
著名的“蓝色弹珠”照片,由阿波罗17号太空船于1972年拍摄 |
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| 轨道资料 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 历元 J2000 | ||||||||||
| 远日点距离: | 152,097,701 km (1.016 710 333 5 AU) |
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| 近日点距离: | 147,098,074 km (0.983 289 891 2 AU) |
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| 轨道半长轴: | 149,597,887.5 km (1.000 000 112 4 AU) |
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| 轨道半短轴: | 149,576,999.826 km (0.999 860 486 9 AU) |
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| 轨道周长: | 924,375,700 km ( 6.179 069 900 7 AU) |
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| 轨道离心率: | 0.016 710 219 | |||||||||
| 平均公转速度: | 29.783 km/s (107,218 km/h) |
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| 最大公转速度: | 30.287 km/s (109,033 km/h) |
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| 最小公转速度: | 29.291 km/s (105,448 km/h) |
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| 轨道倾角: | 0 (7.25°至太阳赤道) |
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| 升交点赤经: | 348.739 36° | |||||||||
| 近日点辐角: | 114.207 83° | |||||||||
| 卫星: | 1个(月球) | |||||||||
| 物理特征 | ||||||||||
| 椭圆率: | 0.003 352 9 | |||||||||
| 平均半径: | 6,372.797 km | |||||||||
| 赤道半径: | 6,378.137 km | |||||||||
| 两极半径: | 6,356.752 km | |||||||||
| 纵横比: | 0.996 647 1 | |||||||||
| 赤道圆周: | 40,075.02 km | |||||||||
| 子午圈圆周: | 40,007.86 km | |||||||||
| 平均圆周: | 40,041.47 km | |||||||||
| 表面积: | 510,065,600 km² | |||||||||
| 陆地面积: | 148,939,100 km²(29.2 %) | |||||||||
| 水域面积: | 361,126,400 km²(70.8 %) | |||||||||
| 体积: | 1.083 207 3×1012 km³ | |||||||||
| 质量: | 5.9742×1024 kg | |||||||||
| 平均密度: | 5,515.3 kg/m³ | |||||||||
| 赤道表面重力: | 9.780 1 m/s²]] (0.997 32 g) |
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| 宇宙速度: | 11.186 km/s(≅39,600 km/h) | |||||||||
| 恒星自转周期: | 0.997 258 d (23.934 h) | |||||||||
| 赤道旋转速率: | 465.11 m/s | |||||||||
| 轴倾斜: | 23.439 281° | |||||||||
| 北极赤经: | 未定义° | |||||||||
| 赤纬: | +90° | |||||||||
| 反照率: | 0.367 | |||||||||
| 表面温度: 热力学温标 摄氏温标 |
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| 形容用词: | Terrestrial、Terran、 Telluric、Tellurian、 Earthly |
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| 大气 | ||||||||||
| 表面压力: | 101.3 kPa(海平面) | |||||||||
| 大气组成: | 78.084% 氮 20.946% 氧 0.934% 氩 0.0381% 二氧化碳 水蒸汽(依气温而有所不同) |
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地球是太阳系中行星之一,按离太阳由近而远的次序,排列为第三,它是太阳系类地行星中最大的一颗,也是现代科学目前确证惟一存在生命的行星,科学家估计地球的年龄大约有45亿7千万年(4.57×109年),在行星形成后不久,可能曾遭受小型天体撞击而产生一个天然卫星-月球,环中交叉十字为地球的天文符号,十字的两画分别代表子午线和赤道,另一种画法则把十字放在环形的上方(Unicode:♁)。
目录 |
地球有内核到地表的构成是有一定规律的。
如同其他的类地行星,地球内部从外向内分别为硅质地壳、高度粘滞状地幔、以及一个外层为非粘滞液态内部为固态的地核。地核液体部份导电质的对流使得地球产生了微弱的地磁场。
地球内部的金属质不断的通过火山和大洋裂缝涌出地表(参见海底膨胀条目)。组成地壳大部分的岩石年龄都不超过1亿(1×108)年;目前已知的最古老的地壳年龄大约有44亿(4.4×109)年历史。[1]
总体来说,地球大部分的质量是由下列元素组成:
地球内部温度高达5270K(4996.85 摄氏度)。行星内部的热量来自于其形成之初的“吸积”(参见重力结合能)。这之后的热量来自于类似铀钍和钾这类放射性元素的衰变。从地球内部到达地表的热量只有地表接收太阳能量的1/20000。
| 深度 | 内部层 | |
|---|---|---|
| 公里 | 英里 | |
| 0–60 | 0–37 | 岩石圈(约分布于5或200公里之处) |
| 0–35 | 0–22 | 地壳(约分布于5或70公里之处) |
| 35–60 | 22–37 | 地幔外层(岩浆) |
| 35–2890 | 22–1790 | 地幔 |
| 100–700 | 62–435 | 软流圈 |
| 2890–5100 | 1790–3160 | 地核外核 |
| 5100–6378 | 3160–3954 | 地核内核 |
“地球”的平均密度为5515kg/m3,是太阳系中密度最高的行星。但地球表面物质的密度只有大约3000kg/m3,所以一般认为地核处存在高密度物质-在地球形成早期,大约45亿(4.5×109)年前,地球几乎是由熔化的金属组成的,这就导致了地球中心处发生高密度物质聚集,低密度物质移向地表的过程(参见行星分异作用)。地核大部分是由铁所组成(占80%),其余物质基本上是镍和硅。像铀等高密度元素要么在地球是稀少的,要么就是和轻元素相结合存在于地壳中(参见长英矿物条目)。
地核位于古登堡界面以内,地核又以利曼界面为界分为两部分:一个半径约1250km的内核,即G层,以及一个在内核外部一直到距地心约3500km的液态外核,即E、F层。F层是地核与地幔的过渡层。
一般的,人们认为地球内核是一个主要由铁和一部分镍组成的固态核心。一个不同的观点则认为内核可能是由单铁结晶组成。包在内核外层的外核一般认为是由液态铁质混和液态镍和其他轻元素组成的。通常,人们相信外核中的对流加上地球的快速自转-通过发电机理论(参见科里奥利力)-是产生地磁场的原因。固态内核因为温度过高以至于不可能产生一个永磁场(参见居里点)。但内核仍然可能保存有液态外核产生的磁场。
最近的观测证据显示内核可能要比地球其他部分自转的快一点,一年大约相差2°。
从地核外围约2900公里深处的古登堡界面一直延伸到约33公里深处莫霍界面的区域被称作地幔。在地幔底部的压力大约是1.40Matm(140GPa)。那里大部分都是由富含铁和镁的物质所组成。物质的熔点取决于所处之处的压力。随着进入地幔的深入的增加,受到的压强也逐渐增加。地幔的下部一般被认为是固态的,上地幔人们则一般认为是由塑性物质所构成。上地幔区域物质的粘滞度在1021至1024Pa·s之间,具体数据依据深度而变化[2],所以上地幔才有可能缓慢地流动。
地球内核是固态、外核是液态、而地幔却是固态或塑性的,其原因在于不同地层物质的熔点,以及随着深度增加的温度和压强。在地表温度足够低,主要成分镍铁合 金和硅岩呈固态。地幔上层的硅岩基本是固态的,局部有熔化的,但总的说来由于温度高且压强较小,粘滞度相对较低。而地幔下层由于巨大的压强,粘滞度要比上层的大得多。金属质的镍铁外核因为合金熔点低,尽管压强巨大,还是呈液态。最终,极大的压强使得内核呈固态。
地壳指的是从地面至平均深度约33km深处的莫霍界面的地下区域。薄的洋底壳是由高密的镁硅酸铁岩(镁铁矿)构成。硅酸镁铁岩是组成大洋盆地的基础材料。比较厚的陆壳是由密度较小的铝硅酸钾钠岩(长英矿物)所构成。地壳与地幔的交界处呈现不同的物理特性:首先,存在一个使地震波传播速率发生改变层称做莫霍洛维奇分界面的物理界线面,一般认为,产生分界面的原因是因为上部构成的岩石包括了斜长石而下部没有长石存在。第二个不同点就是地壳与地幔间存在化学改变-大洋壳深处部分观察到超碱性积累和无磁场的斜方辉橄岩的差别以及大洋壳挤压陆壳产生的蛇绿岩之间的差别。
地球是目前已知的唯一仍然拥有生命存在地方。整个行星的生命形式有时被称为是生物圈的一部分。生物圈覆盖大气圈的下层、全部的水圈及岩石圈的上层。生物圈通常据信始于自35亿(3.5×109)年前的进化。生物圈又分为很多不同的生物群系。根据相似的存在范围划分为植物群和动物群。在地面上,生物群落主要是以纬度划分,陆地生物群落在北极圈和南极圈内缺乏相关的植物和动物,大部分活跃的生物群落都在赤道附近。
地球拥有一个由78%的氮气、 21%的氧气、和1% 的氩气混和微量其他包括二氧化碳和水蒸汽组成的厚密大气层。大气层是地球表面和太阳之间的缓冲。地球大气的构成并不稳固,其中成份亦被生物圈所影响。如大气中大量的自由二价氧是地球植物通过太阳能量制造出来的。离开这些植物,氧气将通过燃烧快速与物质重新结合。自由(未化合)的氧元素对地球上的生命意义重大。
地球大气是分层的。主要包括对流层、平流层、中间层、热层和逸散层。所有的层在全球各地并不完全一致并且随着季节而有所改变。
地球大气圈的总质量大约是5.1×1018kg,是地球总质量的0.9 ppm。
地球是太阳系中唯一表面含有液态水的行星。水覆盖了地球表面71%的面积(96.5%是海水,3.5%是淡水[3])。水在五大洋和七大陆都存在。地球的太阳轨道、火山活动、地心引力、温室效应、地磁场以及富含氧气的大气这些因素相结合使得地球成为一颗水之行星。
地球正好处在足够温暖能存在液态水的轨道边缘。离开适当的温室效应,地球上的水将都会冻结为冰。古生物学证据显示如果蓝绿藻(藻青菌)在海洋中出现晚一点,温室效应将不足以维持地球表面液态水的存在,海洋可能在1000万至1亿年间冻结,发生冰川纪事件。
当时在像金星这样的行星上,气态的水阻止了太阳的紫外辐射。大气中的氢被吹过的太阳风离子化,其产生的效果虽然缓慢但结果却不可改变。这也是一个金星上为何没有水的假说:离开了氢原子,氧气将与地表物质化合并留存在土壤矿物中。
在地球大气中,还存在一个薄薄的“臭氧层”。臭氧在平流层吸收了大气中大部分多余的高能紫外辐射,减低了裂化效应。 臭氧只能由大气中大量自由二价氧原子产生,所以臭氧的产生也依赖于生物圈(植物)。地磁场产生的电离层也保护了地球不会受到太阳风的直接袭击。
最后说明的一点是,火山活动也持续的从地球内部释放出水蒸汽。地球通过水和碳对地幔和火山中的石灰石消解产生二氧化碳和水蒸气(参见行星筑造学)。据估计,仍存留在地幔中的水的总量是现在海洋中所有水数量的10倍,虽然地幔中的大部分水可能从来不会释放到地表。
地球水界的总质量大约是1.4 ×1021 kg,计为地球总质量的0.023%。
地球沿着贯串北极至南极的一条轴自西向东旋转一周(1个恒星日)平均需要花时23小时56分4.09894秒。这就是为什么在地球上主要天体(大气中的流星和低轨道卫星除外)一日内向西的视运动是15°/小时(即15'/分钟)-即2分钟一个太阳或月亮的视直径的大小。
在惯性参考坐标系中,地轴运动还包括一个缓慢的岁差运动。这个运动的大周期大约是25800年一个循环,每一次小的章动周期是18.6年。对处于参考坐标系中的地球、太阳与月亮对地球的微小吸引在这些运动的影响下造成地球赤道隆起,并形成类椭圆形的扁球。
地球的自转也是有轻微的扰动的。这称为极运动。极运动是准周期性的,所谓的准周期包括一个一年的晃动周期和一个被称为钱德勒摆动的14个月周期。自转速度也会相应改变。这个现象被称为日长改变。
公转周期为365.2564个平太阳日(即1个恒星年)。地球的公转使得太阳相对其他恒星的视运动大约是1°/日-这就相当于每12小时一个太阳或月亮直径的大小。公转造成的视运动效果与自转造成的正好相反。
地球公转轨道速度是30 km/s,即每7分钟经过一个地球直径,每4小时经过一个地月距离。
地球惟一的天然卫星是月球。其围绕地球旋转一周需要用时一恒星月(27又1/3日)。因此从地球上看来月球的视运动相对太阳大约是12°/日-即每小时一个月球直径,方向同样与自转效果相反。
如果在地球北极进行观测,则地球的公转、月球运行以及地球自转都将是逆时针的。
地球的轨道和轴位面并非是一致的:地轴倾斜与地日平面交角是23.5度,这产生了四季变化;地月平面与地日平面交角大约为5度,如果没有这个交角,则每月都会发生日蚀。
地球的Hill大气层(大气影响范围)的半径大约为1.5 G米,这个范围足以覆盖月球的轨道了。
在惯性参考坐标系中,地轴运动还包括一个缓慢的岁差运动。这个运动的大周期大约是25800年一个循环,每一次小的章动周期是18.6年。对处于参考坐标系中的地球、太阳与月亮对地球的微小吸引在这些运动的影响下造成地球赤道隆起,并形成类椭圆形的扁球。
地球的自转也是有轻微的扰动的。这称为极运动。极运动是准周期性的,所谓的准周期包括一个一年的晃动周期和一个被称为钱德勒摆动的14个月周期。自转速度也会相应改变。这个现象被称为日长改变。
因为地球气候从亘古到现在都有发生巨大变化并且这种变化将继续演进,很难把地球气候概括。地球上与天气和气候有关的自然灾害包括龙卷风、台风、洪水、干旱等。
两极地气候被两个温度相差并非很大的区域分隔开来:赤道附近宽广的热带气候和稍高纬度上的亚热带气候,降水模式在不同地区也差异巨大,降水量从一年几米到一年少于一毫米的地区都有。
地球总面积约为5.10072亿km2,其中约29.2%(1.4894亿km2)是陆地,其余70.8%(3.61132亿km2)是水。陆地主要在北半球,有四个大陆:欧亚大陆、非洲大陆、美洲大陆、澳大利亚大陆和南极大陆,另个还有很多岛屿。大洋则包括太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋四个大洋及其附属海域。海岸线共356000千米。
大部分地区以及其间生物都遭受过类似热带气旋、飓风、或台风这样的极端天气。也有很多地区发生过地震、山崩、海啸、火山爆发、龙卷风、灰岩坑(地层下陷)、洪水、干旱以及其他气候异常和灾难。
人类开发地球的自然资源是很普遍的。
这些资源中的一些,比如化石燃料,是很难短时间内是很难再重新产生的。这称作不可再生资源。人类文明对不可再生资源的掠取已经成为现代环保主义运动的重要论争之一。
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其他: 88.27% (2001年)
灌溉土地:
两个人类目前居住在环绕地球的国际太空站轨道上。国际空间站成员每六个月轮换一次,所以在轮换期间会有更多的人类在空间站上,有时还会有其他的人类在大气外短暂“旅行”一番。
总体说来,截至2007年,大约有超过400名人类出过地球(到太空)。他们中的大部分都称对地球重新获得理解并且了解到其对维系人类生命存在的重要性。同时他们也都对地球在太空中的美丽而惊讶不已。这些是他们(人类)在地表生活时所无法感受到的。
地球上最北的人类定居点是加拿大埃斯米岛的Alert。最南端的人类定居点是南极洲的阿蒙森-斯科特南极站。这个美国南极站几乎就在南极点上。
年龄结构:
由于一些国家不维护年龄结构的信息、因而在总世界人口和全球年龄结构共计之间存在轻微的误差(2005年)
年龄中位数:
人口增长率:
出生率:
死亡率:
性别比:
出生婴儿死亡率|婴儿夭折率:(2005年估计)
平均寿命:
总出生率:
15岁以上具有读写的能力
地球人到目前为止没有形成一个统治全行星的政府机构。目前,地球陆地表面除了南极洲,所有区域都被某个国家宣称所统治,目前,还有一个全球性的国际组织联合国,但联合国主要是一个国际沟通论坛,它只拥有有限的实现法律的能力和实力。
政区(参看世界政区) 地球上目前共有193个国家,属地以及其他统治方式。
对于地理环境的负熵流:主要是太阳辐射。
对于地理环境的正熵流:地理环境自身的增熵机制,人类系统对于地理环境的正熵流(包括两个部分:人类系统从地理环境获取负熵,人类系统向地理环境排放正熵流。
环境问题的产生:人类系统对于地理环境的正熵流大大超过地理环境所获得的负熵流。
地理环境的再生机制和自净机制。主要能量来源为太阳能。
人类系统向地理环境获取物质和能量。一般是第一产业的生产行为,如:放牧、砍伐森林、渔猎、种植、开采矿产等等。
人类系统向地理环境排放废弃物和热能。主要的行为有:生活行为(涤洗水、生理排放等);第一产业行为(喷撒农药、动物生理排放等等);第二产业行为(温室气体排放、酸性气体排放、电镀厂的有毒液体排放、工业噪声等);第三产业行为(汽车尾气排放、娱乐场所的噪声强光等)
环境问题的产生:人类系统向地理环境获取物质和能量大大超过了环境的再生能力;人类系统向地理环境排放的废弃物和热能大大超过了环境的自净能力;其他的人类行为通过环境对人类系统有负作用的。
目前地球上大范围的遭受到人口过剩、工业灾难(如大气和水污染)、 酸雨及有毒化合物袭击、植被流失(包括过度放牧、森林砍伐、土地荒漠化)、野生动物消失、物种灭绝、土壤退化、土壤过度消耗、腐蚀、和外来物种入侵等环境灾难问题。
人类工业二氧化碳排放增加造成的温室效应导致了大尺度的气候改变的观点是受人关注并存在争议的,相关的研究仍然在进行中。
地球经常被描绘为神迹、神创的(参见盖娅和地球之母条目)。在北欧神话中,地球之神是娇德,娇德是索尔之母,是安那尔之女。
地球有时也被描绘为一艘结实的宇宙飞船。并带有一个需要维护的生命支持系统。
因为地球是如此庞大,在过去人类使用肉眼是很难观测出其整体表面是呈现扁球状的(赤道微隆两极稍平),以至于产生了多种关于平面地球的信仰。在太空飞行发明之前,这种信仰已经一点一点借由观测其他行星形状以及观测到地面球形产生的次生效应(如观察远处船只总是先看见帆再看见船身)而逐渐为人所不信。
旅行者1号拍摄的一张地球照片使卡尔·萨根得到灵感,他把地球描绘为一个宇宙中的暗淡蓝点。
科幻小说中,地球经常是幻想中星系/银河政府的首都或主要管理中心(当星系政府是由人类统治时尤其如此)。经常的,在科幻作品中地球是一个人类统治具有代表性的联邦共和国、帝国或专制统治也偶尔可见——如在《星舰奇航记》和《巴比伦5号》中那样。
尽管如此,在其他科幻作品中,未来的人类将不再记得这个他们祖先曾生活的星球(如和《基地系列》),或即使记得也因为污染过分而离开(《沙丘 (小说)系列》),或者相反在现代地球的同时代的平行世界中,超古代文明的太空移民离开和遗忘《星际大争霸》,还有在远未来的地球生态被一度破坏,还有一小部分人留下和在生态回复后,与重返者冲突《(Turn A )》。
在道格拉斯·亚当斯写的《银河系漫游指南》系列中,他把地球描绘为是“基本无害”的。 在PS2游戏系列《Xenosaga》中,根据其故事背景,人类已经离开地球许久,而地球在其中也被人类赋予了一个名字:“失落的耶路撒冷”
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地球的未来与太阳有密切的关联,由于氦的灰烬在太阳的核心稳定的累积,太阳光度将缓慢的增加,在未来的11亿年中,太阳的光度将增加10%,之后的35亿年又将增加40%[4]。气候模型显示抵达地球的辐射增加,可能会有可怕的后果,包括地球的海洋可能消失[5]。
地球表面温度的增加会加速无机的二氧化碳循环,使它的浓度在9亿年间还原至植物致死的水平(对C4光合作用是10 ppm)。缺乏植物会导致大气层中氧气的流失,那么动物也将在数百万年内绝种[6]。而即使太阳是永恒和稳定的,地球内部持续的冷却,也会造成海洋和大气层的损失(由于火山活动降低)[7]。在之后的十亿年,表面的水将完全消失[8],并且全球的平均温度将达到70° C[来源请求]。
太阳,在它演化 的一部分,在大约50亿年后将成为红巨星。模型预测届时的太阳直径将膨胀至现在的250倍,大约1 天文单位(149,597,871 公里)[4][9]。地球的命运并不很清楚,当太阳成为红巨星时,大约已经流失了30%的质量,所以若不考虑潮汐的影响,当太阳达到最大半径时,地球会在距离太阳大约1.7 天文单位(254,316,380 公里)的轨道上,因此,地球会逃逸在太阳松散的大气层封包之外。然而,绝大部分(如果不是全部)现在的生物会因为与太阳过度的接近而被摧毁[4]。可是,最近的模拟显示由于潮汐作用和拖曳将使地球的轨道衰减,会使地球落入红巨星的太阳大气层内并被摧毁[9]。
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