,地球的自轉速率呈加快趨勢,自轉速度已達過去50年來最快速度,這意味著,一天已不足24個小時了。
主詞條:地球公轉
地球公轉的軌道是橢圓的,公轉軌道半長徑為149597870公里,軌道的偏心率為0.0167,公轉的平均軌道速度為每秒29.79公里;公轉的軌道面(黃道面)與地球赤道面的交角為23°27',稱為黃
從國際空間站俯瞰地球赤交角。地球自轉產生了地球上的晝夜變化,地球公轉及黃赤交角的存在造成了四季的交替。
從地球上看,太陽沿黃道逆時針運動,黃道和赤道在天球上存在相距180°的兩個交點,其中太陽沿黃道從天赤道以南向北通過天赤道的那一點,稱為春分點,與春分點相隔180°的另一點,稱為秋分點,太陽分別在每年的春分(3月21日前後)和秋分(9月23日前後)通過春分點和秋分點。對居住的北半球的人來說,當太陽分別經過春分點和秋分點時,就意味著已是春季或是秋季時節。太陽通過春分點到達最北的那一點稱為夏至點,與之相差180°的另一點稱為冬至點,太陽分別於每年的6月22日前後和12月22日前後通過夏至點和冬至點。同樣,對居住在北半球的人,當太陽在夏至點和冬至點附近,從天文學意義上,已進入夏季和冬季時節。上述情況,對於居住在南半球的人,則正好相反。
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 | 6.3 | 多細胞生物出現 |
19 | 顯生宙、古生代、寒武紀 | 5.42 | 寒武紀生命大爆發 |
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;裸子植物出現;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 |
24 | 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 | 中生代、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45%生物滅絕,有胎盤的哺乳動物出現 |
28 | 第三代 | 未知 | 動植物都接近現代 |
29 | 第四代 | 0.0621 | 人類出現 |
21世紀科學家對地球的年齡再次進行了確認,認為地球產生要遠遠晚於太陽系產生的時間,跨度約為1.5億年左右這遠遠晚於此前認為的30-4500萬年。此前科學家通過太陽系年齡計算公式算出了太陽系產生的時間為55.68億年前,而地球產生的年齡要比太陽系晚30億年到45億年左右,大約為25.48億年前左右。在2007年時,瑞士的科學家對此數據進行了修正,認為地球的產生要在太陽系形成的6200萬年之後。
科學家一般是通過同位元素鉿182和鎢182兩种放射元素來計算地球和月球年齡的。鉿182的衰變期為900萬年衰變之後的同位素為鎢182,而鎢182則是地核的組成部分之一。科學家們認為在地球形成時,幾乎所有的鉿182元素全部已經衰變成了鎢182。僅有極少量存在,正是這微量的鉿182才能夠幫助科學家測算地球的真實年齡。尼爾斯研究所的教授說道:“所有的鉿完全衰變成鎢需要50-60億年的時間,並且都會沉在地核,而新的表明,地球和月球上地幔含有的元素量高於太陽系,而經過測算時間大約為1.5億年左右”
主詞條:地球衛星,月球
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地球與月亮
地球有一個衛星月球,月球俗稱月亮,也稱太陰。在太陽系中是地球唯一的天然衛星。月球是最明顯的天然衛星的例子。在太陽系裡,除水星和金星外,其他行星裡面都有天然衛星。月球直徑約3476公里,是地球的1/4。體積只有地球的1/49,質量約7350億億噸,相當於地球質量的1/81,月球表面的重力差不多是地球重力的1/6。
2021年4月,每年許多來自彗星和小行星的塵埃會穿過地球大氣層並形成流星,其中一些塵埃會以微隕石的形式到達地面。一項新研究發現,每年約有5200噸這樣的微隕石落到地球上。該研究結果於15日發表在學術期刊《地球與行星科學通訊》上。