地球

地球是目前太陽系中已知由內及外的第三顆行星，距離太陽平均149 597 870.7公里/1天文單位，是目前宇宙中人類已知唯一存在生命的天體，也是人類所居住的星球，共有80億人口。其質量約為5.97×1024公斤，半徑約6,371公里，平均密度5.5 g/cm3，是太陽系行星中最高的。地球同時進行自轉和公轉運動，分別產生了晝夜及四季的變化更替，一太陽日自轉一週，一太陽年公轉一週。自轉軌道面稱為赤道面，公轉軌道面稱為黃道面，兩者之間的夾角稱為黃赤交角。地球僅有一顆自然衛星，即月球。地球表面有71%的面積被水覆蓋，稱為海洋或湖或河流，其餘是陸地板塊組成的大洲和島嶼，表面分佈河流和湖泊等水源。南極的冰蓋及北極存有冰。主體包括岩石圈、地幔、熔融態金屬的外地核以及固態金屬的內地核。擁有由外地核產生的地磁場。外部被氣體包圍，稱為大氣層，主要成分為氮、氧、二氧化碳、氬。地球誕生於約45.4億年前，42億年前開始形成海洋，並在35億年前的海洋中出現生命，之後逐步涉足地表和大氣，並分化為好氧生物和厭氧生物。早期生命跡象產生的具體證據包括格陵蘭島西南部中擁有約37億年的歷史的石墨，以及澳大利亞大陸西部岩石中約41億年前的。此後除去數次生物叢集滅絕事件，生物種類不斷增多。根據科學界測定，地球曾存在過的50億種物種中，已經絕滅的佔約99%，據統計，現今存活的物種大約有1,200至1,400萬個，其中有記錄證實存活的物種120萬個，而餘下的86%尚未被正式發現。2016年5月，有科學家認為現今地球上大概共出現過1;}-}-地球內部及周圍空間中存在著靜磁場。根據靜磁場的多極展開，如果把地球近似看作一個磁偶極子，它的磁矩大小為7.91 × 1015 T m3，地磁軸方向與地軸近似重合但有少許偏離，兩者的夾角被稱為地磁偏角。在垂直平分地磁軸的平面和地球表面相交形成的“地磁赤道”圈上，磁感應強度約為3× 10−5 T，在地磁軸與地球表面相交形成的處，磁感應強度約為地磁赤道處的兩倍。根據發電機假說，地磁主要來自於地核中鐵、鎳構成的導電流體的運動。在地核的外核中，熾熱的導電流體在從中心向外對流的過程中受到地轉偏向力的作用形成渦流，產生磁場。而渦流產生的磁場又會對流體的流動產生反作用，使流體的運動乃至其產生的磁場近似保持穩定。但由於對流運動本身是不穩定的，地磁軸的方向會緩慢、無規律地發生變化，導致地磁逆轉。地磁逆轉的週期不固定，每一百萬年可能會發生數次逆轉，最近的一次則發生在78萬年前，被稱為布容尼斯－松山反轉。地磁在太空的影響範圍稱為磁層。太陽風的離子與電子被磁層偏轉，因此無法直接襲擊地球。太陽風的壓強會把磁層靠近太陽的區域壓縮至10個地球半徑，而遠離太陽的區域會延伸成長尾狀。太陽風以超音速吹入磁層向陽面，形成弓形震波，太陽風速度因此減慢，一部分動能轉換為熱能，使得附近區域溫度升高。在電離層上方，磁層中的低能量帶電粒子形成電漿層，其運動受地磁場主導。由於地球的自轉會影響電漿的運動，因此電漿層會與地球共轉。磁層中能量居中的粒子繞地軸旋轉流動，形成環狀電流。帶電粒子除了沿著磁場線作螺旋運動外，還會在地磁場的梯度與曲率作用下產生定向漂移，電子向東漂移，正離子向西漂移，因此形成環狀電流:8, 31。範艾倫輻射帶是兩層狀似甜甜圈的輻射區域，內層主要是由高能量質子與電子所形成，而外層還含有氦等較重的離子。這些高能量粒子都被磁場俘獲於並且以螺旋形式沿著磁場線移動。當發生磁暴時，帶電粒子會從外磁層沿著磁場線方向偏轉進入電離層，並在這裡與大氣層原子發生碰撞，將它們激發與離子化，這時就產生了極光。地球的運動.自轉.地球相對於太陽的平均自轉週期稱為一個平太陽日，定義為平太陽時86,400 秒，以國際單位制的秒為單位，測量了1623年至2005年和1962年至2005年的時長，確定了平均太陽日的長度。地球相對於恆星的自轉週期，稱為一個恆星日，依據IERS的測量，1恆星日等於平太陽時86,164.09053083288 秒，即23 56 4.09053083288。由於春分點會因為歲差等原因而發生移動，這個恆星日比真正的恆星日短約8.4毫秒。從地球上看，空中的天體都以每小時15°，也就是每分鐘15'的角速度向西移動。公轉.地球繞太陽公轉的軌道與太陽的平均距離大約是，每365.2564平太陽日轉一圈，稱為一恆星年。公轉使得太陽相對於恆星每日向東有約1°的視運動，每12小時的移動相當於太陽或月球的視直徑。由於這種運動，地球平均要24小時，也就是一個太陽日，才能繞軸自轉完一圈，讓太陽再度透過中天。地球公轉的平均速度大約是，7分鐘內就可行進，等同於地球的直徑的距離；約3.5小時就能行進約的地月距離。在現代，地球的近日點和遠日點出現的時間分別出現於每年的1月3日和7月4日左右。 由於進動和軌道引數變化帶來的影響，這兩個日期會隨時間變化。這種變化具有周期性的特徵，即米蘭科維奇迴圈。地球和太陽距離的變化，造成地球從遠日點執行到近日點時，獲得的太陽能量增加了6.9% 。因為南半球總在每年相同的時間，當接近近日點時朝向太陽，因此在一年之中，南半球接受的太陽能量比北半球稍多一些。但這種影響遠小於軸向傾斜對總能量變化的影響，多接收的能量大部分都被南半球佔有很高比例的海水吸收掉。相對於恆星背景，月球和地球每27.32天繞行彼此的質心公轉一圈。由於地月系統共同繞太陽公轉，相鄰兩次朔的間隔，即朔望月的週期，平均是29.53天。從天球北極看，月球環繞地球的公轉以及它們的自轉都是逆時針方向。從超越地球和太陽北極的制高點看，地球也是以逆時針方向環繞著太陽公轉，但公轉軌道面與黃道夾角5.1°。沒有這些傾斜，每月就會有一次日食和一次月食交替發生。地球的引力影響範圍半徑大約是。這是地球的引力大於太陽和更遙遠行星的最大距離。天體必需進入這個範圍內才能環繞著地球運動，否則其軌道會因太陽引力攝動而變得不穩定，並有可能脫離地球束縛。包括地球在內的整個太陽系，在位於銀河平面上方約的獵戶臂內，以28,000 光年的距離環繞著銀河系的中心公轉。1990年，-{zh-cn:旅行者1號;zh-tw:航海家1號從拍攝到了地球的影象。傾角.軌道傾角的存在使得地球繞太陽公轉時，太陽直射點在南迴歸線和北迴歸線之間週期性地變化，其週期為一個迴歸年，時長為365.24219個平太陽日。地球上不同緯度地區晝夜長短和太陽高度角隨之變化，進而使得這些地區一日之內接受到的太陽輻射總量發生變化，導致季節變化。當北極點相對於南極點離太陽更近時，太陽直射點位於北半球，此時北半球晝長夜短，太陽高度角較大，為夏半年；南半球晝短夜長，太陽高度角較小，為冬半年；反之亦然。在北迴歸線以北的北溫帶，太陽總是從東南方向升起，向西南方向落下；在南溫帶，太陽則是從東北方向升起，向西北方向落下。在南、北半球各自的夏半年中，緯度越高，晝越長，夜越短，在極圈內可能出現全天都是白晝的情形，稱為極晝。在極點附近，夏半年的6個月都是極晝；冬半年緯度越高，晝越短，夜越長，極圈內可能出現全天都是黑夜的情形，稱為極夜。極點附近冬半年均為極夜。在一個迴歸年內，太陽直射點在南北迴歸線之間移動。直射點落在北迴歸線、南迴歸線上的事件合稱“二至”。直射點會兩次越過赤道，稱為“二分”。在北半球，冬至出現在每年的12月21日前後，夏至出現在6月21日左右，春分通常出現在3月20日，秋分通常出現在9月22日或9月23日。在南半球，春分、秋分；夏至、冬至的日期正好與北半球相反。由於地球不是理想的球體，而黃道面、白道面和赤道面都存在交角，太陽和月球對地球施加的力矩有垂直於自轉角動量的分量，使得地球在自轉的同時會發生進動，其週期為2.58萬年，從而導致了恆星年和迴歸年的差異，即“歲差”。地球的傾斜角幾乎不隨時間變化而改變，但由於日月相對地球的位置不斷變化導致地球受到的外力發生變化，地球在自轉、進動時傾斜角仍然會有輕微、無規則的章動，其最大週期分量為18.6年，與月球交點的進動週期一致。地球也不是理想的剛體，受到地質運動、大氣運動等作用的影響，地球的質量分佈會發生變化，自轉極點相對於地球表面同樣也會有輕微的漂移，每年極點的位置會變化數米，自1900年以來，極點大約漂移了20米。這種漂移被稱為極移。極移是一種準週期運動，主要的週期分量包括一個週期為一年的運動和一個週期為14個月的運動。前者通常被認為與大氣運動有關，後者被稱為錢德勒擺動。由於地球的自轉角速度比月球和地球的公轉角速度都大，受到潮汐摩擦的影響，地球的自轉角速度隨著時間變化緩慢減小，換言之，一天的時間逐漸變長。適居性.行星若能維持生命延續，就可稱為適居的，即使生命並不起源於那裡。地球能提供液態水，複雜的有機分子可在其中組裝合成並相互作用，還有足夠的能量來維持新陳代謝。地球到太陽的距離、公轉軌道偏心率、自轉速率、軸向傾斜、地質歷史、適宜的大氣和能起保護作用的磁場造成地球表面現在的氣候條件主因。生物圈.在行星的生態系統中生活的所有生物之總體稱為行星生物圈。地球的生物圈從35億年前開始演化，並分成了多個生物群系，每個生物群系中生活的動植物種類基本相同。陸地上的生物群系主要用緯度、海拔和溼度區分。極圈凍原、和極度乾旱地區的生物群系中動植物稀少，生物多樣性較低；而位於赤道的熱帶雨林中物種極為豐富，生物多樣性較高。自然資源與土地使用情況.地球蘊藏著各種自然資源供人類開採利用。其中很多是如化石燃料一類的不可再生能源，這些資源的再生速度非常緩慢。化石燃料大多從從地殼中獲得，例如煤、石油和天然氣。人類主要用這些化石燃料來獲得能源和化工生產的原料。礦石形成於地殼的成礦過程，成礦過程由岩漿活動、侵蝕和板塊構造導致。地球生物圈可產生許多對人類有益的生物製品，包括食物、木材、藥品、氧氣等，並可使眾多有機廢棄物回收再利用。陸上生態系統依靠表土和淡水維持，而海洋生態系統則依靠陸地衝刷而來的溶解養料維持。1980年，全球有50.53億公頃用作耕地。1993年，全球有的土地受到灌溉。人類在陸地上用各種建築材料建造自己的住所。天然和環境危害.地球表面的大片區域均受熱帶氣旋、颱風等極端天氣影響，這些災害影響了受災地區生物的存亡。1980年到2000年之間，每年平均有11,800人因天災而死亡。其中在1900年至1999年之間，旱災促成的飢荒是造成最多死亡的災害。另外，地幔對流帶動板塊移動，並引起地震和火山活動等環境危害。地球的天然和環境危害還包括山火、水災、山崩、雪崩等，均會造成死亡。人類的活動給很多地區都帶來了環境問題：水汙染、空氣汙染、酸雨、有毒物質、植被破壞、野生動物的死亡、物種滅絕、土壤的退化和侵蝕以及水土流失。根據聯合國的資料，工業活動排放二氧化碳與全球變暖有密切關聯。預測顯示全球變暖將會給地球的環境帶來冰川和冰蓋熔化、溫度範圍更極端、重大天氣轉變、海平面上升等變化。人文地理.地圖學是關於研究和實踐地圖製作的學科，地理學是研究地球上的大陸、構造、居民和其他現象的學科。自古以來，地圖學和地理學一直為描述地球的方方面面而服務。測量是量度事物位置和距離的方法，可進行小規模的導航，確定位置和方向。測量與地圖學和地理學一起發展，提供並適當量化一些資訊。截至2011年10月31日，地球的總人口達到70億左右。預測顯示世界人口將在2050年時達到92億人，其中在發展中國家將可能發生人口快速增長的情形。世界各處人口密度差異巨大，大部分人口居住在亞洲。預計在2020年全世界將有60%人口居住於都市中，而非農村地區。據估計，地球上只有八分之一的地方適合人類居住。其中有四分之三覆蓋著海水，四分之一則是陸地。沙漠則是全球最南端的永久居住地，此地幾乎完全接近南極點。地球的陸地表面，除了南極洲部分地區、以及位於埃及與蘇丹之間的無主地比爾泰維勒之外，均為主權獨立國家所擁有。截至2015年 (2015)[ [update]]，全球共有193個主權國家是聯合國會員國，此外還有2個觀察員國，以及72個屬地與有限承認國家。雖然有一些民族國家有統治世界的企圖，但從未有一個主權政府統治過整個地球。聯合國是一個以“介入國家之間的糾紛從而避免武裝衝突”為成立目標的全球性國際組織，也是一個為國際法和國際外交設立的重要平臺。如果取得了成員國的共識，聯合國可武裝干預一些國際事務。1961年4月12日，尤里·阿列克謝耶維奇·加加林成為了第一個抵達地球軌道的人類。截至2010年7月30日，共有487人曾去過太空並進入軌道繞行地球，其中有12人還參與了阿波羅計劃並在月球行走。正常情況下，國際空間站是太空中唯一還有人類的地方。太空站的成員由6人組成，成員一般每六個月替換一次。阿波羅13號於1970年執行任務期間離地球400,171公里，為人類目前到達過的最遠距離。衛星.月球是地球的天然衛星，因古代在夜晚能提供一定的照明功能，也常被稱作“月亮”，月球的直徑約為地球的四分之一，結構與類地行星相似。月球是太陽系中衛星－行星體積比最大的衛星。雖然冥王星和其衛星冥衛一之間的比值更大，但冥王星屬於矮行星。月球和地球間的引力作用是引起地球潮汐現象的主要原因，而月球被地球潮汐鎖定，因此月球的自轉週期等於繞地球的公轉週期，使月球始終以同一面朝向地球。月球被太陽照亮並朝向地球這一面的變化，導致月相的改變，黑暗部分和明亮部分被明暗界線分隔開來。由於地月間的潮汐相互作用，月球會以每年大約38毫米的距離逐漸遠離地球，地球自轉的時間長度每年大約增加23微秒。數百萬年來，這些微小的變更累積成重大的變化。例如，在泥盆紀的時期，一年有400天，而一天只有21.8小時。月球對地球氣候的調節可能戲劇性地影響到地球上生物的發展。古生物學的證據和電腦模擬顯示地球的轉軸傾角因為與月球的潮汐相互作用才得以穩定。一些理論學家認為，沒有這個穩定的力量對抗太陽和其他行星對地球的赤道隆起產生的扭矩，地球的自轉軸指向將混沌無常；火星就是一個現成的例子。太陽的直徑大約是月球的400倍，但它與地球的距離也是400倍遠，因此地球看到的月球和太陽大小几乎相同。這一原因正好使得兩天體的角直徑吻合，因此地球能觀測到日全食和日環食。關於月球的起源，大碰撞說是目前最受青睞的科學假說，但這一假設仍有一些無法解釋的問題。該假說認為，45億年前，一顆火星大小的天體忒伊亞與早期的地球撞擊，殘留的碎片形成了月球。這一假說解釋了月球相對於地球缺乏鐵和揮發性元素、以及其組成和地球的地殼幾乎相同等現象的原因。小行星及人造衛星.人造地球衛星是由人類建造，環繞地球執行的太空飛行器。截至2020年8月初，地球的在軌人造衛星共有6,613顆，包括已經失效，地球軌道上現存最老的美國衛星，此外尚有逾300,000件太空垃圾也在軌道上環繞地球。目前全世界最大的人造衛星是國際太空站。除了月球和人造衛星之外，地球目前還有至少5顆共軌小行星，其中四顆是在地球軌道上環繞著太陽執行的小行星——克魯特尼、2002 AA29、2016 HO3和在地球前導拉格朗日點L4的特洛伊小行星2010 TK7。嬌小的近地小行星2006 RH120，大約每隔20年就會靠近地-月系統一次，當它靠近時會短暫進入繞行地球的軌道。文化及歷史觀點.地球的標準天文符號為被圓形包圍的十字“🜨”，代表。地球在人類文化中的形象不一。部分文化賦予地球人格，將之拜為神明。許多文化中地球是主管生育的地母神。蓋亞假說於20世紀中期誕生，該觀點將地球比作能自我調節的生命體，使地球能保障自身總體穩定、適宜居住。而多個宗教的創世神話則有記載，地球為超自然的神所創。隨著科學技術的發展，人類眼中的地球也在不斷變化。起初，東西方的古人相信地平說。但到了公元前6世紀，畢達哥拉斯提出的地圓說取代了這一觀點。古人曾將地球視為宇宙中心，但後來的學者認定，地球和太陽系的其它幾個星體一樣，都是環繞恆星轉動的行星。經過基督教學者和神職人員宣傳，如詹姆斯·烏雪用聖經譜系分析地球年齡，西方人進入19世紀時已基本相信地球超過幾千歲。到了19世紀，地質學家發現地球的年齡應該超過幾百萬歲。威廉·湯姆森在1864年用熱力學方法推斷，地球年齡應在2,000萬歲至4億歲之間，這一結論引發了激烈辯論。在19世紀後期至20世紀初期，科學家用放射性定年法測算出，地球誕生時間為幾十億年。但在20世紀時，阿波羅計劃開始執行，人類第一次在軌道上觀察到了地球，並拍攝了地球的照片，人類的看法因而再度改變。註釋.