| surface_area =
| ~ 1% 水蒸气
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| note = no
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地球是太阳系中由內向外的第三顆行星,与太阳平均距离149,597,870公里(1天文單位),位于太阳系宜居带正中位置,直到约40亿年前冥古宙结束才形成稳定的固态地壳。作为行星质量天体,地球本体有着较完整的地质分异,从浅向深包括固态的地壳(分为土壤层和岩石层)、半固态的地幔、熔融态金属的外地核以及固态金属的內地核,同时擁有由外地核產生的地磁场。现今地球表面约有71%的面积被液态水(海洋和湖泊、江河、溪流等陆地水体)覆盖。因为大氧化事件后存活的生物必须能够应对氧化逆境的选择压力,厌氧菌与好氧菌一起共生的混合菌落成为常态,在古元古代中后期更是出现了由厌氧的阿斯加德古菌与好氧的α-变形菌发生内共生而演化而成的真核生物。此后经过数次极端气候变化、全球冰期、大规模氧化和生物集群灭绝事件,生物多样性也不断增多,特别是细胞高度特化的多细胞生物逐渐形成了有能力改变周边自然环境的宏观生物群。早期的生态系统基本上都是水生,其中绝大部分是海洋生态系统,只有少量是淡水生态系统。在约4.5亿年前的古生代奥陶纪,一些被水位变化留在岸边的淡水绿藻和真菌开始演化适应陆地上的干燥环境并演化出了最早的苔藓植物和地衣,此后在志留纪中后期演化出了维管植物和高等真菌开始永久性定殖陆地形成了原始的湿地和河岸带林地。这些陆上植被的出现不但促进了土壤层的形成,也为动物在约4亿年前成功登陆创造了栖息条件,最终导致了陆地生态系统的出现。根据科学界测定,地球已知曾存在过的50亿种物种中,已经灭绝的占约99%;现今存活的物种大约有1,200至1,400万个,其中有记录证实存活的物种120万个,而余下的86%尚未被正式发现。2016年5月,有科学家认为现今地球上大概共出现过1-{zh-hans:万亿;zh-hant:兆}-种物种,其中人类正式发现的仅占十万分之一。2016年7月,研究团队在研究现存生物的基因后推断所有现存生物的共祖中共存在有355种基因。
地球是人類目前唯一能依赖栖息的星球,全世界共有大約82.7億人口。人类自有信史以来就在不断积极探索和研究地球上其它区域,并且开采各种新的自然资源为己所用,自二十世纪中后期甚至已经开始不断尝试离开地球去探索其它地外天体。
命名和辭源
地球的英文名「Earth」源自中古英语{{refn|group=n|「eorþe」、「erþe」、「erde」和「erthe」等单词,在日耳曼语族诸语中都有同源词,其原始日耳曼語词根构拟为「*erþō」。拉丁文称之为“Terra”,此为罗马神话中大地女神之名。希腊文中則称之为“”(),這個名稱是希腊神话中大地女神盖亚的名字。
中文“地球”一词最早出现于明朝的西学东渐时期,最早引入该词的是意大利传教士利玛窦(Matteo Ricci),他于1602年刊行的《坤舆万国全图》中使用了该词。清朝后期,西方近代科学引入中国,地圆说逐渐为中国人所接受,“地球”一词(亦作“地-{毬}-”)被广泛使用,《申报》在1872年创刊首月即登载《地球说》一文。
历史
地球形成
根据放射性定年法的测量结果,太阳系大约在45.6±0.08亿年前形成,而並非現在認知的水。
月球大约形成于45.3亿年前。
太古宙起地球表面开始冷却凝固,形成坚硬的岩石,火山爆发所释放的气体形成了次生大气。最初的大气可能由水汽、二氧化碳、氮组成,水汽的蒸发加速了地表的冷却,待到充分冷却后,暴雨连续下了成千上万年,雨水灌满了盆地,形成了海洋。暴雨在减少空气中水汽含量的同时,也洗去了大气中的很多二氧化碳.人们认为约40亿年前的高能化学反应产生了能够自我复制的分子,又过了5亿年則出现了所有生命的共同祖先,而后分化出細菌與古菌。早期的生命以原核生物的形态存在。根据共生體學說,在生命演化过程中,部分小细胞被吞进大细胞,並内共生於大细胞之中,成为大细胞的细胞器,从而形成结构相对复杂的真核细胞,以及西澳大利亚州岩石裡41亿年前的残骸]]
地球整体上呈球形,但因为自转的效應使得沿贯穿两极的地轴方向稍扁,赤道附近略有隆起,因此严谨来说是微微呈椭球形。地球的参考椭球体平均直径约为,约等于(40,000 km)/π,这个整数并非巧合,而是因为长度单位米的最初定义就是经过法国巴黎的经线上赤道与北极点距离的一千万分之一。
化學組成
地球的总质量约为5.972×1024,即是5,972堯克(Yg)。構成地球的主要化學元素(以下是質量比)有铁(32.1%)、氧(30.1%)、硅 (15.1%)、镁(13.9%)、硫(2.9%)、镍(1.8%)、钙(1.5%)、铝(1.4%);剩下的1.2%是其他微量元素,例如鎢、金、汞、氟、硼、氙等。由於質量層化(質量較高者向中心集中)的緣故,據估算,構成地核的主要化學元素是铁(88.8%),其他構成地核的元素包括镍(5.8%)和硫(4.5%),以及质量合共少於1%的微量元素。構成地幔的主要礦物質則包括輝石(化學式為(Mg,Fe,Ca,Na)(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6)、橄欖石(化學式為(Mg,Fe)2SiO4)等。有些岩石則是氟化物、硫化物和氯化物,但氟、硫和氯在任何地方岩层中的總含量通常遠少於1%。占地壳浅表90%以上体积的火成岩主要由二氧化硅及硅酸盐构成。地球化學家基於1,672個對各種岩石的分析進行計算,推論出99.22%的岩石是以下表列出的氧化物構成,亦有其他含量較少的成分
|—
|- style="background:#FEFEFE;"
|0–35
|style="text-align:left;"| 地壳
|2.2–2.9
|- style="background:#FEFEFE;"
|35–60
|style="text-align:left;"| 地幔顶层
|3.4–4.4
|-
|35–2,890
|style="text-align:left;"|地幔
|3.4–5.6
|- style="background:#FEFEFE;"
|100–700
|style="text-align:left;"| 软流层
|—
|-
|2,890–5,100
|style="text-align:left;"|外核
|9.9–12.2
|-
|5,100–6,378
|style="text-align:left;"|内核
|12.8–13.1
|}
地球内部如同其他類地行星一样,可根据化学性質或物理(流变学)性質分为若干层。然而,地球的內、外核具有明显的区别,這是其他類地行星所沒有的特徵。地球外层是由矽酸鹽礦物組成的地殼,下面又有一層黏稠固體組成的地幔。地幔和地殼之間的分界是莫氏不連續面。地殼的厚度隨位置的不同而不同,從海底的6公里到陸地的30至50公里不等。地殼以及地幔較冷、較堅硬的上層合稱為岩石圈,板塊也是在這個區域形成的。岩石圈以下是黏度較低的软流圈,岩石圈就在软流圈上方滑动。地幔晶體結構的重大變化出現在地表以下410至660公里之間的位置,是分隔上地幔及下地幔的。在地幔以下,是分隔地幔和地核的核幔邊界(古氏不連續面),再往下是黏度非常低的液體外地核,最裡面是固體的內地核,約為地球半徑的1/5。
地球內熱
{| class="wikitable" style="text-align:center; float: right;"
|+ 現今主要產生地熱的同位素,壓強可达。海底的地壳表面具有多山的特征,包括一个全球性的中洋脊系统,以及海底火山、。
地球的地表受到构造和侵蚀作用,经历了長時間的重塑。板块构造运动会改变地貌,大风、降水、热循环和化学作用对地表的侵蚀也会改变地貌。冰川作用、海岸侵蚀、珊瑚礁的形成,以及大型陨石的撞击都會對地貌的重塑產生影響大陆地壳主要由密度较低的花岗岩,安山岩构成,海洋地壳主要由致密的玄武岩构成。接近40%的地表用于农田和牧场,包括1.3×107平方公里的农田和3.4×107平方公里的牧场。。也會以極點為中心將地球分為南半球和北半球兩個半球,以經度分為東半球和西半球。
地球上的水約有97.5%為海水,2.5%為淡水。68.7%的淡水以冰帽和冰川等形式存在。
地球上海洋的平均鹽度約为3.5%,即每公斤的海水約有35公克的鹽。
大氣圈
上的太空人於通過琉球群島上空時拍攝的暹芭}-颱風,此時颱風恰達最大強度,風眼清晰可辨]]
地球表面的平均气压為101.325千帕,大氣標高約8.5公里。此外,气候还与高度有关,海拔越高,气候越寒冷。
1913年於美国加利福尼亞州死亡谷國家公園內的所測得的為地球目前所測得的最高氣溫;而1983年於南极洲沃斯托克站所測得的為地球目前所測得的最低氣溫,但遥感卫星曾在东部南极洲测到低至的温度。这些氣溫仅仅是自20世纪以来使用现代仪器测量到的,可能尚未完整体现地球氣溫的范围。
高層大氣
拍攝的「月沒」(點開查看更高解析度的影像)。隨著月球逐漸被地球遮擋,其光線受地球大氣折射的程度愈來愈大,外形因而愈來愈扁,此為蜃景的一種]]
在對流層的上方,相对高层的大氣层通常分為平流層、中間層、熱層和散逸层。在電離層上方,磁層中的低能量帶電粒子形成電漿層,其運動受地磁場主導。由於地球的自轉會影響電漿的運動,因此電漿層會與地球共轉。磁層中能量居中的粒子繞地軸旋轉流動,形成環狀電流。帶電粒子除了沿著磁場線作螺旋運動外,還會在地磁場的梯度與曲率作用下产生定向漂移,電子向東漂移,正離子向西漂移,因此形成環狀電流。范艾伦辐射带是兩層狀似甜甜圈的輻射區域,內層主要是由高能量質子與電子所形成,而外層還含有氦等较重的離子。這些高能量粒子都被磁場俘獲於並且以螺旋形式沿著磁場線移動。當发生磁暴時,帶電粒子會從外磁層沿著磁場線方向偏轉進入電離層,并在這裡與大氣層原子發生碰撞,將它們激發與離子化,这时就产生了极光。國際地球自轉服務(IERS),以國際單位制的秒为單位,测量了1623年至2005年。因為南半球總在每年相同的時間,當接近近日點時朝向太陽,因此在一年之中,南半球接受的太陽能量比北半球稍多一些。但這種影響遠小於軸向傾斜對總能量變化的影響,多接收的能量大部分都被南半球佔有很高比例的海水吸收掉。在北回归线以北的北温带,太阳总是从东南方向升起,向西南方向落下;在南温带,太阳则是从东北方向升起,向西北方向落下。
在南、北半球各自的夏半年中,纬度越高,昼越长,夜越短,在極圈内可能出现全天都是白昼的情形,称为极昼。在极点附近,夏半年的6个月都是极昼;冬半年纬度越高,昼越短,夜越长,极圈内可能出现全天都是黑夜的情形,称为极夜。极点附近冬半年均为极夜。
在一个回归年内,太阳直射点在南北回归线之间移动。直射点落在北回归线、南回归线上的事件合称“二至”。直射点会两次越过赤道,称为“二分”。在北半球,冬至出现在每年的12月21日前后,夏至出现在6月21日左右,春分通常出现在3月20日,秋分通常出现在9月22日或9月23日。在南半球,春分、秋分;夏至、冬至的日期正好与北半球相反。。由于地球的自转角速度比月球和地球的公转角速度都大,受到潮汐摩擦的影响,地球的自转角速度随着时间变化缓慢减小,换言之,一天的时间逐渐变长
化石燃料大多从从地壳中获得,例如煤、石油和天然气。人类主要用这些化石燃料来获得能源和化工生产的原料。矿石形成于地壳的成矿过程,成矿过程由岩浆活动、侵蚀和板块构造导致。
天然和環境危害
的薩雷切夫火山爆發,噴出的氣體和煙塵形成喷发柱,直衝天際。是次火山爆發一度影響北太平洋地區的航班]]
地球表面的大片区域均受熱帶氣旋、颱風等極端天氣影響,這些災害影響了受災地區生物的存亡。1980年到2000年之間,每年平均有11,800人因天災而死亡。
根據聯合國的資料,工業活動排放二氧化碳與全球变暖有密切關聯。预测顯示全球变暖將會給地球的環境帶來冰川和冰盖熔化、溫度範圍更極端、重大天氣轉變、海平面上升等變化,地理学是研究地球上的大陆、构造、居民和其他现象的学科。自古以来,地图学和地理学一直为描述地球的方方面面而服务。测量是量度事物位置和距离的方法,可进行小规模的导航,确定位置和方向。测量与地图学和地理学一起发展,提供并适当量化一些信息。
截至2011年10月31日,地球的总人口达到70亿左右。預測顯示世界人口將在2050年時達到92億人。
地球的陆地表面,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无主地比尔泰维勒之外,均为主權獨立國家所拥有。,全球共有193個主權國家是聯合國會員國,此外还有2個觀察員國,以及72個属地與有限承认国家。
月球和地球间的引力作用是引起地球潮汐现象的主要原因,而月球被地球潮汐鎖定,因此月球的自轉週期等于繞地球的公轉週期,使月球始終以同一面朝向地球。月球被太陽照亮並朝向地球這一面的變化,導致月相的改變,黑暗部分和明亮部分被明暗界線分隔開來。
的規範]]
由於地月間的潮汐相互作用,月球会以每年大約38毫米的距離逐漸遠離地球,地球自轉的時間長度每年大約增加23微秒。數百萬年來,這些微小的變更累積成重大的變化。
关于月球的起源,大碰撞說是目前最受青睐的科学假说,但这一假设仍有一些无法解释的問題。该假说认为,45亿年前,一颗火星大小的天体忒伊亚与早期的地球撞击,残留的碎片形成了月球。這一假說解釋了月球相對於地球缺乏鐵和揮發性元素、以及其組成和地球的地殼幾乎相同等现象的原因和在地球前導拉格朗日點L4的特洛伊小行星。
文化及歷史觀點
太空人在繞月軌道上拍攝的《地出》]]
地球的标准天文符号为被圆形包圍的十字“🜨”,代表。蓋亞假說于20世紀中期诞生,该观点将地球比作能自我调节的生命体,使地球能保障自身总体稳定、适宜居住。而多個宗教的創世神話則有记载,地球为超自然的神所創。古人曾将地球视为宇宙中心,但后来的学者認定,地球和太陽系的其它几个星体一样,都是環繞恆星转动的行星。威廉·汤姆森在1864年用熱力學方法推斷,地球年齡应在2,000萬歲至4億歲之间,这一结论引發了激烈辩论。在19世紀後期至20世紀初期,科学家用放射性定年法测算出,地球诞生时间為幾十億年。但在20世纪时,阿波罗计划开始执行,人类第一次在轨道上观察到了地球,并拍摄了地球的照片,人类的看法因而再度改变,這些改變稱為總觀效應,強調地球的美麗、獨特和脆弱性。
节日
世界地球日:定於每年4月22日,興起於美国1970年代的校園環保運動,旨在提高公众对环境保护和气候行动的意识。
參見
- 天球
- 地球科学
*
- 地球在宇宙中的位置
註釋
參考資料
外部連結
- [http://education.nationalgeographic.com/education/encyclopedia/earth/?ar_a=1 國家地理頻道的百科條目「地球」]
- [http://www.nasa.gov/centers/goddard/earthandsun/earthshape.html 氣候變遷對地球形狀的影響] – NASA
- [http://www.usgs.gov/ 美國地質調查局]
- [http://earthobservatory.nasa.gov/ 地球觀測站] – 美国国家航空航天局
- 國際太空站的相关影片:
** [https://www.youtube.com/watch?v=74mhQyuyELQ 影片 (01:02)] – 地球(縮時攝影)
** [https://www.youtube.com/watch?v=l6ahFFFQBZY 影片 (00:27)] – 地球與极光(縮時攝影)
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