有关地球的资料

详细,谢谢!

关于地球的冷知识,90%以上的人绝对一个都不知道!你知道几个?

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2017-09-05
第2个回答  2008-10-13
地球是太阳系八大行星之一,国际名称为“该娅”,按离太阳由近及远的次序数是第三颗。它有一颗天然的卫星---月球,二者组成一个天体系统---地月系统。

地球自西向东自转,同时又围绕太阳公转。地球自转与公转运动的结合使其产生了地球上的昼夜交替和四季变化(地球自转和公转的速度是不均匀的)。同时,由于受到太阳、月球、和附近行星的引力作用以及地球大气、海洋和地球内部物质的等各种因素的影响,地球自转轴在空间和地球本体内的方向都要产生变化。地球自转产生的惯性离心力使得球形的地球由两极向赤道逐渐膨胀,成为目前的略扁的旋转椭球体,极半径比赤道半径短约21千米。

阿波罗飞船在月球上看到地球是由一系列的同心层组成。地球内部有核(地核)、幔(地幔)、壳(地壳)结构。地球外部有水圈和大气圈,还有磁层,形成了围绕固态地球的美丽外套。

地球作为一个行星,远在56亿年以前产生于原始太阳星云。

地球的基本参数:

赤道半径: ae = 6378136.49 米

极半径: ap = 6356755.00 米

平均半径: a = 6371001.00 米

赤道重力加速度: ge = 9.780327 米/秒2

平均自转角速度: ωe = 7.292115 × 10-5 弧度/秒

扁率: f = 0.003352819

质量: M⊕ = 5.9742 ×1024 公斤

地心引力常数: GE = 3.986004418 ×1014 米3/秒2

平均密度: ρe = 5.515 克/厘米3

太阳与地球质量比: S/E = 332946.0

太阳与地月系质量比: S/(M+E) = 328900.5

公转时间: T = 365.2422 天

离太阳平均距离: A = 1.49597870 × 1011 米

公转速度: v = 11.19 公里/秒

表面温度: t = - 30 ~ +45

表面大气压: p = 1013.250毫巴

表面重力加速度(赤道) 978.0厘米/秒2

表面重力加速度(极地) 983.2厘米/秒2

自转周期 23时56分4秒(平太阳时)

公转轨道半长径 149597870千米

公转轨道偏心率 0.0167

公转周期 1恒星年

黄赤交角 23度27分

地球各圈层结构

地球海洋面积 361745300平方公里

地壳厚度 80.465公里

地幔深度 2808.229公里

地核半径 3482.525公里

表面积 510067866平方公里

人们对于地球的结构直到最近才有了比较清楚的认识。整个地球不是一个均质体,而是具有明显的圈层结构。地球每个圈层的成分、密度、温度等各不相同。在天文学中,研究地球内部结构对于了解地球的运动、起源和演化,探讨其它行星的结构,以至于整个太阳系起源和演化问题,都具有十分重要的意义。

地球圈层分为地球外圈和地球内圈两大部分。地球外圈可进一步划分为四个基本圈层,即大气圈、水圈、生物圈和岩石圈;地球内圈可进一步划分为三个基本圈层,即地幔圈、外核液体圈和固体内核圈。此外在地球外圈和地球内圈之间还存在一个软流圈,它是地球外圈与地球内圈之间的一个过渡圈层,位于地面以下平均深度约150公里处。这样,整个地球总共包括八个圈层,其中岩石圈、软流圈和地球内圈一起构成了所谓的固体地球。对于地球外圈中的大气圈、水圈和生物圈,以及岩石圈的表面,一般用直接观测和测量的方法进行研究。而地球内圈,目前主要用地球物理的方法,例如地震学、重力学和高精度现代空间测地技术观测的反演等进行研究。地球各圈层在分布上有一个显著的特点,即固体地球内部与表面之上的高空基本上是上下平行分布的,而在地球表面附近,各圈层则是相互渗透甚至相互重叠的,其中生物圈表现最为显著,其次是水圈。

大气圈

大气圈是地球外圈中最外部的气体圈层,它包围着海洋和陆地。大气圈没有确切的上界,在2000 ~ 16000 公里高空仍有稀薄的气体和基本粒子。在地下,土壤和某些岩石中也会有少量空气,它们也可认为是大气圈的一个组成部分。地球大气的主要成份为氮、氧、氩、二氧化碳和不到0.04%比例的微量气体。地球大气圈气体的总质量约为5.136×1021克,相当于地球总质量的百万分之0.86。由于地心引力作用,几乎全部的气体集中在离地面100公里的高度范围内,其中75%的大气又集中在地面至10公里高度的对流层范围内。根据大气分布特征,在对流层之上还可分为平流层、中间层、热成层等。

水圈

水圈包括海洋、江河、湖泊、沼泽、冰川和地下水等,它是一个连续但不很规则的圈层。从离地球数万公里的高空看地球,可以看到地球大气圈中水汽形成的白云和覆盖地球大部分的蓝色海洋,它使地球成为一颗"蓝色的行星"。地球水圈总质量为1.66×1024克,约为地球总质量的3600分之一,其中海洋水质量约为陆地(包括河流、湖泊和表层岩石孔隙和土壤中)水的35倍。如果整个地球没有固体部分的起伏,那么全球将被深达2600米的水层所均匀覆盖。大气圈和水圈相结合,组成地表的流体系统。

生物圈

由于存在地球大气圈、地球水圈和地表的矿物,在地球上这个合适的温度条件下,形成了适合于生物生存的自然环境。人们通常所说的生物,是指有生命的物体,包括植物、动物和微生物。据估计,现有生存的植物约有40万种,动物约有110多万种,微生物至少有10多万种。据统计,在地质历史上曾生存过的生物约有5-10亿种之多,然而,在地球漫长的演化过程中,绝大部分都已经灭绝了。现存的生物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,构成了地球上一个独特的圈层,称为生物圈。生物圈是太阳系所有行星中仅在地球上存在的一个独特圈层。

岩石圈

对于地球岩石圈,除表面形态外,是无法直接观测到的。它主要由地球的地壳和地幔圈中上地幔的顶部组成,从固体地球表面向下穿过地震波在近33公里处所显示的第一个不连续面(莫霍面),一直延伸到软流圈为止。岩石圈厚度不均一,平均厚度约为100公里。由于岩石圈及其表面形态与现代地球物理学、地球动力学有着密切的关系,因此,岩石圈是现代地球科学中研究得最多、最详细、最彻底的固体地球部分。由于洋底占据了地球表面总面积的2/3之多,而大洋盆地约占海底总面积的45%,其平均水深为4000~5000米,大量发育的海底火山就是分布在大洋盆地中,其周围延伸着广阔的海底丘陵。因此,整个固体地球的主要表面形态可认为是由大洋盆地与大陆台地组成,对它们的研究,构成了与岩石圈构造和地球动力学有直接联系的"全球构造学"理论。

软流圈

在距地球表面以下约100公里的上地幔中,有一个明显的地震波的低速层,这是由古登堡在1926年最早提出的,称之为软流圈,它位于上地幔的上部即B层。在洋底下面,它位于约60公里深度以下;在大陆地区,它位于约120公里深度以下,平均深度约位于60~250公里处。现代观测和研究已经肯定了这个软流圈层的存在。也就是由于这个软流圈的存在,将地球外圈与地球内圈区别开来了。

地幔圈

地震波除了在地面以下约33公里处有一个显著的不连续面(称为莫霍面)之外,在软流圈之下,直至地球内部约2900公里深度的界面处,属于地幔圈。由于地球外核为液态,在地幔中的地震波S波不能穿过此界面在外核中传播。P波曲线在此界面处的速度也急剧减低。这个界面是古登堡在1914年发现的,所以也称为古登堡面,它构成了地幔圈与外核流体圈的分界面。整个地幔圈由上地幔(33~410公里深度的B层,410~1000公里深度的C层,也称过渡带层)、下地幔的D′层(1000~2700公里深度)和下地幔的D〃层(2700~2900公里深度)组成。地球物理的研究表明,D〃层存在强烈的横向不均匀性,其不均匀的程度甚至可以和岩石层相比拟,它不仅是地核热量传送到地幔的热边界层,而且极可能是与地幔有不同化学成分的化学分层。

外核液体圈

地幔圈之下就是所谓的外核液体圈,它位于地面以下约2900公里至5120公里深度。整个外核液体圈基本上可能是由动力学粘度很小的液体构成的,其中2900至4980公里深度称为E层,完全由液体构成。4980公里至5120公里深度层称为F层,它是外核液体圈与固体内核圈之间一个很簿的过渡层。

固体内核圈
地球八个圈层中最靠近地心的就是所谓的固体内核圈了,它位于5120至6371公里地心处,又称为G层。根据对地震波速的探测与研究,证明G层为固体结构。地球内层不是均质的,平均地球密度为5.515克/厘米3,而地球岩石圈的密度仅为2.6~3.0克/厘米3。由此,地球内部的密度必定要大得多,并随深度的增加,密度也出现明显的变化。地球内部的温度随深度而上升。根据最近的估计,在100公里深度处温度为1300°C,300公里处为2000°C,在地幔圈与外核液态圈边界处,约为4000°C,地心处温度为 5500 ~ 6000°C。

太阳系九大行星之一 。地球在 太阳系中并不居显著的地位,而太阳也不过是一颗普通的恒星。但由于人类定居和生活在地球上,因此对它不得不寻求深入的了解。

行星地球 按离太阳由近及远的顺序,地球是第3个行星,它与太阳的平均距离是 1.496亿千米 ,这个距离叫做一个天文单位(A) 。地球的公转轨道是椭圆形 ,其轨道长半径为149597870千米,轨道偏心率为0.0167 ,公转轨道运动的平 均速度是29.79千米/秒。

地球的赤道半径约为 6378 千米 ,极半径约为6357千米,二 者相差约21千米 。地球的平均半径约为6371千米 。地球的平均密度为5.517 克/厘米 。地球的尺度和其他参量见表。

形状和大小 中国古代对天地的认识有所谓浑天说。东汉张衡在《浑天仪图注》里写道:“天体圆如弹丸,地如鸡中黄……天之包地犹壳之裹黄。”地球是圆的这个概念在远古就已模糊地存在了 。723 年唐玄宗派一行和南宫说等人 ,在今河南省选定同一条子午线上的 13 个地点 ,测量夏至的日影长度和北极的高度 ,得到子午线一度之长为351里80步 ( 唐代的度和长度单位 )。折合现代的尺度就是纬度 一度长132.3千米,相当于地球半径为7600千米 ,比现代的数值约大20%。这是地球尺度最早的估计( 埃及人的测量更早 一些,但观测点不在同 一 子午线上 ,而且长度单位核算标 准不详,精度无从估计)。

精确的地形测量只是到了牛顿发现万有引力定律之后才有可能,而地球形状的概念也逐渐明确。地球并非是很规则的正球体。它的表面可以用一个扁率不大的旋转椭球面来极好地逼近。扁率e为椭球长短轴之差与长轴之比 ,是表示地球形状的一个重要参量。经过多年的几何测量、天文测量以至人造地球卫星测量,它的数值已经达到很高的精度。这个椭球面不是真正的地球表面,而是对地面的一个更好的科学概括,用来作为全球各地大地测量的共同标准,所以也叫做参考椭球面 。按照 这个参考椭球面 ,子午圈上一平均度是111.1千米 ,赤道上一平均度是111.3千米 。在参考椭球面上重力势能是相等的,所以在它上面各点的重力加速度是可以计算的,公式如下:

g0=9.780318(1+0.0053024sin2j

-0.0000059sin2j)米/秒2, 式中g0是海拔为零时的重力加速度,j是地理纬度 。知道了地球形状、重力加速度和万有引力常数G=6.670×10-11牛顿·米2/千克2,可以计算出地球的质量M为 5.976×1027克。

自转 由于地球转动的相对稳定性 ,人类生活历来都利用它作为计时的标准,简单地说,地球绕太阳公转一周的时间叫做一年,地球自转一周的时间叫做一日。然而由于地球外部和内部的原因,地球的转动其实是很复杂的。地球自转的复杂性表现在自转轴方向的变化和自转速率即日长的变化。

自转轴方向的变化中,最主要的是自转轴在空间绕黄道轴缓慢旋进,造成春分点每年向西移动50.256〃的岁差。这是日、月对地球赤道突出部分吸引的结果。其次是地球自转轴相对于地球本身的位置变化,造成了地面各点的纬度变化。这种变化主要有两种成分 :一种以一年为周期 ,振幅约为0.09〃,是大气和海水等季节性变化所引起的,是一种强迫振动;另一种成分以14个月为周期,振幅约为0.15〃,是地球内部变化所引起的,叫做张德勒摆动,是一种自由振动 。此外还有一些较小的自由振动。

转速的变化造成日长的变化。主要有3类 :长期变化是减速的,使日长每百年增加1 ~ 2毫秒 ,是潮汐摩擦的结果;季节性变化最大可使日长变化0.6毫秒 ,是气象因素引起的;

不规则的短期变化,最大可使日长变化4毫秒 ,是地球内部变化的结果。

表面形态和地壳运动 地球的表面形态是极复杂的 ,有绵亘的高山,有广袤的海盆,还有各种尺度的构造。

地表的各种形态主要不是外力造成的,它们来源于地壳的构造运动。地壳运动的起因至少有以下几种设想:①地球的收缩或膨胀。许多地学家认为地球一直在冷却收缩,因而造成巨大的地层褶皱和断裂。然而观测表明,地面流出去的热量和地球内部因放射性物质的衰变而生出的热量是同量级的。也有人提出地球在膨胀的论据。这个问题现在尚无定论。②地壳均衡。在地壳以下的某一定深度,单位面积上的载荷有一种倾向于均等的趋势。地面上的巨大高差为地下深部横向物质流动所调节。③板块大地构造假说——地球最上层约八、九十千米厚的岩石层是由几块巨大的板块组成的。这些板块相互作用和相对运动就产生地面上一切大地构造现象 。板块运动的动力来自何处,现在还不清楚,但不少人认为地球内部物质的对流起了决定性的作用。

电磁性质 地磁场并不指向正南。11世纪中国的《梦溪笔谈》就有记载。地磁偏角随地而异。真正地磁场的形态是很复杂的。它有显著的时间变化,最大的变化幅度可达到总地磁场的千分之几或更高。变化可分为长期的和短期的。长期变化来源于地球内部的物质运动;短期变化来源于电离层的潮汐运动和太阳活动的变化。在地磁场中,用统计平均或其他方法将短期变化消去后就得到所谓基本地磁场。用球谐分析的方法可以证明基本地磁场有99%以上来源于地下,而相当于一阶球谐函数部分约占80%,这部分相当于一个偶极场,它的北极坐标是北纬78.5°,西经69.0°。短期变化分为平静变化和干扰变化两大类。平静变化是经常出现的,比较有规律并有一定的周期,变化的磁场强度可达几十纳特 ;干扰变化有时是全球性的 ,最大幅度可达几千纳特 ,叫做磁暴。

基本磁场也不是完全固定的,磁场强度的图像每年向西漂移0.2°~0.3°,叫做西向漂移。这就指出地磁场的产生可能是地球内部物质流动的结果。现在普遍认为地球核主要是铁镍组成的(还包含少量的轻元素)导电流体,导体在磁场中运动便产生电流。这种电磁流体的耦合产生一种自激发电机的作用,因而产生了地磁场。这是当前比较最为人接受的地磁场成因的假说。

当岩浆在地磁场中降温而凝固成岩石时,便受到地磁场磁化而保留少许的永久磁性,称为热剩磁。大多数岩浆岩都带有磁性,其方向和成岩时的地磁场方向一致。由相同时代的不同岩石标本可以确定成岩时地球磁极的位置。但由不同地质时代的岩石标本所确定的地磁极位置却是不同的。这就给大陆漂移的假说提供了一个有力的证据。人们还发现,在某些地质时代成岩的岩石,磁化方向恰好和现代的地磁场方向相反。这是由于地球在形成之后,地磁场曾多次自己反向的结果。按照自激发电机地磁场成因假说,这种反向是可以理解的。地磁场的短期变化可以感应地下电流,而地下电流又引起地面的感应磁场。地下电流同地下物质的电导率有关,因而可由此估计地球内部的电导率分布。然而计算是复杂的,而且解答不单一。现在所能取得的一致意见是电导率随深度而增加,在60~100千米深度附近增加很快 。在400~700千米的深处,电导率又有明显的变化,此处相当于地幔中的过渡层(又叫C层)。

温度和能源 地面从太阳接受的辐射能量每年约有10焦耳,但绝大部分又向空间辐射回去,只有极小一部分穿入地下很浅的地方。浅层的地下温度梯度约为每增加30米,温度升高1℃ ,但各地的差别很大 。由温度梯度和岩石的热导率可以计算热流 。由地面向外流 出的热量 ,全球平均值约为6.27 微焦耳/厘米秒 ,由地面流出的总热能约为10.032×1020焦耳/年。

地球内部的一部分能源来自岩石所含的放射性元素铀 、钍、钾。它们在岩石中的含量近年来总在不断地修正,有人估计地球现在每年由长寿命的放射性元素所释放的能量约为9.614×1020焦耳 ,与地面热流很相近 ,不过这种估计是极其粗略的,含有许多未知因素。另一种能源是地球形成时的引力势能,假定地球是由太阳系中的弥漫物质积聚而成的 。这部分能量估计有25×1032焦耳 ,但在积聚过程中有一大部分能量消失在地球以外的空间 ,有一小部分 ,约为1×1032焦耳,由于地球的绝热压缩而积蓄为地球物质的弹性能。假设地球形成时最初是相当均匀的,以后才演变成为现在的层状结构,这样就会释放出一部分引力势能,估计约为2×1030焦耳。这将导致地球的加温。地球是越转越慢的。地球自形成以来,旋转能的消失估计大约有1.5×1031焦耳,还有火山喷发和地震释放的能量,但其数量级都要小得多。

地面附近的温度梯度不能外推到几十千米深度以下。地下深处的传热机制是极其复杂的,由热传导的理论去估计地球内部的温度分布,常得不到可信的结果。但根据其他地球物理现象的考虑,地球内部某些特定深度的温度是可以估计的。结果如下:①在100千米的深度 ,温度接近该处岩石的熔点,约为1100~1200℃;②在400千米和650千米的深度,岩石发生相变 ,温度各约在1500℃和1900℃ ;③ 在核幔边界,温度在铁的熔点之上,但在地幔物质的熔点之下,约为3700℃;④在外核与内核边界 ,深度为5100千米 ,温度约为4300℃,地球中心的温度,估计与此相差不多。

内部结构 地球的分层结构基本上是按地震波( P和S )的传播速度划分的。地球上层有显著的横向不均匀性:大陆地壳和海洋地壳的厚度大不相同,海水只覆盖着2/3的地面。

地震时,震源辐射出两种地震波,纵波P和横波S。它们各以不同的速度向四围传播�经过不同的时间到达地面上不同的地点。若在地面上记录到P和S的传播时间随震中距离的变化,就可以推算地下不同深度地震波的传播速度υp和υs。

地球内部的分层就是由地震波速度分布定义的,在海水之下,地球最上层叫做地壳,厚约几十千米。地壳以下直对地核,这部分统称为地幔。地幔内部又有许多层次。地壳与

地幔的边界是一个明显的间断面 ,称为M界面或莫霍界面 。界面以下约到会80千米的深度,速度变化不大,这部分叫做盖层。再往下,速度变化不大,这部分叫做盖层。再往下 ,速度明显降低 ,直到约220千米深度才又回升 。这部分叫低速带。以下直到2891千米深度叫做下地幔。核幔边界是一个极明显的间断面。进入地核 ,S波消失 ,所以地球外核是液体。到了5149.5千米的深度 ,S波又出现,便进入了地球内核。

由地球的速度和密度的分布可以计算出地球内部的两个弹性常数、压力和重力加速度的分布。在地幔中,重力加速度g的变化很小 ,只是过了核幔边界才向地心递减至零 。在核幔边界处的压力为1.36兆巴,在地心处为3.64兆巴。

内部物质组成 地震波的速度和密度分布对于地球内部的物质组成是一个限制条件 。地球核有约 90%是由铁镍合金组成的,但还含有约法三章10%的较轻物质;可能是硫或氧。关于地幔的矿物组成,现在还存在分歧意见。地壳中的岩石矿物是由地幔物质分异而成的。火山活动和地幔物质的喷发表明地幔的主要矿物是橄榄岩。地震波速度的数据表明在内400、500、和谐500千米的深度,波速的梯度很大 。这可解释为矿物相变的结果。在内400千米的深处 ,橄榄石相变为尖晶石的结构,而辉石则熔入石榴石 。在家500千米的深度,辉石也分解为尖晶石和超石英的结构 。在先650千米深度下,这些矿物都为钙钛矿和氧化物结构 。在下地幔最下的200千米中,物质密度有显著增加。这个区域有无铁元素的富集还是一个有争论的问题。

起源和演化 地球的起源和演化问题实际上也就是太阳系的起源和演化问题。早期的假说主要分两大派:以康德和拉普拉斯为代表的渐变派和以G.L.L.布丰为代表的灾变派 。渐变派认为太阳系是由高温的旋转气体逐渐冷却而成的;灾变派主张太阳系是由此及彼2个或3个恒星发生碰撞或近距离吸引而产生的。早期的假说主要企图解释一些天文事实,如行星轨道的规律性,内行星和外行星的区别。太阳系中角动量的分布等。在全面解释上述观测事实时,两派都遇到不可克服的因难。

从20世纪40年代中期起,人们逐渐倾向于太阳系起源于低温的固体尘埃的观点。较早的倡议者有魏茨泽克、施米特和尤里。他们认为行星不是由高温气体凝固而成,而是由温度不高的固体尘物质积聚而成的。

地球形成时基本上是各种石质物体和尘、气的混合物积聚而成的。初始地球的平均温度估计不超过去时1000℃。由于长寿命放射性无素的衰变和引力势能的释放,地球的温度逐渐升高。当温度超过铁的熔点时,原始地球中的铁元素就化成液态,由于密度大就流向地球的中心部分,从而形成了地核。地球内部温度继续升高,使地幔局部熔化,引起了化学分异,促进了地壳形成。

海洋和大气都不是地球形成时就有的,而是次生的。因为原始地球不可能保持大气和水 。海洋是地球内部增温和分异的结果。原始大气是从地球内部放出的,是还原性的。直到绿色植物出现后,大气中才逐渐积累了自由氧,在漫长的地质年代中逐渐形成现在的大气(见地球起源)。

年龄 地球的年龄 ,如果定义为原始地球形成后到现在的时间,则由岩石和矿物所含的放射性同位素可以测定。但是这样做时,仍免不了对地球的初始状态做一些假定,根据岩石矿物中和陨石中铅同位素的精密分析,现在一般都接受的地球年龄约为46亿年。

大气圈是地球外圈中最外部的气体圈层,它包围着海洋和陆地。大气圈没有确切的上界,在2000 ~ 16000 公里高空仍有稀薄的气体和%B
第3个回答  2008-10-23
现在最权威的说法是:在太阳系形成初期,99%以上的物质向中心聚合成为太阳,周围还有部分散在的物质碎片围绕着太阳旋转,经过很长一段时间的碰撞和引力作用,散在的碎片逐渐聚合成了九大行星,但那时的地球只是一团混沌的物质,又经过了几十万年,物质逐渐冷却凝固,形成了地球的初步形态,再经过几十万年,由于地球的引力作用,由地球内部化学反应所产生的气体喷出后被保存在地球周围,形成了大气层,并由氢气和氧气化合成了水,再然后经过太阳的能量辐射,地球本身的电场、磁场作用和适宜的生存环境,由水中产生了有机物,也就是一切生命的祖先……

地球是太阳系的一个成员。太阳系家属由太阳、水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星以及50万颗小行星、卫星和彗星组成。太阳是太阳系的家长。太阳系在形成之前,是一片由炽热气体组成的星云,当气体冷却引起收缩时,使得星云旋转起来。由于重力的作用,气体和风吹草动心收缩,旋转速度加快,星云变成扁的圆盘状。我们知道,现代家庭中洗衣服使用的洗衣机,有一个脱水机,把湿衣服放进去,脱水机快速旋转起来,衣服内的水分就会被“抛”出去,湿衣服变成了干衣服。把水抛出去的力,就是水滴在做圆周运动时产生的离开中心的力,叫离心力。同样道理,当旋转的星云边收缩边旋转,周围物质的离心力超过了中心对它的引力时,就分离了一个圆环来。就这样,一个又一个圆环产生。最后,中心部分变成太阳,周围的圆环变成了行星,其中一颗就是地球,地球是在四五十亿年前产生的。

这是一个科学的假说,是18世纪德国哲学家康德和法国数学家拉普拉斯提出的学说,人们称它为康德——拉普拉斯星云说。到了1944年德国物理学家魏扎克又发展了这个学说。

有关太阳系起源和地球形成的研究还在继续,不断完善。尽管如此,地球是我们人类的母亲,哺育着我们成长。我们人类应该认识它,了解它,即使有朝一日,人类迁居到其他星球上去,也将永远怀念它。
地球是太阳系的一个成员。太阳系家属由太阳、水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星以及50万颗小行星、卫星和彗星组成。太阳是太阳系的家长。太阳系在形成之前,是一片由炽热气体组成的星云,当气体冷却引起收缩时,使得星云旋转起来。由于重力的作用,气体和风吹草动心收缩,旋转速度加快,星云变成扁的圆盘状。我们知道,现代家庭中洗衣服使用的洗衣机,有一个脱水机,把湿衣服放进去,脱水机快速旋转起来,衣服内的水分就会被“抛”出去,湿衣服变成了干衣服。把水抛出去的力,就是水滴在做圆周运动时产生的离开中心的力,叫离心力。同样道理,当旋转的星云边收缩边旋转,周围物质的离心力超过了中心对它的引力时,就分离了一个圆环来。就这样,一个又一个圆环产生。最后,中心部分变成太阳,周围的圆环变成了行星,其中一颗就是地球,地球是在四五十亿年前产生的。

这是一个科学的假说,是18世纪德国哲学家康德和法国数学家拉普拉斯提出的学说,人们称它为康德——拉普拉斯星云说。到了1944年德国物理学家魏扎克又发展了这个学说。

有关太阳系起源和地球形成的研究还在继续,不断完善。尽管如此,地球是我们人类的母亲,哺育着我们成长。我们人类应该认识它,了解它,即使有朝一日,人类迁居到其他星球上去,也将永远怀念它。
宇宙大爆炸

地球起源的几种假说
地球是人类的摇篮,几千年来,人类从没有间断过对自己居住的这个星球的探索。但直到18 世纪哥白尼提出了日心说,牛顿发现了万有引力,以及望远镜的发明,才使得地球起源的科 学假说被相继提出,有代表性的主要假说有如下四种:

(1)1755年德国哲学家1�康德在其《自然通史与天体理论》一书中,提出了太阳起源的星云 说〓康德认为,宇宙太空中散布着微粒状的弥漫的原始物质,由于引力作用,较大的微粒吸 引较小的微粒,并聚集形成大大小小的团块。团块形成后,引力也随之增大,聚集加速,结 果在弥漫物质团的中心形成巨大的球体,由于排斥力和集结时的撞击力,使这一巨大的球体 成为旋转体,原始太阳由此形成。而球体以外的原始物质在原始太阳的作用下,围绕太阳赤 道形成扁平的旋转星云,其星云物质又逐渐聚集成不同大小的团块,逐渐形成行星。行星在 引力和斥力共同作用下绕太阳旋转并自转。其模式是:基本微粒——团块——行星。

(2)拉普拉斯星云说〓1796年法国数学家PS�拉普拉斯在他的《宇宙体系论》中,独立地 提出了关于太阳系起源的星云说。拉普拉斯认为,太阳系的原始物质是炽热的呈球状的星云 ,直径远大于现今的太阳系直径,并缓慢地转动。因散热冷却,星云逐渐收缩并变得致密, 转动速度也逐渐变快。由于赤道附近离心力的不断增大,星云逐渐变成星云盘,当离心力超 过向心力时,赤道边缘的物质便分离出来,形成一个旋转的环(拉普拉斯环),并相继分离出 与行星数目相等的另一些环。星云的中心部分最后形成太阳,各环在烧太阳旋转过程中,环 中的物质逐渐向一些凝块聚集形成行星。行星又以同样的方式分离出环,再凝结成卫星。这 一成因模式可概括为:炽热的气体云—分离环—团块—行星。

(3)霍伊尔—沙兹曼假说〓本世纪60年代,英国天文学家E�霍伊尔和德国天文学家E沙兹 曼从电磁作用机制提出新的假说。他们认为,原始太阳系是温度不高,转动不快的一团凝缩 的星云,随着收缩的加剧,转动速度加快,当收缩到一定的程度时,两极渐扁,赤道突出并 抛出物质,逐渐形成一个圆盘。此后,中心体继续收缩,最后形成太阳。由于星际空间存在 着很强的磁场,太阳的热核反应发出磁辐射,使周围的气体圆盘成为等离子体在磁场内转动 ,当太阳与圆盘脱离时,其相互间就发生了磁流体力学作用,而产生一种磁力矩,从而使太 阳的角动量转移到圆盘上,并使圆盘向外扩展。由于太阳风的作用,轻物质远离太阳聚集成 类木行星,较重的物质便在太阳附的聚集成类地行星。

(4)戴文赛星云说〓1974年中国天文学家戴文赛提出“星云说”,使中国对太阳系起源的研 究进入世界先进行列。戴文赛认为,57亿年前,有一个比太阳系大几千个的星际云,因此缩 内部产生漩涡流,并破裂成上千个星云团,其中一个形成太阳系的原始星云。由于该星云团 是在涡流中形成的,所以其一开始就自转,而且角动量很大,并且因自吸引而收缩,在收缩 过程中,由于角动量守恒,转速加快,星云渐扁,并释放大量能量使温度逐渐增高。原始星 云收缩到大致为今天海王星轨道大小时,其赤道处的离心力等于吸引力,赤道处物质便不再 收缩,但是星云内部的收缩还在继续,于是便形成了边缘较厚,中心较薄的双凹镜形的星云 盘。盘心部分收缩密度较大而形成太阳,其余物质的固体微粒通过相互碰撞和引力吸积作用 ,逐渐聚成行星。
http://resource.smjy.net/staticres/2004/czpd/jxzy/04-05shang/kx/1/07/kb/01/kzzl.htm

地球是太阳系的一颗行星.它的外部被气体包围着.地球最初形成时,是一个巨大的火球.随着温度的逐渐降低,较重的物质下沉到中心,形成地核;较轻的物质漂浮到地面,冷却后行成地壳.大约在45亿年前,地球的大小就已经和今天相差不多了.原始的地球上既无大气,又无海洋.在最初的数亿年间,由于原始地球的地壳较薄,加上小天体的不断撞击,造成地球内熔液不断上涌,地震与火山喷发就随处可见.地球内部蕴藏着大量的气泡,在火山喷发过程中从内部升起形成云状的大气.这些云中充满了水蒸气,然后又通过降雨落回到地面.降雨填满了洼地,注满了沟谷,最后积水形成了原始的海洋.到了距今25亿~5亿年的元古代,地球上出现了大片相连的陆地.地球就形成了.

德国哲学家康德在1755年提出“星云说”。他根据当时的天文观测资料,认为宇宙中存在着原始的分散的物质微粒,这些物质微粒产生围绕中心的旋转运动,并逐渐向一个平面集中,最后中心物质形成太阳,赤道平面上的物质则形成地球等行星和其他小天体。这个“星云说”后来渐渐形成了太阳系起源学说的一种流派。

地球的形成,根据星云理论,地球原星体大约比现在重500倍,直径大约是现在的2000倍,由于重国的差异,重元素沉入物质,形成厚而重的核心,周围是轻的物质。当太阳收缩到内部产生反应时,太阳发热、发光、辐射出大量粒子,这些粒子扫射到地球表面时,把地球表面轻物质“赶跑”。于是地球就剩下那些密度大的,基本上都是固态的物质了。

还有一些假说,也有一定的道理。如有人认为地球是是太阳中甩出来的;有人认为是太阳一颗孪生伴星变成碎块后,其中有一块成为地球。这些假说,不像星云说为大家所接受。

宇宙大爆炸释放出大量物质和巨大的能量,又不知经历了多少年代,宇宙还未定型,还没有星系和行星,更没有生命;到处都是一片黑暗,氢原子亦尚在虚空;四处散布的密度较大的气团在不知不决中慢慢变大,氢聚集成比现代的恒星还要大的多的气团;最后在这些大气团中点燃了核反应的火炬。第一代星体就这样产生了,从而照亮了黑沉沉的宇宙空间。核裂变产生了重元素,以及氢燃烧后留下的尘埃,这些正是未来行星和生命形式所需要的原材料。
巨大的星体不久就耗尽了它们贮存的核燃料。在后来发生的大爆炸的震撼下,这些星体又将其大部分物质重新送回到原来形成它们的较稀薄的气体中。然后,在星体间的浓云中形成了由多种元素组成的新聚结体,从而产生了新一代的星体。附近较小的聚结体虽然也能变大,但其体积太小,不足以激发核裂变,便朝着行星的方向发展。其中有一个由岩石组成的小星体,那就是早期的地球。
早期的地球在不断的熔融和凝结过程中释放出大量的甲烷、氨、水和氢气,它们被地球捕集而形成原始的大气和海洋。在阳光的沐浴下,地球逐渐变暖,并产生了风暴和电闪雷鸣。火山爆发、岩浆奔流。这一切过程使原始大气中的分子碎裂,分子的分裂物重新聚结,逐渐生成日益复杂的物质形式,溶界在原始海洋中。再经过一段时间,海水变成温暖而又稀疏的液体。在地表上,发生了分子的组合和复杂的化学反应。有一天,偶然出现了一种能以其它分子为原料,复制出与它们自身相同的分子。随着时间的推移,出现了能更加准确精细地进行自我复制的分子。自然的选择有利于那些复制能力最强的分子。哪些分子复制的好,哪些分子便增多。由于分子复制的消耗,以及转化自我复制的有机分子的复杂缩合,原始的海水逐渐变稀了。生命就这样在不知不觉中慢慢出现了。

宇宙大爆炸释放出大量物质和巨大的能量,又不知经历了多少年代,宇宙还未定型,还没有星系和行星,更没有生命;到处都是一片黑暗,氢原子亦尚在虚空;四处散布的密度较大的气团在不知不决中慢慢变大,氢聚集成比现代的恒星还要大的多的气团;最后在这些大气团中点燃了核反应的火炬。第一代星体就这样产生了,从而照亮了黑沉沉的宇宙空间。核裂变产生了重元素,以及氢燃烧后留下的尘埃,这些正是未来行星和生命形式所需要的原材料。
巨大的星体不久就耗尽了它们贮存的核燃料。在后来发生的大爆炸的震撼下,这些星体又将其大部分物质重新送回到原来形成它们的较稀薄的气体中。然后,在星体间的浓云中形成了由多种元素组成的新聚结体,从而产生了新一代的星体。附近较小的聚结体虽然也能变大,但其体积太小,不足以激发核裂变,便朝着行星的方向发展。其中有一个由岩石组成的小星体,那就是早期的地球。
早期的地球在不断的熔融和凝结过程中释放出大量的甲烷、氨、水和氢气,它们被地球捕集而形成原始的大气和海洋。在阳光的沐浴下,地球逐渐变暖,并产生了风暴和电闪雷鸣。火山爆发、岩浆奔流。这一切过程使原始大气中的分子碎裂,分子的分裂物重新聚结,逐渐生成日益复杂的物质形式,溶界在原始海洋中。再经过一段时间,海水变成温暖而又稀疏的液体。在地表上,发生了分子的组合和复杂的化学反应。有一天,偶然出现了一种能以其它分子为原料,复制出与它们自身相同的分子。随着时间的推移,出现了能更加准确精细地进行自我复制的分子。自然的选择有利于那些复制能力最强的分子。哪些分子复制的好,哪些分子便增多。由于分子复制的消耗,以及转化自我复制的有机分子的复杂缩合,原始的海水逐渐变稀了。生命就这样在不知不觉中慢慢出现了。
回答者:343086998 - 秀才 三级 4-30 14:50

原始地球的形成
在地球形成之前,宇宙中有许多小行星绕著太阳转,这些行星互相撞击, 形成了原始的地球,当时的地球还是一颗灸热的大火球,随著碰撞渐渐减少,地球开始由外往内慢慢冷却,产生了一层薄薄的硬壳--地壳,这时候地球内部还是呈现炽热的状态。地球内部喷出大量气体,
其中带著大量的水蒸气,这些水蒸气就形成了一圈包围在地球外围的大气层,地球距离太阳的位置不会太近而致使水蒸气被太阳蒸干,地球本身的大小又有足够的引力将大气层拉住,所以地球才会有得天独厚的大气环境,
大气层形成之后就开始降雨,而形成了原始的海洋。

大约在47亿年前,宇宙中尘埃聚集,形成了地球及其所在的太阳系的其他星球。当时的空气中不含有氧气,而含有很多二氧化碳(碳酸气体)、氮气。
最初的地球很小,但不断有宇宙中的尘埃及小的星体撞击,体积不断增大。而且撞击时能量聚集,温度不断上升,最终融化为液体。
不久,星体撞击的次数减少,地球表面的温度降低,形成地壳。这就是今天的地表。但是,地球内部的岩浆不断喷涌,形成大量的火山。火山灰中的水蒸气冷却凝结为水,从而形成海洋。

原始地球的形成
在地球形成之前,宇宙中有许多小行星绕著太阳转,这些行星互相撞击, 形成了原始的地球,当时的地球还是一颗灸热的大火球,随著碰撞渐渐减少,地球开始由外往内慢慢冷却,产生了一层薄薄的硬壳--地壳,这时候地球内部还是呈现炽热的状态。地球内部喷出大量气体,
其中带著大量的水蒸气,这些水蒸气就形成了一圈包围在地球外围的大气层,地球距离太阳的位置不会太近而致使水蒸气被太阳蒸干,地球本身的大小又有足够的引力将大气层拉住,所以地球才会有得天独厚的大气环境,
大气层形成之后就开始降雨,而形成了原始的海洋。

大约在47亿年前,宇宙中尘埃聚集,形成了地球及其所在的太阳系的其他星球。当时的空气中不含有氧气,而含有很多二氧化碳(碳酸气体)、氮气。
最初的地球很小,但不断有宇宙中的尘埃及小的星体撞击,体积不断增大。而且撞击时能量聚集,温度不断上升,最终融化为液体。
不久,星体撞击的次数减少,地球表面的温度降低,形成地壳。这就是今天的地表。但是,地球内部的岩浆不断喷涌,形成大量的火山。火山灰中的水蒸气冷却凝结为水,从而形成海洋。

当我们拥有了较为完整和清晰的太阳系模型后,我们就有可能进一步对地球的形成进行探讨。在已掌握的知识基础上,我们自然不会再认为地球的形成是完全孤立和自发的,因为太阳作为太阳系大家庭的一员已经相当明确了。但是,我们有理由对46 亿年前地球及太阳系中其他星体的成因提出质疑。

法国自然科学家乔治·路易斯·布丰没有依据《圣经》的故事解答这个问题(《圣经》当然没有任何的科学依据)。这位自然科学家早就认为地球已存在了7.5 万年了。1749 年,布丰解释说,包括地球在内的行星和巨大的太阳间存在着“亲缘”关系,正如小鸡同母鸡的关系一样。也许,他曾想到地球是太阳生出来的。

布丰曾认为太阳与其他巨型的天体产生过碰撞,在碰撞过程中散落下来的碎块,冷却下来以后,形成了地球。这种假设很有意思,只是没有说明其他行星及太阳形成的原因。或许太阳原本就是存在的。

我们需要一个更合理的解释,在开普勒描绘了太阳系的宏图后,这个系统的概貌就非常明确了。所有的行星几乎是在同一平面上运行的(这一套完整的太阳系模型类似于一个巨大的比萨盒),而且是沿着一个方向绕着太阳转,就像月亮绕着地球旋转或土星的卫星绕着土星旋转一样。另外,这些星球也绕着自己的轴做定向的自转,太阳亦是如此。天文学家们由此得到启迪,他们相信,如果太阳系不是来自于同一物体,就不可能呈现出这么多的相似之处。

在研究地球的成因之前,首先要探讨太阳是怎样形成的。这一研究的结论不仅仅用于其他行星上,而且对宇宙间其他星空的形成有参考价值。1611 年是早期望远镜试用时期,德国天文学家赛芝·马吕斯在观察中发现仙女星座上有一团发亮的朦胧物,我们称它为仙女座的星云(星云是拉丁语,意思是“云彩”)。1694 年,海更斯(钟摆的发明人)观察猎户星座时也发现了相似的星云,这就是猎户座星云。此后,其他的星云也被发现了。

人们曾推测,这些发光的星云是多种灰尘和气体的组合物,而这些组合物尚未聚合成真正的星体。1755 年德国哲学家埃马谬洛·康特在他的著作中设想过,所有星体的雏型就是这些星云,他认为星云可以靠自身的力量慢慢地聚在一起,并慢慢地开始转动。当星云聚集时,中心部分就形成了恒星,外围的部分就形成了行星。这种设想基本上解释了行星运行在同一平面上,且公转和自转的方向一致的道理。

1798 年,法国天文学家帕瑞·赛芝·德·拉普拉斯很可能不了解卡特以前所做的工作,他在一本著作中描述了同样的观点,只是他写的内容更详细。他认为星云在慢慢地收缩,在星云收缩的过程中,星云旋转的速度迅速地加快。其实这个设想并非是拉普拉斯的创举,收缩只是引力作用的结果而已,在太阳系里这已是司空见惯的现象,即作功现象。每个滑冰者都曾有这种尝试。当你在冰面上旋转时,把胳膊收得越紧,自身旋转的速度越快。星云在收缩中,它的旋转速度越来越快,其中心部位向外凸起并且脱离了原位置。该过程并非虚构,它是离心力作用的结果,这种现象在地球上随处可见。拉普拉斯设想的那些“脱落”的部分聚集在一起,最后形成了一个行星。此时,稍靠中心的星云仍在聚集,从而诞生了另一颗行星。这样继续下去,一颗颗行星渐渐形成了,它们沿着同一个方向转了起来。最后在中心区剩下的部分形成了太阳。由于卡特和拉普拉斯是以星云的收缩理论为依据解释太阳系形成过程的,所以称这一假说为“星云假说”(这一理论未能以充足的理由证明)。

一个世纪以来,天文学家们对“星云假说”这一理论还是满意的。遗憾的是,这一理论的不足之处也相继显露出来。其原因来自“角动量”这一概念。角动量是度量物体旋转能力的一个物理量,该物体既有绕自转轴的转动,还有绕公转轴的转动。木星在绕自己的轴自转时,也在绕太阳进行公转。它的角动量是巨型太阳角动量的30 倍,而所有行星角动量的总和是太阳角动量的50 倍。如果太阳系形成初期只是单一的带有角动量的星云的话,怎么会在那么小的质量上集中了那么多的角动量,并在释放之后形成这些行星呢?天文学家没能在“星云假说”中找到答案, 于是开始寻求其他的理论了。1900 年,美国科学家托马斯·卓乌德·章伯伦和弗瑞斯特·雷·摩尔顿在研究中重新拾起布丰的理论。他们认为,在很久很久以前,当另一颗星体经过太阳附近时,在引力的作用下,彼此间各有一部分脱离了它们的母体而形成了新的个体,这些新个体在引力作用下急剧地旋转,从而获得大量的角动量。这些个体分离后渐渐冷却下来,体积也随之减小,成为固体或是微星,微星在进一步碰撞时形成行星。来自两颗星体的物质聚集在一起,形成行星家族,这一假设称为“微星学说”。

上述两种观点存在着重要的不同点。如果“星云说”是正确的,则每个星体都可以形成行星;如果“微星说”是正确的,只有恒星经历过碰撞后才能有条件形成行星,而恒星间的距离是很远的,且移动又相当缓慢,与其距离相比,它们之间的碰撞是极为罕见的。于是,两种观点的区别在于:“星云学说”认为许许多多的星系可以形成,而“微星学说”认为只有在极少数的恒星中才能形成星系。

正如事实表明的那样,“微星说”也是不合理的。1920 年,英国天文学家阿瑟·斯坦莱·爱丁顿指出:太阳内部的温度比人们想象的要高得多,从太阳上分离下来的物质(或从其他恒星上掉下来的物质)都很热,以至于它们尚未来得及冷却形成行星时,就扩散到宇宙空间去了。美国天文学家莱曼·斯皮特泽在1939 年做出了令人信服的展示。

1944 年,德国科学家卡尔·夫兰垂·克·冯·韦茨萨克重拾“星云假说”,并将这一理论进一步发展、提高。他认为旋转的星云是逐级收缩而形成行星的,首先是第一颗,然后是其他颗依次而成。天文学家们可以把星云中的电磁作用考虑进去(在拉普拉斯时代,电磁现象还未被发现),以此解释角动量是以什么形式由太阳转移到行星上去的。

顺便提一下,由微星形成行星的过程中,地球内部的热呈何种状态?微星移动速度非常快,它蕴藏着巨大的动能,在碰撞过程中,运动暂时停止了,于是部分动能变成了热能,而后又开始运转形成行星。动能转换成的热能相当大,这就是地心温度达到5000℃的原因。很明显,星体越大,能量转化的程度越高,形成行星后的核心温度越高;同理,星体体积越小,所蕴藏的动能越少,形成行星时核心的温度就低。可以肯定,月球中心的温度要低于5000℃,其原因就是它比地球小得多。而木星呢,它比地球大得多,它是这几颗行星中最大的一颗行星,肯定地讲,它核心的温度要更高一些,有些预测认为木星核心温度可达5 万℃。到目前为止,“星云假说”理论还是令人满意的。
第4个回答  2008-10-18
地球的基本资料

在太阳系九大行星之一,按离太阳由近及远的次序为第三颗。它有一个天然卫星——月球。地球大约有46亿年的历史。不管是地球的整体,还是它的大气、海洋、地壳或内部,从形成以来就始终处于不断变化和运动之中。
地球自转一圈约为23时56分4秒,在地球赤道上的自转线速度为每秒465米。地球绕太阳公转的轨道是椭圆的,与太阳的平均距离为 1亿4千9百57万3000公里,转一周需365.25天,公转平均速度为每秒29.79公里。黄道与赤道交角为23 度27分,因为有这个角度,自转和公转运动的结合产生了地球上的昼夜交替且长短不均、四季变化和五带(热带、南北温带和南北寒带)的区分。地球自转的速度是不均匀的,有长期变化、季节性变化和不规则变化。同时,由于日、月、行星的引力作用以及大气、海洋和地球内部物质的各种作用,使地球自转轴在空间和地球本体内的方向都要产生一些变化。
地球赤道半径为6,378,140米,极半径6357公里,赤道周长为40076公里。地球不是正球体,而是扁球体,或者说,更象个梨状的旋转体。人造地球卫星的观测结果表明,地球的赤道也是个椭圆,地球自转产生的惯性离心力使得球形的地球由两极向赤道逐渐膨胀,成为目前的略扁的旋转椭球体形状,极半径比赤道半径约短21公里。地球内部物质分布的不均匀性,进一步造成地球表面形状的不规则性。日、月对地球的引力作用使地球上的海洋、大气产生潮汐现象。
地球的质量为5.976×1027克(或约6×1021吨),平均密度为每立方厘米5.52克。地球上任何质点都受到地球引力和惯性离心力的作用,二者的合力就是重力。重力随高度递增而减小,也随纬度而变化。有些地方还会出现重力异常现象,这反映出地球内部物质分布的不均匀性。地球因受到日、月引潮力的作用,它的重力加速度也有微小的周期变化。
地球可以看作由一系列的同心层组成。地球内部,有核、幔、壳结构。地球外部,有水圈、大气圈,还有磁层,形成了围绕固态地球的外套。磁层和大气圈阻挡着来自空间的紫外线、 X射线、高能粒子和众多的流星对地面的直接轰击。
地球表面积约5亿零960万平方公里,其中十分之七以上为蓝色的海洋所覆盖,湖泊、江河只占地球表面水域很少的部分。地球表面的液态水层,叫做水圈,从形成至今至少已有30亿年。地球的表层由各种岩石和土壤组成,地面崎岖不平,低洼部分被水淹没成为海洋、湖泊;高出水面的陆地则有平原、高山。地球固体表面总垂直起伏约为20公里,它是珠穆朗玛峰顶和马里亚纳海沟之间的高差,它超过大陆地壳平均厚度的一半。洋底像陆地一样不平坦,也不平静。洋底岩石年龄要比陆地年轻得多。陆地上大多数岩石的年龄小于二十几亿年。陆地上到处可以找到沉积岩,说明在远古时期这些地方可能是海洋。地表虽有少量的环形山,但难以找到类似月球、火星和水星那样多的环形山,这是因为地球表面受到外力(水和大气)和内力(地震和火山)的作用,不断风化、侵蚀和瓦解的结果。
地球上部不仅有垂直运动,而且还有更大的水平运动,海洋和大陆的相对位置在地质时期也是变化着的。有科学家认为,地球早先存在两块古大陆——南半球的冈瓦纳古陆和北半球的劳亚古陆。后来由板块运动的巨大力量把原先的大陆块撕开,使各碎块分别逐渐漂移到今天的位置。科学家进而认为全球大地构造是洋底不断扩张的直接结果。
地球最上层约几十公里厚的一圈是强度很大的岩石圈,其下几百公里厚的一层是软流层,强度较小,在长期的应力作用下这一层的物质具有可塑性。岩石圈漂浮在软流圈上。在地球内部能量(原始热量和发射性热)释放时,地内温度和密度的不均匀分布,引起地幔物质的对流运动。地幔对流物质沿着洋底的洋中脊的裂隙向两侧方向运动,不断形成新的洋底。此外,老的洋底不断向外扩张,当它们接近大陆边缘时,在地幔对流向下拖曳力的作用下,插入大陆地壳下面,致使岩石圈发生一系列的构造运动。这种对流作用可使整个洋底在三亿年左右更新一次。岩石圈被一些活动构造带所割裂,分成几个不连续的单元,称为大陆板块。如欧亚板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、澳洲板块和南极板块。海底的扩张导致大陆板块发生运动。板块的相互挤压造成了巨大的山系,自阿尔卑斯山经过土耳其和高加索,最后到喜马拉雅山的山系正是属于这种情况;也有的地方,两个板块的岩石同时下沉,造成洋底的深渊;此外,板块的运动还造成了火山和地震。
对地球起源和演化问题进行系统的科学研究始于十八世纪中叶,至今已经提出多种学说。现在流行的看法是:地球作为一个行星,远在46亿年以前起源于原始太阳星云。它同其他行星一样,经历了吸积、碰撞这样一些共同的物理演化过程。地球胎形成伊始,温度较低,并无分层结构,只有由于陨石物质的轰击、放射性衰变致热和原始地球的重力收缩,才使地球温度逐渐增加。随着温度的升高,地球内部物质也就具有越来越大的可塑性,且有局部熔融现象。这时,在重力作用下物质分异开始,靠近表面的较重物质逐渐下沉,地球内部较轻的物质逐渐上升,一些重的元素(如液态的铁)沉到地球中心,形成一个密度较大的地核(地震波的观测表明,地球外核是液态的)。物质的对流伴随着大规模的化学分离,最后地球就逐渐形成现今的地壳、地幔和地核等层次。
在地球演化早期,原始大气逃逸殆尽。伴随着物质的重新组合和分化,原先在地球内部的各种气体上升到地表成为第二代大气;后来,因绿色植物的光合作用,进一步发展成为现代大气。另一方面,地球内部温度升高,使内部结晶水汽化。随着地表温度逐渐下降,气态水经过凝结、降雨落到地面形成水圈。约在三、四十亿年前,地球上开始出现单细胞生命,然后逐步进化为各种各样的生物,直到人类这样的高级生物,构成了一个生物圈。
在地球引力作用下,大量气体聚集在地球周围所形成的包层叫大气层。大气随着地球运动;日、月的引力也对它起着潮汐作用。大气层对地面的物理状况和生态环境有决定性的影响。地球大气的质量约占地球总质量的百万分之一。大气密度随高度的增加而下降,大气总质量的90%集中在离地表15公里高度以内, 99.9%在50公里高度以内。在2,000公里高度以上,大气极其稀薄,逐渐向行星际空间过渡,而无明显的上界。
地球大气的密度、 温度、 压力、化学组成等都随高度变化。可以按照大气的温度分布、组成状况、电离程度这些不同参数,对地球大气进行分层。
按大气温度随高度的分布可以分为:
对流层:靠地表的底层大气,对流运动显著。其厚度因纬度、季节以及其他条件而异,在赤道区约16~18公里,中纬度区约10~12公里,两极区约7~8公里。一般来说,夏季厚而冬季薄。对流层与地表联系最密切,受地表状况影响最大,大气中的水汽大部集中于此层,形成云和降水等现象。对流层的上部称为“对流层顶”,厚约几百米到1~2公里。对流层的温度几乎随高度直线下降,到对流层顶时约为零下50摄氏度。
平流层:(又称同温层)由对流层顶到离地表50公里高度的一层,大气主要是平流运动。层内温度随高度增加而略微上升,到约50公里高度处,达到极大值(约零下10~零上20摄氏度)。
中间层:(又称散逸层) 高度在离地表50~85公里的一层,温度随高度增加而下降,到离地表高度85公里的中间层顶,温度接近最小值,约为零下摄氏度。
热层:中间层以上的一层,温度随高度增加而上升,在离地表500公里处,即热层顶,达到1100摄氏度左右。这一层的温度因为大气大量吸收太阳紫外辐射而升高。热层顶以上为外大气层。这里的大气已极稀薄。
按大气的组成状况可以分为两层:离地表约100公里以下是均质层(大气由各种气体混合组成);以上是非均质层。在均质层中离地表10~50公里处,太阳紫外辐射的光化作用产生臭氧,形成臭氧层,这一层的高度大抵与上述平流层相当。在离地表20~30公里处,臭氧浓度最大,不过这部分大气中的臭氧含量仍然不到这一层大气的十万分之一,各种气体依然视为均匀混合的。臭氧层吸收掉危害生命的太阳紫外辐射,使之不能到达地表。
按大气的电离程度可以分为两层:从地表到离地表80公里这一层,大气中的分子和原子都处于中性状态,称为中性层。离地表80~1000公里这一层,大气中的原子在太阳辐射(主要是紫外辐射)作用下电离,成为大量正离子和电子,构成电离层。电离分为4层,这些层的高度和电离情况都随一天中的不同时刻、一年中的不同季节和太阳活动程度而发生变化。许多有趣的天文现象,如极光、流星等都发生在电离层中。电离层还能反射无线电短波,从而使地面上可以实现短波无线电通讯。
近地表大气中78%为氮,21%为氧,其他还有二氧化碳、氩等多种气体成分以及水汽。水汽是大气中最不稳定的组成部分。在夏季湿热处,水汽在大气中的含量可以达到4%;而在冬季干寒处,它的含量可下降到0.01%。除水汽外,离地表 3公里内还有尘埃、花粉、火山灰及流星尘等微粒。地球形成初期的原始大气已不存在,它已全部或大部散逸到空间。后来,由于放射性元素的衰变和所谓“引力致热”,地球处于一种熔化阶段,从而加速了气体从地球内部逸出的过程。地球的引力使这些逸出的大气渐渐积蓄在地球的周围。这种第二代地球大气缺少氧,主要由二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨组成,称为还原大气。后来,主要是绿色植物的光合作用,其次是来自太阳的辐射使水分解为游离氧,从而使还原大气变为以氮和氧为主的氧化大气。有的科学家通过分析赤铁矿中的沉积物,推断出氧存在的时间至少在25亿年以上。从那时起,大气中便含有丰富的游离氧了。
地球是一个非均质体,内部具有分层结构,各层物质的成分、密度、温度各不相同。人们主要通过对地震波来研究地球内部结构。地震波的传播速度与地球内部物质的密度和性质密切相关。在不同性质和状态的介质中,地震波传播速度有显著变化。依据地球内部不同部分的地震波传播速度的资料,可以分析地球内部的结构。分析表明,地球内部存在两个间断面,这两个间断面把地球内部分成三个主要的同心层:地壳、地幔和地核。
地壳又称A层,它的厚度是不均匀的,大陆地壳平均厚度约30多公里(中国青藏高原的地壳厚度可达65公里多),而海洋地壳仅5~8公里。密度为地球平均密度的1/2。大陆地壳上层的成分约在花岗闪长岩和闪长岩之间,下层岩石可能是麻粒岩和闪岩。海洋地壳是橄榄岩。据目前所知,地壳岩石的年龄绝大多数小于 20多亿年。这意味着现在地球壳层的岩石不是地球的原始壳层,是以后由地球内部的物质通过火山活动与造山运动而形成的。
地幔的物质密度由近地壳处的每立方厘米3.3克增至近地核处的每立方厘米5.6克,地震波传播的速度也随之增大。地幔分为三层。B、C两层称为上地幔。再往下到2,900公里处称为D层,即下地幔。地幔物质的主要成分可能是同橄榄岩相似的超基性岩。
地核也分为三层。E层是外地核,可能是液体。 F层是外地核和内地核之间的过渡层。G层是内地核,可能是固体的。地核虽只占地球体积的16.2%,但由于它的密度相当高(地核中心物质密度达到每立方厘米13克,压力可能超过370万大气压),根据有些学者计算,它的质量超过地球总质量的31%。地核主要由铁和镍等金属物质构成。
地球内部的温度随深度而上升。根据地震波传播情况得知:地幔是固体状态的,100公里深处的温度已达1300摄氏度,300公里深处的温度是 2000摄氏度。据最近估计,地核边缘的温度约4000摄氏度,地心的温度为5500~6000摄氏度。由于地球表层是热的不良导体,来自太阳的巨大热量只有极少一部分能穿透到地下极浅处。因此,地球内部的热能可能主要来源于地球本身,即产生于天然放射性元素的衰变。
地球的重力加速度也随深度而变化。一般认为,从地表到地下2900公里深处,重力大致随深度而增加,在2900公里处重力达到最高值,从这里再到地心,重力急剧减小,到地心为0。
地球不停地绕自转轴自西向东自转,各种天体东升西落的现象就是地球自转的反映。地球自转是最早用来作为计量时间的基准(见时间及其计量),这就形成了通常所用的时间单位——日。二十世纪以来,天文学的一项重要发现,是确认地球自转速度是不均匀的,从而动摇了以地球自转作为计量时间的传统观念,出现了历书时和原子时。到目前为止,人们发现地球自转速度有三种变化:长期减慢、不规则变化和周期变化。
地球自转的长期减慢,使日长在一个世纪内大约增长1~2毫秒,使以地球自转周期为基准所计量的时间,二千年来累计慢了两个多小时。地球自转的长期减慢,可以通过对月球、太阳和行星的观测资料以及古代日月食资料的分析加以确认。通过对古珊瑚化石生长线的研究,可以知道地质时期地球自转的情况。例如,人们发现在泥盆纪中期,即3亿7千万年以前,每年约有400天左右,这与天文论证的地球自转长期减慢的量级是一致的。引起地球自转的长期减慢的主要原因,可能是潮汐摩擦。潮汐摩擦引起地球自转角动量减少,同时使月球离地球越来越远,进而使月球绕地球公转的周期变长。这种潮汐摩擦作用主要发生在浅海地区。另外,地球半径的胀缩,地核增生,地核与地幔之间的耦合也可能会引起地球自转的长期变化。
地球自转速度除长期减慢外,还存在着时快时慢的不规则变化。这种不规则变化同样可以在月球、太阳和行星的观测资料以及天文测时的资料中得到证实。根据变化的情况,大致可以分为三种:几十年或更长的一段时间内的相对变化;几年到十年的时间内的相对变化;几星期到几个月的时间内的相对变化。前两种变化相对来说比较平稳,而最后一种变化是相当剧烈的。产生这些不规则变化的机制,目前尚无定论。比较平稳的变化可能是由于地幔与地核之间的角动量交换或海平面和冰川的变化引起的;而比较剧烈的变化可能是由于风的作用引起的。
地球自转速度季节性的周期变化是在二十世纪三十年代发现的。除春天变慢和秋天变快的周年变化外,还有半年周期的变化。这些变化的振幅和位相,相对来说,比较稳定。相应的物理机制也研究得比较成熟,看法比较一致。周年变化的振幅约为20~25毫秒,主要是由风的季节性变化引起的。半年变化的振幅约为 9毫秒,主要是由太阳潮汐引起的。由于天文测时精度的不断提高,在六十年代末,从观测资料中求得了地球自转速度的一些微小的短周期变化,其周期主要是一个月和半个月,振幅的量级只有1毫秒左右,这主要是由月球潮汐引起的。

参考资料:http://www.kepu.gov.cn/zlg/tyx/diqiu/y2.htm