调研工作报告:有关地球的所有

地球的起源

科学家们过去常认为包括地球、水星、金星、火星在内的石质行星是一块尘埃云快速引力坍缩而形成的。这种坍缩产生了致密的球体，但在20世纪60年代，阿波罗太空计划的有关研究成果改变了这种观点。对月坑的研究揭示出这些坑是由于在距今约45亿年时大量天体的撞击而形成的。此后，撞击的次数看来很快减少。这一研究结果使斯米特（Otto Shmidt）提出的吸积理论恢复了活力。这位苏联地球物理学家于1944年提出：行星是一步一步地逐渐增大其体积的。根据斯米特的见解，宇宙尘团聚在一起成为颗粒，颗粒变成砾石。砾石变成小球，然后变成大球，再变成微行星（即星子），最后，尘埃终于变成了月球那样的大小。随着星体越来越大，它们的数目就减少。结果，星体（即陨石）之间碰撞的机会就减少，能够用于吸积的东西越来越少，这意味着为了集结成大行星这一作用要进行很长的时问。由华盛顿卡内基研究所的韦瑟里尔（George .W. Wetherill）进行的计算表明，一个直径10千米大小的天体变成地球这样的天体需要经过大约一亿年的时间。

地球是距太阳第三颗，也是第五大行星：

轨道半径: 149,600,000 千米 (离太阳1.00 天文单位)
行星直径: 12,756.3 千米
质量: 5.9736e24 千克

地球是唯一一个不是从希腊或罗马神马中得到的名字。Earth一词来自于古英语及日耳曼语。这里当然有许多其他语言的命名。在罗马神话中，地球女神叫Tellus－肥沃的土地（希腊语：Gaia, 大地母亲）

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直到16世纪哥白尼时代人们才明白地球只是一颗行星。

地球，当然不需要飞行器即可被观测，然而我们直到二十世纪才有了整个行星的地图。由空间拍到的图片应具有合理的重要性；举例来说，它们大大帮助了气象预报及暴风雨跟踪预报。它们真是与众不同的漂亮啊！

地球由于不同的化学成分与地震性质被分为不同的岩层（深度－千米）：

0- 40 地壳
40- 400 Upper mantle - 上地幔
400- 650 Transition region - 过渡区域
650-2700 Lower mantle - 下地幔
2700-2890 D'' layer - D"层
2890-5150 Outer core - 外核
5150-6378 Inner core - 内核

地壳的厚度不同，海洋处较薄，大洲下较厚。内核与地壳为实体；外核与地幔层为流体。不同的层由不连续断面分割开，这由地震数据得到；其中最有名的有数地壳与上地幔间的莫霍面－不连续断面了。

地球的大部分质量集中在地幔，剩下的大部分在地核；我们所居住的只是整体的一个小部分（下列数值×10e24千克）:

大气 = 0.0000051
海洋 = 0.0014
地壳 = 0.026
地幔 = 4.043
外地核 = 1.835
内地核 = 0.09675

地核可能大多由铁构成（或镍/铁），虽然也有可能是一些较轻的物质。地核中心的温度可能高达7500K，比太阳表面还热；下地幔可能由硅，镁，氧和一些铁，钙，铝构成；上地幔大多由olivene，pyroxene(铁/镁硅酸盐)，钙，铝构成。我们知道这些金属都来自于地震；上地幔的样本到达了地表，就像火山喷出岩浆，但地球的大部分还是难以接近的。地壳主要由石英（硅的氧化物）和类长石的其他硅酸盐构成。就整体看，地球的化学元素组成为：

34.6% 铁
29.5% 氧
15.2% 硅
12.7% 镁
2.4% 镍
1.9% 硫
0.05% 钛

地球是太阳系中密度最大的星体。

其他的类地行星可能也有相似的结构与物质组成，当然也有一些区别：月球至少有一个小内核；水星有一个超大内核（相当于它的直径）；火星与月球的地幔要厚得多；月球与水星可能没有由不同化学元素构成的地壳；地球可能是唯一一颗有内核与外核的类地行星。值得注意的是，我们的有关行星内部构造的理论只是适用于地球。

不像其他类地行星，地球的地壳由几个实体板块构成，各自在热地幔上漂浮。理论上称它为板块说。它被描绘为具有两个过程：扩大和缩小。扩大发生在两个板块互相远离，下面涌上来的岩浆形成新地壳时。缩小发生在两个板块相互碰撞，其中一个的边缘部份伸入了另一个的下面，在炽热的地幔中受热而被破坏。在板块分界处有许多断层（比如加利福尼亚的San Andreas断层），大洲板块间也有碰撞（如印度洋板块与亚欧板块）。目前有八大板块：

北美洲板块 － 北美洲，西北大西洋及格陵兰岛
南美洲板块 － 南美洲及西南大西洋
南极洲板块 － 南极洲及沿海
亚欧板块 － 东北大西洋，欧洲及除印度外的亚洲
非洲板块 － 非洲，东南大西洋及西印度洋
印度与澳洲板块 － 印度，澳大利亚，新西兰及大部分印度洋
Nazca板块 － 东太平洋及毗连南美部分地区
太平洋板块 － 大部分太平洋（及加利福尼亚南岸）
还有超过廿个小板块，如阿拉伯，菲律宾板块。地震经常在这些板块交界处发生。绘成图使得更容易地看清板块边界（上图）。

地球的表面十分年轻。在50亿年的短周期中（天文学标准），不断重复着侵蚀与构造的过程，地球的大部分表面被一次又一次地形成和破坏，这样一来，除去了大部分原始的地理痕迹（比如星体撞击产生的火山口）。这样一来，地球上早期历史都被清除了。地球至今已存在了45到46亿年，但已知的最古老的石头只有40亿年，连超过30亿年的石头都屈指可数。最早的生物化石则小于39亿年。没有任何确定的记录表明生命真正开始的时刻。

71％的地球表面为水所覆盖。地球是行星中唯一一颗能在表面存在有液态水（虽然在土卫六的表面存在有液态乙烷与甲烷，木卫二的地下有液态水）。我们知道，液态水是生命存在的重要条件。海洋的热容量也是保持地球气温相对稳定的重要条件。液态水也造成了地表侵蚀及大洲气候的多样化，目前这是在太阳系中独一无二的过程（很早以前，火星上也许也有这种情况）。

地球的大气由77％的氮，21％氧，微量的氩、二氧化碳和水组成。地球初步形成时，大气中可能存在大量的二氧化碳，但是几乎都被组合成了碳酸盐岩石，少部分溶入了海洋或给活着的植物消耗了。现在板块构造与生物活动维持了大气中二氧化碳到其他场所再返回的不停流动。大气中稳定存在的少量二氧化碳通过温室效应对维持地表气温有极其深远的重要性。温室效应使平均表面气温提高了35摄氏度（从冻人的-21℃升到了适人的14℃）；没有它海洋将会结冰，而生命将不可能存在。

丰富的氧气的存在从化学观点看是很值得注意的。氧气是很活泼的气体，一般环境下易和其他物质快速结合。地球大气中的氧的产生和维持由生物活动完成。没有生命就没有充足的氧气。

地球与月球的交互作用使地球的自转每世纪减缓了2毫秒。当前的调查显示出大约在9亿年前，一年有481天又18小时。

地球有一个由内核电流形成的适度的磁场区。由于太阳风的交互作用，地球磁场和地球上层大气引发了极光现象（参见行星际介质）。这些因素的不定周期也引起了磁极在地表处相对地移动；北磁极现正在北加拿大。

地球的卫星
地球只有一个自然卫星－－月球。但是

数千人造卫星被安置在了地球轨道上。
小行星 3753号 (1986 TO)有一个与地球非常复杂的轨道关系；它不能称为卫星，只能命其为“伙伴”。这个情形类似于土星的卫星土卫十和土卫十一。
Lilith（月亮二号）并不存在但是个有趣的故事。
卫星 距离(×10e5公里) 半径(公里) 质量(千克)
月球 3.84 1738 7.35e22

更多的关于地球与月球的站点
更多的地球图片和电影
来自 ASU
来自 LANL
地球的内部构造 (作者 LANL的罗珊娜 L. 汉密尔顿)
来自 JPL
来自 RPIF
来自 StarDate
来自 NSSDC
来自 TPS
来自 NASA Spacelink
地球云气空间照图片(LANL)
地球上撞击出的火山口文字及图片 (LANL)
地球和夏威夷火山(LANL)
火山世界
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夏威夷及其他地方的火山特性(ExInEd Hypercard stack)
地球观 (ExInEd Hypercard stack)
地球与邻居行星的比较 (ExInEd Hypercard stack)
虚拟地形学
地球的磁层
地球图，地球的一幅交互式地图
地球画廊
从太空看地球(图片和天文引用；作者：LANL的Calvin Hamilton)
太空中的地球，NASA的地球图片
地理资源
卫星图片美国的
AVHRR图片
未知点
我们有关地球的知识全部是由极不直接的证据逐步导出的。我们如何才能得到更多的信息？
仅管太阳"常数"的有所增加，地表的平均温度却数十亿年来非常稳定。最好的解释这个的理由是：由大气中二氧化碳的数量改变，控制温室效应来完成。但这到底是怎么完成的？Gaia假设主张是由生物圈的活动维持了它。更多的有关金星与火星的详情可能会提供某些线索。
在形成像金星一样大气前我们能将多少二氧化碳释放到大气中？

地球就在我们脚下。

生命的,物质的.