人类生活的地球

人类生活的地球

科学档室

地球是太阳系八大行星之一，月球是它的天然卫星，二者组成一个独特的天体系统，即地月系统。地球自西向东自转，同时围绕太阳公转，其自转与公转运动的结合使得地球上产生了昼夜交替和四季变化。地球是一个活跃的行星，根据板块构造说，地壳由几大板块构成，这些板块漂浮在炽热的地幔上缓慢移动。

在太阳系中，已知存在生命的行星只有地球。地球快速进行自转，与富含镍铁熔岩的地核形成了巨大的磁气圈，在太阳风的吹拂下，磁气圈被扭曲成水滴状，它与大气担当起阻止有害射线的任务。地球的大气发挥着重要作用，它使人类免受流星雨的袭击，大多数陨石在来到地球之前便已经烧毁。地球有两种运动方式，即扩张和缩小：两个板块相互远离，地下岩浆涌出形成新的地壳，这就是地球的扩张；两个板块相互碰撞，板块与板块重叠，最后在地幔的高温中逐渐消融，这就是地球的缩小。在板块交界处，常常存在许多巨大的断层，这里是地震和火山高发区。

独一无二的地球

在大气、水和生物的不断侵蚀下，地球的外壳不断重建，所以看起来非常年轻。地球的地壳构造在太阳系中独一无二，其表面没有像月球那样坑坑洼洼，也不像月球那样遍布陨石坑洞。由于受到太阳、月球和附近行星的引力，再加上地球大气、海洋和地球内部物质等各种因素的影响，地球自转的方向会逐渐产生变化。地球自转时会产生惯性离心力，这使得球形的地球由两极向赤道膨胀，极半径比赤道半径短21千米，从而成为略扁的旋转椭球体。

虽然人类生活在这个地球上，但是人类在最近几年才清楚地认识地球。现在普遍认为地球不是均质体，它具有明显的圈层结构，每个圈层的成分、密度和温度都不相同。研究地球的内部结构意义重大，它有助于了解地球的运动、起源和演化，有助于探讨其他行星的结构，有助于解释整个太阳系起源和演化问题。地球圈层分为两个大的方面，即地球外圈和地球内圈。地球外圈划分为4个基本圈层，即大气圈、水圈、生物圈和岩石圈；地球内圈划分为3个基本圈层，即地幔圈、外核液体圈和固体内核圈。软流圈存在于地球外圈和地球内圈之间，它位于地面以下平均深度150千米的地方。

地球外圈最外部的气体圈层是大气圈，它包围着海洋和陆地。大气圈没有确切的上界，它达到了2000～16000千米的高空，那里有稀薄的气体和基本粒子存在。土壤和某些岩石中含有少量空气，它们也是大气圈的重要组成部分。氮、氧、氩、二氧化碳是大气的主要组成部分，与此同时，还有大量的微量气体。地球大气圈中气体的总质量为5．136×10²¹克，相当于地球总质量的86／10⁸。受到地心引力的影响，大气圈中的大气主要集中在100千米的高空。根据大气分布特征，还可将对流层以上的区域分为3个部分，即平流层、中间层、热成层，这种细分平时很少用到。

人类的家园地球风景秀丽

海洋、江河、湖泊、沼泽、冰川和地下水等共同组成了水圈，这个圈层连续但不很规则。地球水圈总质量为1．66×10²⁴克，约为地球总质量的1／3600，其中海洋水质量约为陆地水的35倍。从离地球数万千米的高空看地球，可以看到地球大气圈中的白云，还可以看到覆盖地球的海洋，地球由于海洋的存在成为蓝色的行星。如果地球是一个平面，没有固体部分的起伏，那么深达2600米的水层将会把地面覆盖住。大气圈和水圈是地球的两个重要圈层，它们共同组成了地表的流体系统，共同影响着地球的气候。

正是由于大气圈和水圈的存在，才形成了地球上适宜的温度条件，生物才能在这样的自然环境中生长。人们通常所说的生物，包括植物、动物和微生物，都是具有生命的物体。在历史上出现的生物很多，据估计大约有5亿～10亿种，在地球漫长的演化过程中，绝大部分生物已经灭绝。现在世界上共有40万种植物，110多万种动物，10多万种微生物。现存的生物大都生活在岩石圈的上层部分，大气圈的下层部分和水圈的全部也有生物存在，它们共同构成了地球上独特的圈层，也就是我们通常所说的生物圈。

岩石圈及其表面形态与现代地球物理学等学科有密切的关系，它是现代地球科学中研究得最多的固体地球部分。岩石圈的厚度不是很均匀，其平均厚度为100千米。洋底占据了地球表面积的2／3，大洋盆地占据了海底总面积的45%，其平均水深为4000～5000米，大洋盆地中发育有很多火山，其周围延伸着广阔的海底丘陵。大洋盆地与大陆台地组成了固体地球的表面形态，对它们进行研究，可以形成与岩石圈构造和地球动力学有直接联系的全球构造学。

在地球的8个圈层中，最靠近地心的是固体内核圈，它位于5120～6371千米的地方。地球内层不是均质的，其平均密度为5．515克每立方厘米，地球岩石圈的密度仅为2．6～3．0克每立方厘米。由此推测，随着深度的增加，地球内部的密度将越来越大；随着深度的增加，地球内部的温度也将越来越高。根据最近的估计，地球100千米深的地方温度为1300℃，300千米深的地方温度为2000℃，在地幔圈与外核液态圈边界处约为4000℃，地心处温度为5500℃～6000℃。

生物圈是一个独特圈层

地球内部是怎样聚集到如此多的热量呢？经过分析发现，岩石中含有大量放射性元素，如铀、钍、钾，它们散发出很多热量。近几年来，放射性元素在岩石中的含量不断改变，有人估计放射性元素释放的能量大约是9．614×10²⁰焦耳每年，这与地面热流很相近，不过这种估计只是粗略的估计，还存在许多我们以前所不知道的因素。除此之外，地球形成时会产生引力势能，它可以释放出25×10³²焦耳的能量，但在积聚过程中些能量消失在地球以外的空间，所以最后剩下的能量估计仅为1×10³²焦耳。假设地球形成时是相当均匀的，以后慢慢演变才形成现在的层状结构，这样就会释放2×10³⁰焦耳的引力能，地球在接受了这些引力能之后，温度慢慢升高，后来连转动的速度也慢了许多。

依据地球制作的地球仪

地球的年龄是多少呢？人类对此充满了疑问。历代科学家们为了解决这个问题，想过很多种办法，大多数办法都切实可行，对地球的研究具有指导意义。有些人认为地球形成到现在的时间便是地球的年龄，可以通过岩石和矿物的放射性同位素进行测定，但是如果真的这样做，仍然要对地球的初始状态进行假定。根据岩石矿物和陨石中铅同位素的分析，现在普遍认为地球年龄是46亿年，这个数字得到了世界范围的承认。

知识链接

地球在自转的同时，还围绕着太阳公转。地球的自转具有独特的规律，其公转也有规律可循，这些规律通过地球轨道、地球轨道面和黄赤交角、地球公转的周期和地球公转速度等几个方面表现出来。

地球在公转过程中要走过一条路线，这条路线的每一点都在同一平面上，而且构成一个封闭曲线，这就是我们通常所说的地球轨道。如果我们把地球看成质点，那么地球轨道就是指地心的公转轨道，也就是说地球公转的中心位置不是太阳中心，而是地球和太阳的公共质量中心，不仅地球在围绕该中心转动，连太阳也在绕该点转动。由于太阳是太阳系的核心，太阳的质量是地球质量的33万倍，日地的公共质量中心离太阳中心仅差450千米，在浩瀚的宇宙中，这一点实在微不足道，所以人们通常把地球公转看成地球绕太阳的运动，这也是说得过去的。

地球公转周期指的是地球绕太阳公转一周所需要的时间，我们一般认为地球公转周期是一年。由于所选取的参考点不同，所以年的长度也会有所不同，恒星年、回归年和近点年是常用的周期单位。

地球公转的恒星周期就是恒星年，这个周期单位是以恒星为参考点得到的。在一个恒星年期间，从太阳中心上看，地球中心以恒星为背景出发，环绕太阳运行一周，然后回到天空中的同一点；从地球中心上看，太阳中心从黄道上某点出发，环绕太阳运行一周，然后回到黄道上的同一点。恒星年是地球公转360度的时间，也是地球公转的真正周期。如果用日来进行表示，恒星年的长度为365．2564日，即365日6小时9分10秒。

以春分点为参考点，地球公转一周的时间是回归年。在一个回归年期间，从太阳中心上看，地球中心连续两次过春分点；从地球中心上看，太阳中心连续两次过春分点。一个回归年的长度就是视太阳中心在黄道上连续两次通过春分点的时间间隔，如果地球公转速度均匀的话，视太阳由春分点运行到秋分点所需要的时间，与视太阳由秋分点运行到春分点所需要的时间相等，它们应该等于全年时间的1／2。

地球公转速度不均匀，所以走过相等距离的时间也不等长。视太阳由春分点经过夏至点到秋分点，地球公转速度较慢，需要186天多一点，此时是北半球的夏半年和南半球的冬半年；视太阳由秋分点经过冬至点到春分点，地球公转速度较快，需要179天，此时是北半球的冬半年和南半球的夏半年。由此可见，地球公转速度的不同，造成了地球上四季的不等长。

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1楼　　昵称：简单美

地球的年龄是多少？它自形成以来经历了多少代？它是怎样形成的？

2楼　　昵称：凡人无忧

覆盖在原始地壳上的岩层是地球演变发展留下的“石头大书”，地质学上称其为地层。从最古老的地质年代开始，地层可以到达地表。先形成的地层在下，后形成的地层在上，越靠近地层上部的岩层越年轻。地层好比是记录地球历史的一本书，其中的岩石和化石就像这本书中的文字，用现代科学的方法通过对古老岩石的测定，人们得知地球的年龄是46亿岁。

3楼　　昵称：回忆录

依照人类历史划分朝代的办法，地球自形成以来也可以划分为五代，从古到今是太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。

4楼　　昵称：幻想天亮

地球原本比现在重500倍，直径是现在的2000倍，由于重量的差异，重元素沉入物质，形成厚而重的核心。当太阳收缩到内部产生反应时，便会放射出大量粒子，它们扫射到地球表面，扫除了地球表面物质，地球剩下密度大的固态的物质，也就是现在的地球。

轻松驿站

世界上有很多节日与地球相关，“地球日”就是其中的一个，它起源于美国。1970年4月22日，美国举行了声势浩大的“地球日”活动，同时采取了治理环境污染的措施，美国环保运动由此崛起。

“地球日”活动是人类现代环保运动的开端，它推动了很多国家环保法规的建立。1990年4月22日，全世界140多个国家和地区同时举行了多种多样的宣传活动，其主题是如何改善全球整体环境，使地球能够持续长远发展。联合国对“地球日”活动非常认同，并把其后每年的4月22日确定为“地球日”。

唤起人类爱护地球和保护家园的意识、促进资源开发和环境保护的协调发展是“地球日”活动举办的目的。“地球日”在国际上每年都没有统一的特定主题，“只有一个地球”是它的总主题。从20世纪90年代起，中国每年4月22日都会举办“地球日”宣传活动，并根据当年的情况确定活动主题，2006年“地球日”的主题是“善待地球———珍惜资源、持续发展”。

近些年来，世界人民的环保意识逐渐加强，环保理念逐渐普及，国际社会正逐步采取相关措施保护地球环境，并且已经取得了不小的成效。《联合国千年宣言》于2000年制定，它已经涉及到环境保护的问题。2005年2月16日，《京都议定书》正式生效，温室气体的排放得到了控制，人类在控制全球环境方面迈出了崭新的一步。除了政府部门的干预之外，民间环境保护团体也越来越活跃，它们对环境的保护起到了不可或缺的作用，是政府之外的环保生力军。