书城童书中小学生不可不知的宇宙奥妙
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第17章 人类的老家——地球

质量5.9742×1024kg赤道半径6378.14km平均密度5.515gm/cm3平均日距149600000km自转周期0.99727天公转周期365.256天平均轨道速度297.9km/sec赤道地表重力9.78m/sec2赤道逃逸速度11.18km/sec平均地表温度14℃大气压101.3kPa大气组成氮78%氧21%其他2%

地球这颗有着广阔天空和蓝色海洋的行星始终给人以坚实巨大的感觉。而在宇宙中,地球给人的印象却并非如此:这个在一层薄薄而脆弱的大气笼罩下的星球并不见得有多大。在太空中,地球的特征是明显的:漆黑的太空、蓝色的海洋、棕绿色的大块陆地和白色的云层。地球是太阳的从里往外数第三颗行星,距太阳大约有1.5亿千米。地球每365.256天绕太阳运行一圈,每23.9345小时自转一圈。它的直径为12756千米,只比金星大了100多千米。人们梦想能在太空中旅行,能欣赏宇宙的奇观。而从某种意义上说,我们都是太空旅行者。我们的宇宙飞船是地球,飞行速度是每小时108000千米。

地球内部可分为地壳、地幔和地核三大部分。地壳厚约30千米,地幔厚约2840千米,地核厚约3500千米。每一部分又可细分。地核可分为外部液态地核和内部固态地核,地幔可分为上地幔和下地幔,地壳则可分为海洋地壳和大陆地壳。

地球是一个活跃的行星。根据板块构造说,地壳由几大板块构成,这些板块漂浮在炽热的地幔上缓慢移动。它的运动方式基本有两种:扩张和缩小。扩张运动表现为两个板块相互远离,地下岩浆涌出形成新的地壳;缩小运动表现为两个板块相互碰撞,一个板块钻到另一板块的下面,在地幔的高温中逐渐消融。在板块交界处常常存在许多巨大的断层,地震频繁,火山众多。地球的外壳非常年轻,它不断受到大气、水和生物的侵蚀,并在地质运动中不断重建。所以地球表面没有像月球那样坑坑洼洼、遍布陨石坑。这样的地壳构造在太阳系中是独一无二的。

地球有一个适合生物生存的大气层。在这个大气层中氮气占78%,氧气占21%,余下的1%是其他成分。地表年平均气温15℃,平均气压101.3千帕。地球初步形成时,大气中存在有大量的二氧化碳,但是到今天,它们几乎都被结合成了碳酸盐岩石,少量溶入了海洋或被植物消耗掉了。地壳板块构造运动与生物活动共同维持着二氧化碳的循环。大气中仍然存在的少量二氧化碳带来了温室效应,这对维持地表气温极其重要。温室效应使地球年平均气温从早期的-21℃提高到了宜人的14℃,否则海洋将会结冰,生命将不复存在。而随着社会的发展,人类将大量的二氧化碳排放到了大气中:过多的二氧化碳会使温室效应变得越来越严重。我们不希望地球变得像金星般炎热。

地球是太阳系中唯一已知存在生命的行星。它快速的自转与富含镍铁熔岩的地核共同形成了一个巨大的磁气圈。在太阳风的吹拂下,磁气圈的形状被扭曲成水滴状。它与大气一同担当了阻止来自太阳和其他天体有害射线的任务。地球的大气还使我们免受流星雨的袭击,大多的陨石在它们到达地面前便已烧毁了。

人类开始太空探索后,我们已对自己的行星有了更多的认识。人类的第一颗人造地球卫星发现地球周围有一个强烈的辐射区,现在我们把它叫做Van Allen辐射带。这个辐射带是宇宙中高速运动的带电粒子在赤道上空被地球的磁场俘获而形成的一个环状区域。曾经被认为非常平静的上层大气,其实是非常活跃的,它在太阳辐射的影响下遵循着热胀冷缩的规律。上层大气的这些特性对地球的天气系统有很重要的影响。

知识链接:盘古开天辟地

传说在天地还没有开辟以前,宇宙就像是一个大鸡蛋一样混沌一团。有个叫做盘古的巨人在这个“大鸡蛋”中一直酣睡了约18000年后才醒来,发现周围一团黑暗。盘古张开巨大的手掌向黑暗劈去,一声巨响,“大鸡蛋”碎了,千万年的混沌黑暗被搅动了,其中又轻又清的东西慢慢上升并渐渐散开,变成蓝色的天空;而那些厚重混浊的东西慢慢地下降,变成了脚下的土地。盘古站在这天地之间非常高兴。盘古很怕天地再合拢起来再变成以前的样子,他就用手撑着青天,双脚踏着大地,让自己的身体每天长高一丈,天地也随着他的身体每天增高一丈。这样又过了18000年,天越来越高,地越来越厚,盘古的身体长得有45000千米那么长了。

盘古凭借着自己的神力终于把天地开辟出来了。可是,盘古也累死了。盘古临死前,他嘴里呼出的气变成了春风和天空的云雾;声音变成了天空的雷霆;他的左眼变成了太阳,右眼变成了月亮;头发和胡须变成了夜空的星星;他的身体变成了东、西、南、北四极和雄伟的三山五岳;血液变成了江河;筋脉变成了道路;肌肉变成了农田;牙齿、骨骼和骨髓变成了地下矿藏;皮肤和汗毛变成了大地上的草木;汗水变成了雨露。传说,盘古的精灵魂魄也在他死后变成了人类。所以,人类是世上的万物之灵。