08.03 關於地球,你知道多少?帶你深入認識這顆“藍星”

地球是太陽系中距太陽第三近的行星,也是迄今為止我們發現的唯一一個有生命體存在的天體。儘管地球是太陽系中第五大行星,但卻是太陽系中唯一一個表面存在液態水的行星。地球是距離太陽最近的四個行星中最大的一個,這四個行星都是由岩石和金屬構成的,而地球僅比其附近的金星大一點點。

關於地球,你知道多少?帶你深入認識這顆“藍星”

Earth這個詞已有1000多年的歷史。除地球以外,其它所有的行星都是以希臘和羅馬神話中的神的名字命名的。Earth這個詞來自日耳曼語,意思是“土地”。

地球的大小以及同太陽的距離

地球半徑為6,371公里,是最大的類地行星,也是太陽系中第五大行星。

地球與太陽之間的平均距離為1.5億公里,正好是一個天文單位(縮寫為A.U.,其數值取地球和太陽之間的平均距離)。天文單位為比較太陽系中各行星與太陽之間的距離提供了一種較為簡便的方法。

關於地球,你知道多少?帶你深入認識這顆“藍星”

圖解:光從離開太陽表面算起,需大約8分17秒才能到達地球。

來自太陽的光到達地球大約需要8分鐘的時間。

公轉與自轉

當地球圍繞太陽運行的同時還在進行著自轉,自轉一圈需要約23.9小時。繞太陽公轉一週需要約365.25天。我們現行使用的日曆系統將一年默認為365天,而地球繞太陽公轉一週所多出來的四分之一天對這一系統產生了一定的影響。為了讓我們日曆一年的時間與地球繞太陽公轉一週的時間保持一致,日曆中每四年就會增加一天,即該年有366天。增加的那天就是閏日,那一年就是閏年。

關於地球,你知道多少?帶你深入認識這顆“藍星”

圖解:深太空氣候觀測站在2016年5月29日拍攝的地球自轉影像。

地球自轉軸與公轉軌道所在的平面存在23.4°的夾角,這樣就形成了四季交替。在一年中的部分時間,北半球是向面向太陽的方向傾斜的,而南半球是向背離太陽的方向傾斜的。隨著太陽在天空中的高度增高,北半球地面所獲得的太陽光熱也越多,這時北半球就是夏季;與此同時,南半球只能獲得較少的太陽光熱,這時南半球就是冬季。六個月之後,情況相反。春秋兩季,南北半球獲得的太陽光熱是大致相同的。

關於地球,你知道多少?帶你深入認識這顆“藍星”

圖解:地球自轉的模擬動畫,顯示地球以約23.5度的傾角自轉

地球結構

約45億年前,太陽系形成目前的天體佈局時,在引力的作用下,旋轉的氣體和塵埃形成了地球,併成為了按距離太陽遠近來算第三顆行星。同其它類地行星一樣,地球由中心地核、岩石地幔以及堅硬的地殼構成。

關於地球,你知道多少?帶你深入認識這顆“藍星”

圖解:從外大氣層向內的地球剖面圖。左邊的圖不按比例。

地球是一顆多岩石的類地行星,其表面有山脈、山谷、峽谷、平原等多種地形。同時,地球又是特殊的,其高達70%的表面都由水覆蓋,“水球”這一稱號名副其實。

地球的大氣主要是由氮氣組成的,但也有足夠的氧氣供我們呼吸。大氣層同時還保護我們免受流星體的影響,大部分的流星在撞擊地球之前就會分裂。

地球內部結構

地球由四個主要圈層組成,從地心至地表依次是內核、外核、地幔和地殼。

地球內核是一個半徑約為1,221公里的以鐵和鎳為主的實心球體,溫度高達9,800華氏度(即5,400攝氏度)。內核之外是外核,厚度大約有2,300千米,是由液態鐵和液態鎳組成的。

關於地球,你知道多少?帶你深入認識這顆“藍星”

圖解:地球的內部構造。1:大陸地殼;2:海洋地殼;3:上地幔;4:下地幔;5:外核;6:內核;A:莫霍面;B:古登堡面;C:萊曼面

地幔是介於地核和地表之間的中間層,其厚度約2,900千米,是最厚的一層。它本身是滾熱黏稠的熔融巖混合物,有點像焦糖。最外層是地殼,大陸上平均厚度約為30千米;海洋地殼較薄,從海底延伸至地幔頂部約5千米。

地表

和火星和金星一樣,地球上也有火山、山脈和山谷。地球的岩石圈,包括地殼(大陸和海洋)和上地幔,被分裂成了巨大板塊並不斷移動。例如,北美板塊向西移動到太平洋盆地上方,其移動速度相當於人類指甲生長的速度。板塊相互擠壓碰撞,或者是破裂錯動,就產生了地震,同時也有可能會形成山脈。

關於地球,你知道多少?帶你深入認識這顆“藍星”

圖解:現今地球表面的地形,數據來自美國國家地球物理數據中心

地球表面約70%都是海洋,平均深度約為4千米,佔地球總水量的97%。地球上幾乎所有的火山都隱藏在這些海洋底下。夏威夷的冒納凱阿火山從山頂到山底的高度大於珠穆朗瑪峰高度,但其大部分都在水下。地球上最長的山脈也在水下,位於北冰洋和大西洋底部,即大洋中脊,其長度約為安第斯山脈、落基山脈以及喜馬拉雅山脈長度總和的四倍。

大氣

在地表附近是大氣,其中78%是氮氣、21%是氧氣,另外1%是其他如氬氣、二氧化碳和氖氣等的其他氣體。大氣層會影響地球的長期氣候和短期天氣,並保護免受來自太陽的大部分有害輻射。大氣層還保護我們免受流星體的影響,在流星體撞擊地球之前,它們大部分就會在大氣中燃燒,也就是夜空中的流星。

關於地球,你知道多少?帶你深入認識這顆“藍星”

圖解: 被地球大氣層局部籠罩的月球,由美國國家航空航天局拍攝。

生命存在的可能性

由於地球有著適宜的溫度以及其本身所擁有的各種化學物質的混合,生命的存在就有了可能性。最獨特之處在於,由於其溫度允許液態水長期存在,地球大部分都是由水覆蓋的。約38億年前,生命就產生於這廣闊的海洋之中。

遺憾的是,由於氣候變化的持續影響,地球所具有的一些對於維持生命有益的特徵正在發生變化。

衛星

地球是唯一一個只擁有一顆天然衛星的行星。對於我們來說,地球的天然衛星——月球,是夜空中最明亮也是最熟悉的物體。在很多方面,正是因為有了月球,地球才能成為一個美好的生命家園。它穩定了地球的搖擺,使得氣候在數千年的時間內變化都較小。

地球軌道上有時會暫時有一些小行星和巨石塊,在回到它們自己的軌道之前,往往會被地球的引力縛住幾個月甚至幾年。有些小行星還會長期和地球一起繞太陽運行。

關於地球,你知道多少?帶你深入認識這顆“藍星”

圖解:月蝕期間呈淡紅色的月球

有些衛星是行星引力俘獲的岩石碎片,但月球卻可能是數十億年前的一次碰撞的結果。當地球還是一顆年輕的行星的時候,一大塊岩石砸向了它,併成為了地球內部的一部分。由此產生的石塊聚集形成了月球。月球的半徑約為1,738千米,是太陽系中第五大衛星,其餘四大衛星依次是木衛三、土衛六、木衛四、木衛一。

月球和地球的距離比絕大多數人印象中的還要遠,平均距離是384,400公里,也就是說,地球和月球之間理論上允許存在30個地球大小的行星。

行星環

地球沒有行星環。

磁層

地球的快速旋轉以及鐵鎳核心使地球產生了地磁場,這讓太陽風在太空中扭成了淚滴狀。(太陽風是從太陽連續射出的帶電粒子流。)當來自太陽風的帶電粒子流被困在地球磁場中時,它們會和地球磁極上方的空氣分子發生碰撞,空氣分子開始發光形成極光。

關於地球,你知道多少?帶你深入認識這顆“藍星”

圖解:地球磁層示意圖。太陽風由左向右。

因為磁場,無論轉向哪個方向,羅盤指針始終都會指向南極。但是,地球磁極是可以改變的,磁場會倒向。地質記錄顯示,平均每40萬年會發生一次磁極倒轉,但是時間非常不規律。就人們所知,這種磁極倒轉並不會對地球上的生命造成任何傷害,而且至少在一千年以內這樣的倒轉都不太可能會發生。但是當磁極倒轉真正發生時,指南針的指針可能在幾個世紀之內指向許多不同的方向,直到它最後指向南方。

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. 浮生若水- solarsystem

如有相關內容侵權,請於三十日以內聯繫作者刪除


分享到:


相關文章: