地球

地球
Photograph of Earth, taken by the Apollo 17 mission. The Arabian peninsula, Africa and Madagascar lie in the lower half of the disc, whereas Antarctica is at the top.
一個地球的照片由船員阿波羅171972年。加工版本被廣泛稱為藍色大理石.[1][2]
名稱
蓋亞,Terra,告訴我們, 這世界, 這地球
形容詞塵世,陸地,森特,泰勒里安人
軌道特徵
時代J2000[n 1]
aphelion152100000公里(94500000mi)[n 2]
近日147095000公里(91401000mi)[n 2]
149598023公里(92955902mi)[3]
怪異0.0167086[3]
365.256363004d[4]
(1.00001742096一個j)
365.242190402d[4]
(0.99997861849一個j)
29.78 km/s[5]
(107200km/h;66600mph)
358.617°
傾角
-11.26064°[5]到J2000黃道
2022-Jan-04[7]
114.20783°[5]
衛星
身體特徵
平均半徑
6371.0公里(3958.8mi)[9]
赤道半徑
6378.137公里(3963.191mi)[10][11]
極性半徑
6356.752公里(3949.903mi)[12]
扁平1/298.257222101(ETRS89)[13]
圓周
  • 510072000公里2(196940000平方米)[15][n 5]
  • 148940000公里2土地(57510000平方米)
  • 361132000公里2海洋(139434000平方米)
體積1.08321×1012公里3(2.59876×1011Cu mi)[5]
大量的5.97237×1024公斤(1.31668×1025)[16]
(3.0×10-6m)
意思是密度
5.514 g/cm3(0.1992 lb/cu in)[5]
9.80665小姐2(1g; 32.1740 ft/s2)[17]
0.3307[18]
11.186 km/s[5](40270km/h;25020mph)
1.0 d
(24h 00m 00s)
0.99726968d[19]
(23H 56m 4.100s)
赤道旋轉速度
0.4651 km/s[20]
(1674.4km/h;1040.4mph)
23.4392811°[4]
反照率
表面溫度。最小意思是最大限度
攝氏-89.2°C[21]14°C(1961–90)[22]56.7°C[23]
華氏-128.5°F57°F(1961–90)134.0°F
表面等效劑量速度0.274μsv/h[24]
氣氛
表面壓力
101.325KPA(在MSL)
按音量組成
  • 78.08%(n2;乾燥的空氣)[5]
  • 20.95%(o2)
  • 〜1%水蒸氣(氣候多變的)
  • 0.9340%氬氣
  • 0.0413%二氧化碳[25]
  • 0.00182%[5]
  • 0.00052%
  • 0.00019%甲烷
  • 0.00011%
  • 0.00006%

地球是第三行星來自太陽還有唯一的天文對象知道港口生活。雖然很大水量可以在整個過程中找到太陽系, 只要地球維持液態地表水。大約71%的地球表面由海洋,使地球的極地冰,湖泊和河流相形見war。其餘29%的地球表面是土地,由大洲和島嶼組成。地球的表面層由幾個緩慢移動構造板塊,互動以產生山脈,火山和地震。地球的液體外核生成塑造地球的磁場磁層,偏轉破壞性太陽風.

地球的氣氛主要由。熱帶地區收到的太陽能多於極地地區,並被重新分佈大氣海洋循環.水蒸氣大氣中廣泛存在形成雲覆蓋了地球的大部分。溫室氣體在大氣中二氧化碳(CO2)捕獲一部分陽光的能量靠近表面。一個地區的氣候受緯度的約束,也受到高程和鄰近海洋的影響。惡劣的天氣,例如熱帶氣旋,雷暴和熱浪,發生在大多數地區,極大地影響了生命。

地球是橢圓形周長約40,000公里。它是太陽系中最密集的星球。四個岩石行星,它是最大,最大的。地球大約八個淺色分鐘遠離陽光和軌道,花一年(大約365.25天)完成一項革命。地球旋轉在不到一天的時間內(大約23小時56分鐘內),在其自身的軸周圍。地球的旋轉軸相對於垂直於其圍繞太陽的軌道平面而傾斜,產生了季節。地球被一個人繞永恆的天然衛星, 這月亮,它以380,000公里(1.3光秒)的旋轉繞地球繞,大約四分之一的地球。月亮總是通過相同的一側面對地球潮汐鎖定和原因潮汐,穩定地球的軸,並逐漸減慢其旋轉.

地球形成超過45億年前。在第一個十億年地球的歷史,海洋形成,然後生活發展了裡面。生命在全球蔓延,開始影響地球的大氣和表面,通往地球的大氧化事件20億年前。人類30萬年前出現了,如今已達到近80億。人類依靠地球的生物圈和自然資源的生存,但日益影響地球環境。如今,人類對地球氣候,土壤,水和生態系統的影響是不可持續,威脅人們的生命導致其他生活的廣泛滅絕.

詞源

現代英語單詞地球開發,通過中古英語,從一個古英語名詞最常拼寫eorðe.[26]它在每個人中都有認知日耳曼語,和他們祖先根已被重建為 *ErÞō。最早的證明,這個詞eorðe已經被用來翻譯多種感官拉丁Terra希臘語γῆ:地面,它土壤,乾地,人類世界,世界的表面(包括海洋)和地球本身。和羅馬一樣Terra/Tellūs和希臘蓋亞,地球可能是一個人格化的女神日耳曼異教: 晚的北歐神話包括約爾('Earth),一個巨人,經常作為母親雷神.[27]

從歷史上看地球已寫成小寫。從早期英語, 它的確定的意義因為“地球”被表示為地球。經過早期的現代英語,許多名詞被大寫,並且地球也寫了地球,特別是在與其他天體一起引用時。最近,這個名稱有時簡單地給出地球,類比與其他行星, 儘管地球和形式保持普遍。[26]房屋風格現在有所不同:牛津拼寫將小寫形式識別為最常見的形式,其大寫形式是可接受的變體。另一種慣例在以名稱出現時大寫(例如,“地球的大氣”),但在小寫之前寫下它(例如,“地球大氣”)。它幾乎總是出現在口語表達中的小寫字母中,例如“你到底在做什麼?”[28]

偶爾,名字Terra/ˈtɛRə/被用於科學寫作,尤其是科幻小說中,以區分人類的居住星球與他人,[29]在詩歌中告訴我們/ˈtɛləs/已被用來表示地球的擬人化。[30]Terra也是某些星球的名稱浪漫語言(從拉丁) 喜歡意大利人葡萄牙語,雖然在其他浪漫語言中,這個詞就引起了拼寫略有變化的名稱(例如西班牙語蒂拉法語Terre)。延遲形式gæa或者蓋亞(英語:/ˈ一世ə/)希臘詩意的名字蓋亞(Γαῖα古希臘[•i̯.a]或者[outâj.ja])很少見,儘管替代拼寫蓋亞由於蓋亞假設,在這種情況下,其發音是/ˈɡə/而不是更古典的英語/ˈɡə/.[31]

地球有許多形容詞。從地球本身來了塵世。來自拉丁語Terra人類/ˈtɛRən/[32]陸地/təˈrɛstriəl/[33](通過法語)Terrene/təˈr一世n/[34]從拉丁語中告訴我們泰瑞爾人/tɛˈlʊəriən/[35]trinuric.[36]

年表

形成

行星磁盤在恆星中,內環的半徑與地球相等,太陽

太陽系中發現的最古老的材料的日期為4.5682+0.0002
-0.0004
GA(十億年)前。[37]經過4.54±0.04 ga原始地球已經形成。[38]身體進來太陽系形成和進化與陽光。從理論上講,太陽星雲從一個劃分的捲中分子云通過重力崩潰,開始旋轉並變成一個星際磁盤,然後這些行星用太陽從那個磁盤中生長出來。星雲包含氣體,冰顆粒和灰塵(包含原始核素)。根據變形理論行星積聚,原始地球估計可能需要70至1億年的形式。[39]

月球年齡的估計範圍從4.5 GA到明顯年輕。[40]一個主要假設是是由從地球上脫落的物質的積聚而形成的火星 - 大約有地球質量10%的大小對象theia,與地球相撞。[41]它瞥了一眼地球,其中一些質量與地球融為一體。[42][43]大約4.1至3.8 GA, 很多的小行星的影響在此期間晚期重轟炸對月球的更大表面環境以及通過推斷造成了重大變化。[44]

地質歷史

藝術家在地球上的印象天空eon,顯示跌倒流星,爆發火山, 圓形的基質石和貧瘠的景觀

地球的氣氛海洋火山活動量大.[45]這些來源的水蒸氣凝結進入海洋,被小行星的水和冰增大,Protoplanets, 和彗星.[46]自從形成以來,足夠的水以填充海洋。[47]在這個模型中,大氣溫室氣體新形成的陽光時阻止海洋冰凍只有70%它的當前的光度.[48]經過3.5 GA地球磁場建立了,這有助於防止大氣被剝奪太陽風.[49]

當地球的熔融外層冷卻時形成第一個固體脆皮,被認為是鎂鐵質在構圖中。首先大陸地殼,更多長石在組成中,由這種鎂鐵皮的局部熔化形成。存在哈迪時代的礦物鋯石eoarchean沉積岩表明至少有一些長毛殼早在4.4 GA, 只要140在地球的形成之後。[50]有兩個主要模型,即這一最初的少量大陸地殼如何進化以達到當前的豐度:[51](1)直到今天的相對穩定增長,[52]這是由全球大陸殼的輻射測定所支持的,(2)在該期間的大陸殼體積的初始快速增長天空,形成現在存在的大部分大陸地殼,[53][54]這得到了同位素證據的支持鋯石在沉積岩中。這兩個模型和支持它們的數據可以通過大規模調和大陸殼的回收,特別是在地球歷史的早期階段。[55]

由於板塊構造,這一過程最終是由地球內部持續損失熱量驅動的。超過時期數億年,構造力量導致大陸地殼區域組合在一起形成超強隨後崩潰了。大約750 MA,是最早已知的超強之一,羅迪尼亞,開始分裂。大陸後來重新組合形成pannotia600–540 MA,最後Pangea,也開始分裂180 MA.[56]

最近的模式冰河時代開始了40 mA[57]然後在更新世關於3 ma.[58]高的-中緯度此後,地區經歷了冰川和融化的重複循環,每21,000、41,000和100,000年重複一次。[59]最後的冰川時期,俗稱“最後的冰河時代”,覆蓋了大陸的大部分地區,直到中緯度,在冰上,大約11700年前結束。[60]

生命與進化的起源

化學反應大約四十億年前,導致了第一個自我複制分子。十億年後,當前所有生活的最後一個共同的祖先出現。[61]演變光合作用允許太陽的能量直接通過生命形式收穫。結果分子氧(o2)積聚在大氣中,由於與紫外線輻射的相互作用,形成了保護性臭氧層(o3)在上層大氣中。[62]在較大細胞中摻入較小的細胞導致複雜細胞的發展真核生物.[63]真正形成為細胞的真實多細胞生物群落變得越來越專業。通過吸收有害紫外線輻射通過臭氧層,生命殖民了地球的表面。[64]最早的化石證據生活微生物墊在34.8億年前發現的化石砂岩澳洲西部[65]生物源石墨在37億年前發現沉積物岩石西部格陵蘭[66]並遺骸生物材料在西澳大利亞州有41億年曆史的岩石中發現。[67][68]最早的直接證據地球上有34.5億年前的澳大利亞人岩石展示化石的微生物.[69][70]

在此期間新元古代1000至539 MA,大部分地區可能已經被冰覆蓋了。該假設已被稱為“滾雪球”,這是特別感興趣的,因為它之前寒武紀爆炸,當多細胞生命的複雜性顯著增加。[71][72]跟隨寒武紀爆炸,535 MA,至少有五個專業大規模滅絕還有許多次要的。[73][74]除了提議的電流全新世滅絕事件,最新曾是66 MA, 什麼時候小行星衝擊觸發了非阿維安的滅絕恐龍和其他大型爬行動物,但在很大程度上倖免了小動物,例如昆蟲哺乳動物蜥蜴鳥類。哺乳動物的生活在過去已經多樣化66 mys而且,幾百萬年前,一隻非洲猿具有直立的能力。[75]這種促進的工具使用並鼓勵溝通,提供了更大大腦所需的營養和刺激,這導致了人類的進化。這農業的發展, 接著文明,導致人類有一個對地球的影響以及迄今為止持續到今天的其他生命形式的性質和數量。[76]

未來

因為二氧化碳(CO2)大氣中的壽命很長,中等人類CO2排放可能會推遲下一次冰川的成立100,000年。[77]

地球預期的長期未來與太陽的未來相關。在接下來的11億年,太陽能發光將增加10%,而下一個35億年乘以40%。[78]地球的表面溫度升高將加速無機碳循環,還原co2植物的濃度為致命的水平(致命水平很低)(10ppm為了C4光合作用)大約100-90萬年.[79][80]缺乏植被會導致大氣中的氧氣流失,從而使動物的生命變得不可能。[81]由於亮度的增加,地球的平均溫度可能在15億年內達到100°C(212°F),所有海水都會蒸發並丟失到太空,這可能會觸發A失控的溫室效應,估計在1.6至30億年內。[82]即使太陽穩定,現代海洋中的一小部分水也會下降到地幔,由於蒸汽從中山脊排氣減少。[82][83]

太陽會發展成為一個紅色巨人大約50億年。模型預測太陽將擴展到大約1au(1.5億公里; 9300萬英里),大約是目前半徑的250倍。[78][84]地球的命運不太清楚。作為一個紅色的巨人,太陽將損失其質量的大約30%,因此,如果沒有潮汐影響,當恆星達到其最大半徑時,地球將移至距離太陽的1.7 au(2.5億公里; 1.6億英里)否則,有了潮汐效應,它可能會進入太陽的大氣層並蒸發。[78]

身體特徵

尺寸和形狀

地球拓撲圖,如果該區域在現實生活中升高

地球的形狀幾乎是球形的。兩極有一個小的扁平凸起周圍赤道由於地球的旋轉.[85]因此,地球形狀更好的近似是塊狀球體,其赤道直徑比43公里(27英里)大 - 直徑。[86]

參考球體的平均直徑為12,742公里(7,918英里)。當地的地形與這個理想化的球體偏離,儘管在全球範圍內,這些偏差與地球半徑相比很小:最大偏差僅為0.17%瑪麗安娜·塔奇(Mariana Trench)((10,925米或在當地海平面以下35,843英尺),[87]然而珠穆朗瑪峰((8,848米或比當地海平面上方29,029英尺)的偏差為0.14%。[n 6][89]表面上最遠的地方的點質量中心是赤道的山頂Chimborazo火山入厄瓜多爾(6,384.4公里或3,967.1英里)。[90][91][92]

地球,地球海洋在沒有土地和驅動(例如潮汐和風)的情況下將採用的確切形狀稱為Geoid。更確切地說,地質是重力等電位的表面平均海平面(MSL)。[93]海面形態是從MSL的水偏差,類似於土地地形。

內部結構

地球地質層[94]
Earth-cutaway-schematic-english.svg
地球切割的插圖,不縮放
深度[95]

(公里)

零件

圖層名稱

密度

(g/cm3)

0–60岩石圈[n 7]
0–35脆皮[n 8]2.2–2.9
35–660上地幔3.4–4.4
660-2890下地幔3.4–5.6
100–700軟圈
2890–5100外核9.9–12.2
5100–6378內核12.8–13.1

像其他陸地行星一樣,地球的內部被其分為化學或身體(流變學) 特性。外層是化學上不同的矽酸鹽堅固的外殼,這是由高度限制的粘性固體地幔。外殼與地幔分開Mohorovičić不連續.[96]地殼的厚度從海洋下方約6公里(3.7英里)到大陸的30–50公里(19-31英里)。地殼和寒冷,僵硬,頂部上地幔統稱為岩石圈,該岩石圈分為獨立移動的構造板。[97]

岩石圈下方是軟圈,岩石圈騎行的相對較低的粘性層。地幔內晶體結構的重要變化發生在表面以下的410公里和660 km(250和410 mi),跨越a過渡區將上層和下地幔分開。在地幔下方,極低的粘度液體外核位於固體上方內核.[98]地球的內芯可能以較高的旋轉旋轉角速度比該行星的其餘部分,每年的前進速度還高0.1-0.5°,儘管還提出了較高和較低的速率。[99]內核的半徑約為地球的半徑。密度隨深度的增加而增加,如右側表中所述。

化學成分

地球的質量大約是5.97×1024公斤(5,970是的)。它主要由(32.1%),(30.1%),(15.1%),(13.9%),(2.9%),(1.8%),(1.5%),以及(1.4%),其餘1.2%由其他元素組成。由於質量分離估計核心區域主要由鐵(88.8%)組成,鎳含量較小(5.8%),硫(4.5%)和小於1%的微量元素。[100]

地殼中最常見的岩石成分幾乎是氧化物:氯,硫和氟是這一點的重要例外,在任何岩石中的總量通常遠小於1%。超過99%的外殼由11種氧化物組成,主要是二氧化矽,氧化鋁,氧化鐵,石灰,鎂,鉀肥和蘇打水。[101][100]

全球地圖熱流從地球的內部到表面

主要的熱量產生同位素地球內部是鉀40鈾238, 和Thorium-232.[102]在中心,溫度可能高達6,000°C(10,830°F),[103]壓力可能達到360GPA(5200萬psi)。[104]由於放射性衰減提供了大部分熱量,因此科學家推測,在地球歷史的早期,在半衰期短的同位素耗盡之前,地球的熱量產生要高得多。大約3,當今的熱量將產生兩倍,增加了地幔對流和板塊構造,並允許產生不常見的火成岩komatiets今天很少形成。[105][106]

地球的平均熱量損失是87兆瓦m-2,全球熱量損失4.42×1013w.[107]核心熱能的一部分通過地幔羽,一種由高溫岩石上升的對流形式。這些羽可以產生熱點洪水玄武岩.[108]通過板塊構造,通過與與中山脊。最終的主要熱量損失方式是通過岩石圈傳導,大多數發生在海洋下,因為那裡的外殼比大陸的薄層薄得多。[109]

構造板塊

Shows the extent and boundaries of tectonic plates, with superimposed outlines of the continents they support
地球的主要盤子, 哪個是:[110]

地球的機械剛性外層岩石圈分為構造板。這些板是剛性段,在三個邊界類型之一中相對於彼此相對移動:at收斂邊界,兩個盤子聚在一起;在界限分歧,將兩個盤子拉開;並在變換邊界,兩個板橫向滑過。沿著這些板界,地震火山活動山區建設, 和海溝可能會發生地層。[111]構造板騎在運動圈的頂部,這是上地幔的固體但不足的部分,可以與板一起流動並移動。[112]

隨著構造板的遷移,海洋殼俯衝在收斂邊界處的板的前緣。同時,地幔材料在不同邊界上的上升流創造了中山脊。這些過程的結合將海洋殼回收回地幔。由於這種回收,大多數海底小於100 ma老的。最古老的海洋外殼位於西太平洋,據估計是200 ma老的。[113][114]相比之下,最古老的日期大陸地殼4,030 MA[115]儘管已經發現鋯石被保存為Eoarchean沉積岩石中的碎屑4,400 MA,表明當時至少存在一些大陸地殼。[50]

七個主要盤子是太平洋北美歐亞人非洲人南極印度澳大利亞人, 和南美洲的。其他著名板包括阿拉伯板塊, 這加勒比板, 這納斯卡板在南美西海岸和斯科省板在南大西洋。澳大利亞板塊與印度盤子融合50和55 MA。最快的盤子是海洋板,帶有COCOS板以75毫米/A(3.0英寸/年)的速度前進[116]和太平洋板移動52–69 mm/a(/年2.0–2.7英寸)。在另一個極端情況下,最慢的板是南美板塊,以10.6 mm/a(0.42英寸/年)的典型速度進行。[117]

表面

衛星圖片Upsala冰川,顯示冰山湖泊, 和

總數表面積地球約為5.1億公里2(1700萬平方米)。[15]其中70.8%,[15]或361.13萬公里2(13943萬平方米),低於海平面,被海水覆蓋。[118]海面以下是大部分陸架,山,火山,[86]海洋溝渠,潛艇峽谷海洋高原,深淵平原和跨環的中山脊系統。其餘29.2%,或14894萬公里2(5751萬平方米),沒有水覆蓋地形隨著地點到地點的差異很大,由山,沙漠,平原,高原和其他地貌。土地表面的高度從低點(-418 m(-1,371 ft))變化死海,在珠穆朗瑪峰頂部的最大高度為8,848 m(29,029 ft)。海平面以上的土地的平均高度約為797 m(2,615英尺)。[119]

大陸地殼由較低的密度材料(例如火成岩)組成花崗岩安山岩。不太常見玄武岩,這是一塊密集的火山岩,是海板的主要組成部分。[120]沉積岩是由被埋葬的沉積物的積累形成的緊湊在一起。近75%的大陸表面被沉積岩覆蓋,儘管它們形成了約5%的地殼。[121]地球上發現的第三種岩石材料是變質岩,這是由先前存在的岩石類型通過高壓,高溫或兩者兼而有之創造的。最豐富的矽酸鹽礦物質在地球表麵包括石英長石閃石雲母輝石黃綠.[122]常見的碳酸鹽礦物質包括方解石(在發現石灰石) 和白雲石.[123]

侵蝕和構造學火山噴發洪水風化冰川,增長珊瑚礁,隕石的影響是不斷重塑地球表面的過程之一地質時間.[124][125]pedosposphere是地球大陸表面的最外層,由土壤組成,土壤形成過程。總數耕地是土地表面的10.9%,其中1.3%是永久性農田。[126][127]接近地球地面的40%用於農業,估計1670萬公里2(640萬平方米)的農田和3350萬公里2(1290萬平方米)牧場。[128]

引力場

地球的重力是個加速度由於質量在地球內部的分佈,這將賦予物體。靠近地球的表面,引力加速度約為9.8 m/s2(32 ft/s2)。地形上的局部差異,地質學,更深層次的構造結構在地球的重力場中引起局部和廣泛的區域差異,稱為重力異常.[129]

磁場

Diagram showing the magnetic field lines of Earth's magnetosphere. The lines are swept back in the anti-solar direction under the influence of the solar wind.
地球磁層的示意圖,太陽風從左向右流動

地球磁場的主要部分是在核心中產生的發電機將熱和組合驅動對流的動能轉換為電場和磁場能的過程。該場從核心向外延伸,直至地幔,直至地球表面,大約是一個偶極子。偶極子的極點靠近地球的地理極。在磁場的赤道上,表面的磁場強度為3.05×10-5t磁偶極力矩7.79×10222在2000年時期,每一世紀近6%。[130]核心中的對流運動是混亂的。磁極漂移並定期改變對準。這引起世俗變異主要領域和現場逆轉在不規則的間隔中平均每百萬年幾次。最近的逆轉發生在大約700,000年前。[131][132]

空間中地球磁場的範圍定義了磁層。太陽風的離子和電子被磁層偏轉;太陽風壓將磁層的日子壓縮到約10個地球半徑,並將夜間磁層延伸到長尾巴上。[133]因為太陽風的速度大於在太陽風中傳播波浪的速度弓休克在太陽風中的日期磁層之前。[134]帶電的顆粒包含在磁層內;等離子球由低能顆粒定義,這些顆粒基本上遵循磁場線,隨著地球旋轉。[135][136]環電流由相對於地磁場漂移的中等能量顆粒定義,但仍由磁場主導的路徑,[137]範·艾倫輻射帶由高能顆粒形成,其運動基本是隨機的,但包含在磁層中。[138][139]

期間磁性風暴實體,帶電的顆粒可以從外部磁層,尤其是磁尾偏轉,沿田間線沿著地球電離層進行,在那裡可以激發和電離,從而導致極光.[140]

軌道和旋轉

迴轉

地球的旋轉由深空氣候天文台,顯示軸傾斜

地球相對於太陽的旋轉期(即太陽日)是86,400秒平均太陽時間(86,400.0025si)。[141]因為地球的太陽日現在比19世紀的時間稍長潮汐減速,每天之間有所不同0和2小姐比平均太陽日更長。[142][143]

地球的旋轉期相對於固定的星星,稱為它恆星日國際地球旋轉和參考系統服務(iers),是86,164.0989秒平均太陽時間(UT1), 或者23h56m4.0989s.[4][N 10]地球的旋轉期相對於進攻或均值移動三月春分(當太陽在赤道的90°時)為86,164.0905秒平均太陽時間(UT1)(23h56m4.0905s).[4]因此,恆星日比出色的日子短約8.4毫秒。[144]

除了大氣中的流星和低軌道衛星外,地球天空中天體的主要明顯運動是向西以15°/h = 15'/min的速度。對於附近的身體天體赤道,這相當於每兩分鐘的太陽或月亮的明顯直徑;從地球的表面上,太陽和月亮的明顯大小大致相同。[145][146]

軌道

地球的插圖,地球的軌道,太陽和四個季節

每365.2564平均太陽日或一個恆星年。這使恆星以大約1°/天的速度向東的太陽向東帶來了明顯的運動,這是每12小時的一個明顯的太陽或月亮直徑。由於這一動作,平均需要24小時太陽日 - 使地球圍繞其軸完整旋轉,以便太陽返回到子午線。地球的軌道速度平均約為29.78 km/s(107,200 km/h; 66,600 mph),足夠快,可以在742公里(7,918英里)的距離上行駛,距離地球直徑等於地球直徑相等,並且在7分鐘內,距離距離月亮,384,000公里(239,000英里),大約3.5小時。[5]

月球和地球繞著一個普通Barycenter每27.32天相對於背景恆星。當與地月底系統圍繞太陽的普通軌道結合在一起時,會議月,從新月到新月,是29.53天。從天體北極,地球,月亮和它們的軸向旋轉的運動都是逆時針。從太陽和地球的北極上方的有利位置觀看,地球軌道朝著太陽的逆時針方向看。軌道和軸向平面並不精確地對齊:地球的平面軸是傾斜的從垂直於地面平面的大約23.44度(黃道),將地球平面傾斜到±5.1度,以±5.1度。沒有這種傾斜,每兩週會有一次日食月食太陽能日食.[5][147]

希爾球,或引力地球的影響力約為150萬公里(930,000英里)。[148][n 11]這是地球引力影響強的最大距離,比遠處的太陽和行星更強。物體必須在此半徑內繞地球繞地球,否則它們可能會因太陽的重力擾動而變得不束縛。[148]地球以及太陽係都位於銀河系和軌道約28,000光年從其中心。它比銀河平面在裡面獵戶座.[149]

軸向傾斜和季節

地球的軸向傾斜及其與迴轉軸和軌道飛機

地球的軸向傾斜約為23.439281°[4]用軌道平面的軸,總是指向天線。由於地球的軸向傾斜,在一年中,到達表面上任何給定點的陽光量都會有所不同。這會導致氣候變化夏天在裡面北半球發生在癌症的熱帶面對太陽,在南半球當。。。的時候摩ri座的熱帶面對太陽。在每個實例中,冬天同時發生在相對半球。在夏季,一天的持續時間更長,太陽在天空中攀升。在冬季,氣候變得涼爽,日子越來越短。[150]上方北極圈在下方南極圓一年中的一部分根本沒有日光,導致極性之夜,今晚在兩極本身延長了幾個月。這些相同的緯度也經歷了午夜的陽光,整天陽光仍然可見。[151][152]

按天文慣例,四個季節可以由溶解度(最大軸向傾斜朝著或遠離太陽的軌道上的點)確定 - 以及春分當地球的旋轉軸與軌道軸對齊時。在北半球,冬至目前發生在12月21日左右;夏至6月21日接近,春分是3月20日左右,秋季大約是9月22日或23日。在南半球,情況顛倒了,夏至交換了夏至,春季和秋天的春分日期交換了。[153]

地球軸向傾斜的角度在長時間內相對穩定。它的軸向傾斜確實發生了垂頭;輕微的不規則運動,主要時期為18。6年。[154]地球軸的方向(而不是角度)也隨時間變化,進攻在每個25,800年的周期中,整個圓圈周圍;這種進度是恆星年與一個差異的原因熱帶年。這兩種動作都是由太陽和地球赤道膨脹上的月亮的不同吸引力引起的。兩極還遷移了地球表面幾米。這個極性運動具有多個週期性組件,共同稱為Quasiperiodic運動。除了該運動的年度組成部分外,還有一個14個月的周期稱為錢德勒搖擺。地球的旋轉速度也隨著被稱為日長度變化的現象而變化。[155]

在現代,地球的近日發生在1月3日左右,它aphelion7月4日左右。這些日期隨著時間的推移而變化,由於進動和其他軌道因素,這些因素遵循被稱為的周期性模式米蘭科維奇週期。地球距離的變化導致相對於阿菲利昂(Aphelion)在周圍的太陽能中增加約6.8%。[156][N 12]由於南半球大約在地球達到最接近太陽的同時向太陽傾斜,因此南半球從陽光下獲得的能量比北部的能量略高於一年。這種效果比由於軸向傾斜而引起的總能量變化要大得多,並且大多數過量能量被南半球的水比例較高所吸收。[157]

地月系統

月亮

從火星看到的地月底系統

月亮相對較大,陸地,類似行星天然衛星,直徑約為地球的四分之一。它是太陽系中最大的月球相對於行星的大小,儘管夏隆相對於矮行星冥王星.[158][159]在地球之後,其他行星的自然衛星也稱為“月亮”。[160]月球起源最廣泛接受的理論,巨型影響假設,指出,它是由一個稱為Theia與早期地球的火星大小的Protoplanet的碰撞形成的。該假設解釋了(除其他外),月亮相對缺乏鐵和揮發性元素,其組成幾乎與地球的地殼相同。[42]

地球與月球之間的引力吸引力潮汐在地球上。[161]對月球的相同影響也導致了它的潮汐鎖定:它的旋轉週期與繞地球所需的時間相同。結果,它總是向地球呈現同一面孔。[162]當月亮繞地球時,臉的不同部分被太陽照亮,導致月相.[163]由於它們的潮汐相互作用,月亮以大約38 mm/a(1.5英寸/年)的速度從地球上退去。這些微小的修改超過數百萬年,將地球日延長了大約23µs/YR-添加重大變化。[164]在此期間ediacaran例如,(大約620 MA)一年有400±7天,每天持續21.9±0.4小時。[165]

月亮可能通過調節地球的氣候來極大地影響了生命的發展。古生物學證據和計算機模擬表明,通過與月亮的潮汐相互作用,地球的軸向傾斜度穩定。[166]一些理論家認為,如果沒有這種穩定扭矩旋轉軸被太陽和行星應用於地球的赤道凸起,可能是混亂的不穩定,在數百萬年內表現出很大的變化,儘管這是有爭議的。[167][168]

從地球上觀看,月亮足夠遠,幾乎具有與太陽相同的明顯大小的磁盤。這角度大小(或者結合角)這兩個屍體匹配,因為儘管太陽的直徑約為月亮大約400倍,但距離的距離也高400倍。[146]這允許全部和環形太陽能在地球上發生。[169]

小行星和人造衛星

一個模型先鋒1,地球軌道中最古老的人類物體

地球的共骨小行星人口包括準衛星,帶有一個的對象馬蹄形軌道特洛伊木馬。至少有五個準衛星,包括469219 Kamo'oalewa.[170][171]一個木馬小行星伴侶,2010 TK7, 是在領導周圍拉格朗日三角點,l4,在地球的軌道在太陽周圍。[172][173]近地小行星2006 RH120大約每二十年就可以對地球系統進行密切接近地球系統。在這些方法中,它可能會在短時間內繞地球繞地球繞。[174]

截至2021年9月,有4,550個手術,人工製作衛星繞地球。[8]也有不起作用的衛星先鋒1,目前最古老的衛星,以及超過16,000件軌道空間碎片.[n 3]地球最大的人造衛星是國際空間站.[175]

水圈

Water typically evaporates over water surfaces like oceans and is transported to land via the atmosphere. Precipitation, such as rain and snow, then brings it back to the surface. A system of rivers brings the water back to oceans and seas.
水通過水循環

地球的水圈主要由海洋組成,但從技術上講,世界上所有的水面都包括內陸海洋,湖泊,河流和地下水域,直至2,000 m(6,600 ft)。海洋的質量約為1.35×1018公制或大約1/4400地球總質量。海洋佔地36180萬公里2(1.397億平方米),平均深度為3,682 m(12,080英尺),估計量為13.32億公里3(3.2億立方米)。[176]如果地球上的所有地殼表面與光滑球體相同,那麼所產生的世界海洋的深度將為2.7至2.8 km(1.68至1.74 mi)。[177]大約97.5%的水為鹽水;其餘的2.5%是淡水.[178][179]大多數淡水約為68.7%,以冰為冰蓋冰川.[180]

在地球最冷的地區,雪在夏天倖存下來,變成冰。這種積雪和冰最終形成冰川,在自己的重力影響下流動的冰屍體。高山冰川在山區形成,而廣闊冰蓋在極地地區的土地上形成。冰川的流動侵蝕了表面,並隨著形成的形成而大大變化。U形山谷和其他地貌。[181]海冰在北極地區,儘管氣候變化是由於氣候變化而迅速撤退的,但它覆蓋了大約大約美國的區域。[182]

平均值鹽度地球海洋的海水約為35克鹽(3.5%鹽)。[183]大部分鹽是從火山活動中釋放出來的,或從涼爽的火成岩中提取的。[184]海洋也是溶解大氣氣體的儲層,這對於許多水生生物形式的生存至關重要。[185]海水對世界的氣候有重要影響,海洋充當大型熱庫.[186]海洋溫度分佈的變化會導致天氣轉移,例如厄爾尼諾 - 南方振盪.[187]

豐富的地球表面是一個獨特的特徵,它將其與其他行星區分開太陽系。具有相當大氣的太陽系行星確實部分託管了大氣水蒸氣,但它們缺乏穩定地表水的表麵條件。[188]儘管有一些衛星顯示大型水庫的跡象外星液態水,可能比地球海洋的數量還要多,所有這些都是large在厚的冷凍表面層下。[189]

氣氛

氣壓在地球上海平面平均101.325 kPa(14.696 PSI),[190]比例高度約8.5公里(5.3英里)。[5]乾燥的氣氛由78.084%組成,20.946%氧,0.934%氬氣和痕量的二氧化碳和其他氣態分子。[190]水蒸氣內容在0.01%和4%之間變化[190]但是平均約1%。[5]高度對流層隨緯度的變化,在兩極的8 km(5英里)之間,赤道的17 km(11英里),由於天氣和季節性因素而導致一些變化。[191]

地球的生物圈大大改變了它的氣氛.充氧光合作用進化2.7 Gya成型今天的主要氮 - 氧氣氣氛。[62]這種變化使有氧生物並且間接地,由於隨後的臭氧層的形成大氣的轉換o2進入o3。臭氧層塊紫外線太陽輻射,允許在陸地上生活。[192]對生命重要的其他大氣功能包括運輸水蒸氣,提供有用的氣體,導致少量流星在燃燒之前燃燒,並調節溫度。[193]最後一個現像被稱為溫室效應:大氣中的微量分子捕獲熱能從地面發射,從而提高了平均溫度。水蒸氣,二氧化碳,甲烷笑氣, 和臭氧是大氣中的主要溫室氣體。沒有這種持續效果,平均表面溫度將為-18°C(0°F),與電流+15°C(59°F)相反[194]地球上的生命可能不會以其當前形式存在。[195]

天氣和氣候

颶風菲利克斯從2007年9月從低地軌道上看
高於莫哈韋沙漠,2016年2月

地球的大氣沒有明確的邊界,逐漸變細並逐漸逐漸衰落。[196]大氣質量的四分之三包含在表面的前11公里(6.8英里)內;最低層稱為對流層。[197]來自太陽的能量加熱了這層,並在下面的表面加熱,從而導致空氣的膨脹。然後,這種低密度的空氣會上升,並由冷卻器更高密度的空氣取代。結果就是大氣循環這通過熱能的重新分佈來驅動天氣和氣候。[198]

主要的大氣循環帶包括貿易風在30°緯度以下的赤道區域中西風在30°至60°之間的中緯度中。[199]海洋熱含量電流也是確定氣候的重要因素,尤其是熱鹽循環將熱能從赤道海洋分佈到極地區域。[200]

地球接收1361 W/m2太陽輻照.[201][202]到達地球表面的太陽能量隨著緯度的增加而減小。在較高的緯度下,陽光以較低的角度到達表面,並且必須穿過大氣的較厚柱。結果,海平面的平均每年氣溫降低了約0.4°C(0.7°F),赤道的緯度每度緯度。[203]地球表面可以細分為近似均勻氣候的特定緯度帶。從赤道到極地區域,這些都是熱帶(或赤道),亞熱帶溫帶極性氣候。[204]

影響位置氣候的其他因素是靠近海洋,海洋和大氣循環以及拓撲。[205]靠近海洋的地方通常會有更冷的夏天和溫暖的冬季,因為海洋可以儲存大量熱量。風將寒冷或海洋的熱量運送到陸地。[206]大氣循環也起著重要的作用:舊金山華盛頓特區都是沿海城市的大約相同緯度。舊金山的氣候明顯更為溫和,因為盛行的風向是從海到陸地。[207]最後,溫度降低高度導致山區比低窪地區更冷。[208]

通過表面蒸發產生的水蒸氣通過大氣中的循環圖案傳輸。當大氣條件允許升高溫暖,潮濕的空氣時,這種水會凝結並作為降水掉落到表面。[198]然後,大多數水通過河流系統運輸到較低的海拔,通常返回海洋或沉積到湖泊中。這種水週期是支持土地生命的重要機制,是地質時期表面特徵侵蝕的主要因素。降水模式差異很大,範圍從每年幾米到小於毫米。大氣循環,地形特徵和溫度差異決定了每個區域的平均降水量。[209]

常用的Köppen氣候分類系統有五個群體(潮濕的熱帶乾旱潮濕的中緯度大陸和冷極性),進一步分為更具體的亞型。[199]Köppen系統基於觀察到的溫度和降水量。[210]表面氣溫可以升至約55°C(131°F)熱沙漠, 如死亡之谷, 和可以低至-89°C(-128°F)南極洲.[211][212]

高層氣氛

地球上藍色的氣氛頂部,月亮在背景

在對流層上方,大氣通常被分為平流層中圈, 和熱圈.[193]每一層的失誤率不同,定義了溫度的變化速率。除此之外,外圈將地磁場與太陽風相互作用,進入磁層。[213]在平流層內是臭氧層,該層部分使表面免受紫外線的範圍,因此對地球上的生命很重要。這Kármán線,定義為地球表面上方100公里(62英里),是大氣和邊界的工作定義外太空.[214]

熱能會導致大氣外邊緣的某些分子增加其速度,從而從地球重力逃脫。這會導致緩慢但穩定損失氣氛進入太空。因為沒有固定有低點分子質量,它可以實現逃逸速度比其他氣體更容易,並且以更大的速度洩漏到外層空間。[215]氫向空間的洩漏有助於地球大氣和最初從減少陳述其當前氧化。光合作用提供了游離氧的來源,但是諸如氫之類的還原劑的損失被認為是大氣中氧氣廣泛積累的必要前提。[216]因此,氫從大氣中逃脫的能力可能影響了地球上發展的生命本質。[217]在電流中,富含氧氣的氣氛大多數氫在有機會逃脫之前將其轉化為水。取而代之的是,大多數氫損失來自上層大氣中甲烷的破壞。[218]

地球上的生活

菌類是地球上生命的王國之一。

行星的生命形成生態系統,總體形式生物圈.[219]生物圈分為多個生物群落,居住在廣泛的動植物中。[220]在陸地上,生物群落主要由緯度差異分開,海拔濕度。陸地生物群落躺在北極或南極圈內高海拔或IN極度乾旱的地區是動植物生命的相對貧瘠的;物種多樣性達到頂峰赤道緯度的潮濕低地.[221]估計值物種數量今天在地球上有所不同;大多數物種不是描述.[222]超過99%物種曾經在地球上生活的是滅絕.[223][224]

一個可以維持生命的星球被稱為可居住,即使生活沒有起源。地球與太陽的距離及其軌道偏心,旋轉速率,軸向傾斜,地質歷史,持續氣氛和磁場都有助於當前表面的氣候條件。[225]地球提供液態水 - 複雜的環境有機分子可以組裝和互動,以及足夠的能量來維持代謝.[226]植物可以佔用營養從大氣中,土壤和水。這些營養素在不同物種之間不斷回收。[227]

極端天氣,例如熱帶氣旋(包含颶風颱風),發生在地球的大部分錶面,對這些地區的生活產生很大影響。從1980年到2000年,這些事件平均每年造成11,800人死亡。[228]許多地方都受到地震的約束滑坡海嘯, 火山噴發,龍捲風暴風雪,洪水,乾旱,野火以及其他災難和災難。[229]由於污染空氣和水,酸雨,植被喪失(過度放牧森林砍伐荒漠化),野生動植物的喪失,物種滅絕土壤退化土壤耗盡侵蝕.[230]人類活動將溫室氣體釋放到大氣中全球暖化.[231]這是在開車變化如那個冰川和冰蓋的融化, 一個平均海平面的全球增長,乾旱和野火的風險增加,物種遷移到較冷的地區。[232]

人文地理學

世界主權國家

地球的人口2010年代初通過了70億,[233]並預計在21世紀下半葉達到了約100億。[234]預計大部分增長將發生撒哈拉以南非洲.[234]人口密度在世界各地差異很大,但大多數生活在亞洲。到2050年,預計全球68%的人口將生活在城市而不是農村地區。[235]北半球佔世界土地的68%。[236]部分原因是土地質量的占主導地位,有90%的人類生活在北半球。[237]

據估計,地球表面的八分之一適合人類生活 - 四分之三的地球表面被海洋覆蓋,將四分之一的土地留作土地。該土地地區的一半是沙漠(14%),[238]高山(27%),[239]或其他不合適的地形。人類已經發展多樣社會文化;從政治上講,世界有206主權國家.[240]狀態除了南極和其他一些無人認領的地區.[241]地球從未擁有整個行星的政府,但是聯合國是全球領先的政府間組織.[242]

第一個到軌道地球的人是尤里·加加林1961年4月12日。[243]截至2018年11月,總共約有550人訪問了外太空並到達軌道,其中,十二走在月球上。[244][245]通常,太空中唯一的人是國際空間站上的人。車站的全體人員,通常由六個人組成,通常每六個月更換一次。[246]人類從地球行駛的最遠的地方是400,171公里(248,655英里),在此期間達到阿波羅131970年的任務。[247]

自然資源和土地利用

地球的土地使用用於人類農業

地球有人類利用的資源。[248]那些被稱為不可再生資源, 如化石燃料,僅在地質時標進行補充。[249]大量化石燃料是從地殼中獲得的,由煤炭石油, 和天然氣.[250]這些沉積物被人類用於能源生產和化學生產的原料。[251]礦物礦石通過一個過程,也在外殼中形成了身體礦石創世紀,由岩漿主義,侵蝕和板塊構造。[252]這些金屬和其他元素被提取礦業,通常會帶來環境和健康損害的過程。[253]

地球生物圈為人類生產許多有用的生物產品,包括食物,木頭藥品,氧氣和有機廢物的回收。陸基生態系統取決於表土和淡水,海洋生態系統取決於溶解的營養成分,從土地上洗淨。[254]2019年,3900萬公里2(1500萬平方米)地球地面由森林和林地組成,1200萬公里2(460萬平方米)是灌木和草原,4000萬公里2(1500萬平方米)用於動物飼料生產和放牧,1100萬公里2(420萬平方米)被培養為農田。[255]在用於農田的12-14%的無冰土地中,有2個百分點在2015年被灌溉。[256]人類使用建築材料建造庇護所。[257]

人類和環境

The graph from 1880 to 2020 shows natural drivers exhibiting fluctuations of about 0.3 degrees Celsius. Human drivers steadily increase by 0.3 degrees over 100 years to 1980, then steeply by 0.8 degrees more over the past 40 years.
自工業革命以來的平均表面空氣溫度的變化,加上驅動因素的變化。人類活動導致溫度升高,自然力量增加了一些可變性。[258]

人類活動影響了地球環境。通過諸如燃燒化石燃料之類的活動,人類一直在增加溫室氣體在大氣中,改變地球的能源預算和氣候。[259][260]據估計,2020年的全球溫度比工業前基線溫度比1.2°C(2.2°F)溫暖。[261]溫度的升高,稱為全球暖化,為冰川的融化海平面上升,乾旱和野火的風險增加,物種遷移到較冷的地區。[232]

概念行星邊界被引入是為了量化人類對地球的影響。在確定的九個邊界中,已經越過五個:生物圈完整性,氣候變化,化學污染,野生棲息地的破壞和氮循環被認為已經通過了安全的閾值。[262][263]截至2018年,在沒有違反行星界限的情況下,沒有國家滿足其人口的基本需求。儘管有可能在可持續的資源使用水平中提供全球所有基本物理需求。[264]

文化和歷史觀點

地球,1968年由威廉·安德斯,船上的宇航員阿波羅8

人類文化已經對地球有了許多看法。[265]標準天文符號地球由十字架組成圓圈[266]代表世界四個角落。 (也可以看看地球符號。)有時是地球人格化作為一個。在許多文化中,這是一個母親女神這也是主要的生育神.[267]創造神話在許多宗教中,涉及超自然神或神靈創造地球。[267]蓋亞假設在20世紀中葉開發的,將地球的環境和生命作為一種自我調節的生物進行了比較,從而廣泛地穩定了宜居性狀況。[268][269][270]從太空拍攝的地球圖像,尤其是在阿波羅計劃期間,已被認為改變了人們對自己所居住的星球的看法,稱為概述效果,強調其美麗,獨特性和明顯的脆弱性。[271][272]特別是,這導致了人類活動對地球環境的影響範圍的實現。由科學啟用,特別是地球觀察[273]人類已經開始接受對環境問題的行動全球,[274]承認人類和地球環境的相互聯繫.

科學研究導致人們對地球的看法發生了幾種文化變革。最初的信念平坦的地球逐漸流離失所古希臘通過一個想法球形地球,這歸因於兩個哲學家畢達哥拉斯parmenides.[275][276]通常認為地球是宇宙的中心直到16世紀,科學家首先得出結論一個移動的對象,太陽系的行星之一。[277]

直到19世紀,地質學家才意識到地球的年齡至少已經數百萬年了。[278]開爾文勳爵用過的熱力學估計地球時代在1864年之間為2000萬至4億年,引發了有關該主題的激烈辯論。只有放射性和放射性約會在19世紀末和20世紀初發現,確定了地球年齡的可靠機制,證明該星球已有數十億年的歷史。[279][280]

也可以看看

筆記

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  5. ^由於自然的波動,周圍的歧義冰架,和映射約定垂直基準,土地和海洋覆蓋範圍的確切價值不是有意義的。基於來自向量圖全球陸生存檔2015年3月26日在Wayback Machine數據集,湖泊和溪流覆蓋範圍的極端值是地球表面的0.6%和1.0%。冰蓋南極洲格陵蘭被視為土地,即使支持它們的大部分岩石都在海平面以下。
  6. ^如果地球縮小到大小台球,地球的某些區域,例如大山脈和海洋溝渠,感覺就像是微小的瑕疵,而地球的大部分地區,包括大平原深淵平原,會感覺更順利。[88]
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參考

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