关于地球家园的基本常识,你知道多少?

来源:科普中国

本文基于回答网友的类似问题,见截图:

这种常识在小学就已经知道了,不过我们今天可以说得更深一点。下面,就从地球的基本情况、结构、运动三个方面,与朋友们分享一下地球家园的常识。

基本情况

地球是一个平均直径约12742.02公里的球,质量约为5.97237*10^24公斤,也就是约60万亿亿吨。为啥这里都用“约”呢?因为这种大质量天体要将尺度和质量定位到很精细是不可能的,而且这些数据本身也每天都在变化,所以只能说个大概。

而且地球并不是一个完美的球形,有点点扁,扁率达到0.0033528,因此,地球直径只是一个平均值。地球之所以有这么一点点不圆,是因为地球在自转,自转的物体就有离心力,而赤道就是自转离心力最大的地方,这样赤道附近的地壳就被甩得隆起一点,这里的直径最大,约为12756公里;而两极离心力最小,因此直径也小一点,约为12714公里。

这样我们就可以计算出赤道周长约40075公里,两极周长约为39942公里。

有了这些基础数据,我们就可以算出地球总面积约5.1亿平方公里。在这5.1亿平方公里面积上,陆地和岛屿占据了29.2%,江河湖海等水域占据了70.8%。水体的大部分是海洋咸水,总体积约为13.8亿立方公里,其中96.5%为海水。

而在13.5%的淡水资源中,又有99.15%以上是冰盖、冰川,真正人类可利用的水资源在江河湖泊,这部分水资源只约占淡水资源总量0.85%,约93000立方公里。由此我们可以看出,人类可利用水资源只占总水量的0.0067%。

如果将地球上所有的水做成一个水球,总水球直径约1400公里,淡水球约270公里,可利用水球直径只有56公里(上图)。所以,人类可利用的淡水资源很稀缺,人类要想长期生存,节约水资源人人有责。

地球结构

地球表层系统由下到上由岩土圈、水圈、生物圈(包括人类圈)、大气圈构成,这些属于地球外圈,是目前人类活动能够触及的范围。

所谓岩土圈就是由岩石组成的地壳和岩石风化出来的土壤组成;水圈就是覆盖在岩土圈之上的水体,包括海洋和江河湖泊;生物圈和人类圈就是生存活动在陆地和水圈中的动物、植物、微生物,尤其是遍布地球各个角落的人类活动痕迹。

大气圈就是覆盖包裹地球的大气层,就是人类每时每刻都在呼吸的空气。空气主要由氮和氧组成,按体积划分,氮气约占78%,氧气约占21%,还有氦、氖、氩、氪、氙、氡等稀有气体加起来约占0.934%,二氧化碳约占0.04%,水蒸气、尘埃杂质等占0.002%。

大气密度与温度和压力密切相关,海平面大气压为101325Pa,也称为1atm,就是1个标准大气压。在零摄氏度1个标准大气压条件下,空气密度约为1.293kg/m^2。随着海拔高度的升高,气压会越来越低,密度会越来越小,也就是越来越稀薄。

一般把大气层分为5层,从地表算起一层层上去叫对流层、平流层、中间层、暖层、外层。大气与外太空没有严格区分界限,到了距离地球数万公里的高空,还有稀少的大气粒子活动。地球的希尔球半径为150万公里,也就是地球引力影响范围为150万公里,因此在那里也还有地球的大气分子存在。

地球内圈主要是地球的实体部分,主要是指地壳下三个层次,即地幔层、地核外液体层、地核,又可细分为上地幔、下地幔、外地核、过度层、内地核。这种细分是因为每一个层次都不是突然变化的,而是逐步过度变化的。

地壳厚度平均约35公里,最薄的地方只有几公里(海沟),最厚的地方有70多公里(山巅);地幔层厚度约有2865公里;地核的半径约3471公里。从地表往下,越深温度越高,压力越大。地幔温度约在1000~2000℃之间,地核温度在2000~6000℃之间。地壳核心压力可达360万个大气压强,物质密度约12.9g/cm^3。

有关地球各部分的详细情况,过去发过的文章中分别有过介绍,这里就不赘述了。

地球运动

地球运动才是地球最值得介绍的部分,因为是运动才给了地球活力和生命。

太阳占有太阳系99.86%的质量,是当然的龙头老大,对太阳系有绝对的控制权。因此,只有太阳质量33万分之一的地球,从一出生,就和其他七大行星兄弟姐妹一样,被太阳引力牵扯着围绕着太阳公转。

但在出生不久,地球的运行状态就发生了变化。

变化的原因是一颗和火星差不多大小的星球撞上了地球,科学家们把这颗星球称为“忒伊亚”。相撞的结果是与地球融合在一起了,这样地球的质量就增加了约1/8,才有了如今约60万亿亿吨。

这一撞,不但让地球“长胖了”,还把地球的自转轴撞歪了,原来垂直于太阳黄道的自转轴,歪了约23.44度,这样就歪着个脖子公转了。

还不仅如此,“忒伊亚”在撞击中融合近地球时,还撞飞了一大堆熔岩,这堆熔岩在地球引力作用下没有飞远,围绕着地球转了不久,又因为引力凝聚成一个星球,就是月球。从此,月球成为地球唯一的天然卫星,围绕着地球一转就是45亿年。

这样,地球和月球就形成了一个地月系统,正是这个最佳组合,让地球出现了生命。首先是地球歪着脖子转,形成了阳光直射在地球的位置出现了周期性的变化,一年在南纬23.44度到北纬23.44度之间围绕着赤道上下走一圈,万物生长靠太阳,这样就形成了一年四季春夏秋冬的气候变化。

而月球的形成,对地球产生了比太阳大2.5倍的引潮力,大大加强了地球海洋潮汐运动,随着地球自转,地表对着月亮的位置就时刻变化移动,海洋就会随着月球引潮力的移动而潮起潮落,每天两次。正是季节的变换和海洋潮汐的作用,让地球充满了生机和活力,促进了地球生命的演化和进化。

因此科学界认为,如果没有那一撞,或者撞得多了少了,地球就可能会像金星和火星一样,生命或许就不会出现。所以,我们之所以存在,都要感谢这一撞。

在太阳系八大行星中,有4颗类地行星,就是和地球差不多,都有坚硬岩石地壳的行星;有4颗类木巨行星,就是和木星差不多,主要由气体组成,没有固体表面,且体积和质量巨大。4颗类地行星是比气态行星都靠近太阳,因此又叫内行星。

地球在类地行星中是老大,质量和体积都最大,从靠太阳最近算起,地球排在第三位,平均轨道半径约1.5亿公里。地球每天自转一圈,赤道线速度约每秒464米;还按部就班地围绕着太阳公转,每秒线速度约29.783公里,一年围绕着太阳转一圈,约为365.25天。

这些就是地球的大致常识,欢迎讨论,感谢阅读。

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关键词: 类地行星 淡水资源

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