地球是太阳系中的一颗行星

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1、地球地球是太阳系中的一颗行星，是人类居住的星球。行星地球 太阳系中已知的行星按离太阳由近及远的顺序依次为水星、金星、地球、火 星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。地球绕太阳公转，轨道呈椭圆形，长半径为 0 公里，偏心率为0.0167。轨道近日点为1.471亿公里，远日点为1.521亿公里，平均1.496 亿公里。地球公转一周需时365.25个平太阳日。平均公转速度为29.79公里秒。地球自西 向东自转,一周需时 23 小时 56 分 4.09 秒平太阳时，自转轴与公转轨道面之间的夹角为 23.45。地球的形状、大小和质量 地球是一个不规则的扁球体。地球内部质量的不均匀分布和 地球自转所产生

2、的离心力的共同影响，使地球自然表面极为复杂。所以人们通常把平均海平 面及其向陆地连续延伸的部分所构成的大地水准面（又称地球体），作为地球形状的模型。这 个理论连续表面上的每一点都与重力的方向垂直。但是大地水准面还不是一个简单的数学曲 面，也不适于作为描述地球几何形状的参考面，于是，人们进一步用一个与大地水准面相接 近的旋转椭球面作为地球形状的参考面。根据多年的测定，这个旋转椭球面的赤道半径为 6.378139X106米，两极半径为6.356755X 106米。由于测算手段的不断改善，地球半径和 扁率的精确数值也随时不断修正。根据对人造卫星运动的观察得到的扁率为1298.257。地 球质量包括大

3、气圈（层）为5.976X1024千克。地球的体积为1.083X1021立方米。地球的 平均密度为5.520千克立方米。地球表面的起伏和海陆分布 在地球的总表面积为5. 100 X 108平方公里中，大陆面积约 为1.48X108平方公里，约占29%；海洋面积约为3.62X108平方公里，约占71%。以平均 海平面为标准，地球表面上的高度统计有两组数值分布最为广泛。一组在海拔01000米之 间；另一组则在海平面以下40005000米之间。前者占地球总面积的21%以上，后者占22% 以上。大陆上的最高山峰珠穆朗玛峰，海拔达8848米，最低点为死海，达-397米，海底最 深处马里亚纳海沟，深度达到1

4、1022米。地球的重力场和磁场 地球重力作用的空间称为地球重力场。作用在地球表面上的重力 是地球质量产生的引力和地球自转产生的惯性离心力共同作用的结果。由于地球自转所引起 的离心力对重力的影响在赤道上最强，并随纬度的不同而呈有规则的变化。同时，由于地球 不同部位的密度分布得不均一，也引起重力的变化和异常。因此，重力异常可以提供地球不 同部分密度变化的信息。地球具有一个强有力的、犹如一个位于地心的磁棒（磁偶极子）所产生的磁场。这个从 地心至磁层边界的空间范围内的磁场称为地磁场。地磁场是非常弱的磁场，其强度在地面两 极附近最强,还不到10-4特斯拉；而赤道附近最弱。磁偶极子的轴线称为磁轴。磁轴与地

5、面 的交点称为地磁极。磁轴与地轴的交角大约11。磁场的强度和方向不仅随地而异，也因时 间不同而有变化。在地质历史期间磁极经常逆转，并且磁极围绕地理的极点旋转。地球磁场 的起源和它在地史期间的变化，与地核的结构和物质的相对运动所产生的电流有关。高层大气的电流活动是产生外源电磁场的原因。电离层中的电流体系可引起地磁场的日 变化，极区高层大气受带电粒子的冲击而产生极光和磁暴。太阳和地球中间有称为太阳风的 等离子体。地球磁场在向太阳的一面受太阳风的作用而压缩，在背太阳的一面则被拉伸，从 而使地球磁场在地球周围被局限在所谓的磁层之内。磁层的外边界则称为磁间歇区。地球磁场的存在使地球免受太阳风的直接影响，

6、磁层的存在对大气的成分和地面气候起 重大的作用，并因此而影响到地球上生命的发展。地球的构造和成分 地球是由不同状态、不同物质的圈层构成的。地球的内部由地核、 地幔和地壳 3层组成。地球表面则由水圈和大气圈所包围，后二者又维系着生物圈的存在。 地壳 包裹着整个地球内部的薄壳。质量只占全球的 0.2%。大陆地壳与海底地壳有明显的 差别。洋壳极薄，厚度不及211公里（包括海水），平均约7公里，密度33. 1克/立方厘 米，主要由镁铁质火成岩，即玄武岩和辉长岩组成，上面有极薄的深海沉积物覆盖。与此相 反，陆壳则较厚，约1580公里，平均35公里，密度2.72.8克/立方厘米，出露在地表， 由火成岩、变

7、质岩和沉积岩组成。陆壳的组成并不均匀，平均成分不易得到准确的测定，但 大致与花岗闪长岩相似。陆壳下部的闪长岩质部分所含的放射性产热元素，如钾、铀及钍较 上部的花岗岩质部分为少。地壳与下伏的地幔之间的界面称为莫霍面。地震波的传导速度在此有突然的变化。P波 由6.77公里/秒，过渡到88.4公里/秒。对这个界面的结构细节还有待深入研究。但 一般认为在大多数地区过渡层厚度小于 5公里。地幔 地球内部位于地壳与地核之间的构造层。地幔的成分不同于地壳，其主要岩石为 橄榄岩类，即富含铁、镁的硅酸盐岩石。根据地震波速在400和670公里深度上存在两个明 显的不连续面，可将地幔分为3部分：上地幔，由莫霍面至4

8、00公里深度；过渡层，在 400670公里深度之间；下地幔，深度在6702891公里之间。上地幔内，地震波速随深 度而增加的梯度较小。在60150公里之间，许多大洋区及一些陆上的晚期造山带内有一个低 速层，这意味着有0.16的少量熔融物质存在。过渡层内，地震波速度随深度而加大的梯 度大于地幔的其余两部分。此层内的不连续面是由物相的转变引起的，橄榄石和辉石转变为 高压下稳定的矿物相。下地幔内的成分及构造比较均匀。根据现代的认识，把比较刚性和温度较低的地壳和地幔顶部称为岩石圈（层）。岩石圈的 厚度在全球各部分并不一致：大洋部分在洋中脊的最新部分只有68公里，在最老的部分则 约 100公里；大陆岩石

9、圈则在大约100400公里之间。岩石圈下较热而刚性较弱，能够长 期缓慢变形的部分称为软流圈（层）。地核 地球内部位于地幔之下的核心部分。地幔与地核的界面深度定为 2891公里，在 此深度上P波速度由13.7公里/秒突然下降到约8公里/秒，在此界面之下,S波不能透过。 到5149公里深度,P波速度又有所增加,这个界面被认为是地球内核的上界。据推测外地核可 能由液态铁组成，其中可能含镍约10，并有大约15较轻的元素，如硫、硅、氧、钾、氢 等存在。内地核应为刚性很高的，在极高压（3.3X10113.6X1011帕）下结晶的固体铁镍 合金组成。地核质量占地球全部的33。此外，推测在47505149公里

10、深度之间还有一个过渡带。对于地球内部的温度分布情况了解还不足。温度随深度而增加的梯度在每公里2040C 之间，但延续不太深，否则内部物质将熔化而不能传导地震波。低速层内温度可接近橄榄岩 的融点（约1200C），但在更深部位，为使地幔大部分仍保持固体状态，地热梯度必须低到 约为每公里0.3C。据硫化铁镍在高压下的熔融实验，提出地核一地幔界面上的温度约为 3700C，内核温度大约在40004500C之间。水圈（层） 地球表层水体的总称。地表的自由水有 97.3形成海洋，另有2.1以冰 的状态固结在两极。其余部分则以河流、湖泊及地下水的形式存在。大量液态水的存在是地 球的一大特点。海水平均含溶解的盐

11、类约0.35，主要为氯化钠，具弱碱性。雨水及河水中 的溶解物不多，大部分为碳酸氢钙（CaHC03）,而略呈酸性。雨水可由工业废气中获得二氧化 硫（S02）,成为酸雨。河水每年平均可由其流域中每平方公里带走100吨的物质，其中约20% 在溶液中。水圈与地壳的上部有较大程度的重叠。地下水可以环流到地壳内数公里的深度， 受热并与岩石发生反应再回到地面。陆地上火山活动地区常有热泉及其他地热现象。在洋中 脊也有相似的热水活动，并喷出含有金属硫化物的黑烟，温度可达300C，且有生物群生存在 这种环境中。大气圈（层） 地球外部的气体包裹层。它与水圈相互作用。太阳的热能使海水蒸发， 凝结成云，形成降水。陆地上

12、的降水，形成径流，由地面或地下返回海洋。由地面至约15公里高度的大气层为对流层，其上至50公里高度的大气层为平流层。由 平流层顶面向上至8085公里为中间层。更向上到500公里左右高度为热层。500公里高度 以上为外逸层。大气圈的温度随高度而变化，对流层内温度随高度而降低。向上在2050公里之间温度 又有所增高。在中间层内温度又随高度的增加而降低，最低可达-100C。在热层内温度又随 高度的增加而增加。外逸层是等温的。大气圈主要成分为氮、氧、氩、二氧化碳、水蒸气等。底部 100公里范围内成分稳定。 大气密度在地面大约为1.2千克立方米,在100公里高度降为10-6千克立方米。在距地 表1050

13、公里间为臭氧层。在此层中臭氧虽属次要成分，但可以滤去来自太阳的大部分紫外 线辐射。在大气圈中 60500公里（或1000公里）高度范围内为电离层。其中由于电离作用而 使部分原子和分子带电，形成离子与自由电子共存的状态。电离层大致由平流层开始,到中间 层随着高度的增加而增大电子浓度,在热层达到最大值，再向外即与外逸层重叠。电离层之外 为磁层，即地球磁场影响的最外部分。在此层中离子化最完全，致使形成等离子体，并受地 球磁场的影响。在3000公里及1500公里高度上具有特高的强度，形成范爱伦带。后者连 同磁层的其他特点为人造卫星用于太空探测以来的新发现。地球的年龄、起源和演化 太阳系是在大约距今46

14、亿年前，由一个气体和尘埃构成的原 始太阳星云，经过几千万年时间形成的。重力使星云缩小，并将其大部分质量吸引到中心部 位的原始太阳上；紊流使原始星云产生旋转。原始太阳旋转速度不断增大的同时，星云的其 余部分形成盘状。星云的中心在压缩时，温度不断增高，致使在其核部产生核聚变，释放能量而发光。太 阳周围的盘状物体不断冷却，物质凝结成固体，并因碰撞而逐渐形成一些较大的物体。较大 的物体也易于收拢大部分碎屑而形成行星,并围绕太阳,沿着已消失的盘状体平面上的轨道旋 转。最初凝结的物质是最难挥发的难熔物质，如铁、镍、铝等金属氧化物。温度再降低则出 现构成岩石的硅酸盐类，然后是更易挥发的化合物，如水及甲烷。由

15、于温度随接近太阳而增 高，致使内太阳系的温度未曾低到能使大量挥发物凝结的程度。最靠近太阳的行星，致密而 有金属内核，并且外面包有硅酸盐。远离太阳的行星虽然能够聚集并保留大量的挥发物，从 而更为庞大，但不甚致密，并被认为具有由岩石和冰构成的核部，其外为固态或液态的氢， 最外面则为厚层的大气。这种巨大的行星还伴有岩石和冰构成的卫星。行星在此以后的演化，在其内部以化学分凝作用为主，在其表面则以被较小物体的轰击 为主。轰击的物体数目逐渐减少,到距今40亿年时,轰击作用基本结束。此后，只有少数的轰 击作用发生。作为太阳系内行星之一的地球，大约在45亿年前就已增长到现在的大小。在距今45 40亿年之间地球

16、也遭受到强烈的陨石轰击，但轰击的迹象则因后来的地质演化和构造活动而 消失。地球上已知的最古老的岩石年龄约为38亿年，最早发现于格陵兰，以后在他处也有发 现。地球历史上的最古时期为太古宙，此时形成的岩石构成主要大陆的核心。其特点为大面 积变质程度高的麻粒岩和片麻岩，中间夹有窄条变质程度较低的绿岩带内的变质火山岩和沉 积岩。火山岩中包括有称为科马提岩的富含镁质的熔岩，其形成的温度比现代的熔岩高得多。 在太古宙以后元古宙的大部时间里，大部分陆块曾联结在一起,被称为超大陆,并在一起漂移。 目前南半球的各个大陆在前寒武纪大部分时间和古生代期间曾集合在一起称作冈瓦纳古陆。 北方的劳亚古陆在中生代、新生代时逐渐分裂，最后形成为北美、欧洲和亚洲大部分，中间 形成大洋盆地。在北美与欧洲西北部之间的洋盆称为古大西洋。现在认为古大西洋的封闭与 北美和欧洲古陆的碰撞开始于早奥陶世，终止于泥盆纪末，形成了加里东阿巴拉契