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地球

二月 04, 2023

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地球是太阳系中由內及外的第三顆行星，距离太阳149 597 870.7公里/1天文單位，是宇宙中人類已知唯一存在生命的天体[3]，也是人類居住的星球，共有80億人口[22]。其質量约为5.97×1024公斤，半径约6,371公里，平均密度5.5 g/cm3，是太阳系行星中最高的。地球同时进行自转和公转运动，分别产生了昼夜及四季的变化更替，一太陽日自转一周，一太陽年公转一周。自转轨道面称为赤道面，公转轨道面称为黄道面，两者之间的夹角称为黄赤交角。地球仅有一顆自然卫星，即月球。

地球
美国阿波罗17号宇航员在前往月球途中拍摄的“蓝色弹珠”地球照片（摄于1972年12月7日）
軌道參數
曆元 J2000[n 1]
遠日點
152,100,000 km（94,500,000 mi）
（1.01673 AU） [n 2]
近日點
147,095,000 km（91,401,000 mi）
（0.9832687 AU） [n 2]
半長軸
149,598,023 km（92,955,902 mi）
（1.000001018 AU） [1]
離心率0.0167086[1]
軌道週期
365.256363004 日 [2]
（1.00001742096 儒略年）
平均軌道速度
29.78 km/s（18.50 mi/s）[3]
107,200 km/h（66,600 mph）
平近點角358.617°
軌道傾角
  • 7.155°至太阳赤道；
  • 1.57869°[4]至不变平面（英语：invariable plane）；
  • 0.00005°至J2000黄道
升交點黃經−11.26064°[3]至J2000黄道
近日點參數114.20783°[3]
衛星月球，以及多于1381个人造衛星[5][n 3]
物理特徵
平均半徑6,371.0 km（3,958.8 mi）[6]
赤道半徑6,378.1 km（3,963.2 mi）[7][8]
極半徑6,356.8 km（3,949.9 mi）[9]
扁率0.0033528[10]
1/298.257222101（ETRS89（英语：ETRS89））
周長40,075.017 km（24,901.461 mi）赤道 [8]
40,007.86 km（24,859.73 mi）子午线[11][n 4]
表面積510,072,000 km2（196,940,000 sq mi）
[12][13][n 5]
體積1.08321×1012 km3（英语：Volume of the Earth）
（2.59876×1011 cu mi）[3]
質量5.97237×1024 kg
（1.31668×1025 磅）[14]
（3.0×10−6 太阳质量）
平均密度5.514 g/cm3（0.1992 lb/cu in）[3]
表面重力9.807 m/s2（32.18 ft/s2）[15]
（1 g）
11.186 km/s（6.951 mi/s）[3]
恆星週期
0.99726968 d[16]
（23h 56m 4.100s）
赤道自轉速度1,674.4 km/h（1,040.4 mph）[17]
轉軸傾角23.4392811°[2]
反照率
表面溫度 最低 平均 最高
开氏 184 K[18] 288 K[19] 330 K[20]
摄氏 −89.2 °C 15 °C 56.7 °C
华氏 −128.5 °F 59 °F 134 °F
大氣特徵
表面氣壓101.325 kPa（MSL）
成分

地球表面有71%的面积被水覆盖，称为海洋或湖或河流[23][24]，其余是陆地板块組成的大洲和岛屿，表面分布河流和湖泊等水源。南极的冰盖及北极存有冰。主體包括岩石圈、地幔、熔融态金属的外地核以及固态金属的內地核。擁有由外地核產生的地磁场[25]。外部被氣體包圍，称为大氣層，主要成分為氮、氧、二氧化碳、氬。

地球诞生于约45.4亿年前[26][27][28][29]，42億年前開始形成海洋[30][31]，并在35亿年前的海洋中出现生命[32][33][34][35][36]，之后逐步涉足地表和大气，并分化为好氧生物和厌氧生物。早期生命迹象产生的具體证据包括格陵兰岛西南部变质沉积岩（英语：Metasediment）中拥有约37亿年的历史的生源（英语：Biogenic substance）石墨，以及澳大利亚大陆西部岩石中约41亿年前的早期生物遗骸（英语：Biotic material）[37][38]。此后除去数次生物集群灭绝事件，生物种类不断增多[39]。根据科学界测定，地球曾存在过的50亿种物种中[40]，已经绝灭的占约99%[41][42]，据统计，现今存活的物种大约有1,200至1,400万个[43][44]，其中有记录证实存活的物种120万个，而余下的86%尚未被正式发现[45]。2016年5月，有科学家认为现今地球上大概共出现过1万亿种物种，其中人类正式发现的仅占十万分之一[46]。2016年7月，研究团队在研究现存生物的基因后推断所有现存生物的共祖中共存在有355种基因[47][48]。地球上有约80.3亿人口[49]，分成了约200个国家和地区，藉由外交、旅游、贸易、传媒或战争相互联系[50]。

命名和辭源

地球的英文名「Earth」源自中古英语[n 6]，其历史可追溯到古英語（时常作「eorðe」）[51]，在日耳曼语族诸语中都有同源词，其原始日耳曼語词根构拟为「*erþō」。拉丁文称之为“Terra”，此为罗马神话中大地女神之名[52]。希腊文中則称之为“Γαῖα”（Gaia），這個名稱是希腊神话中大地女神盖亚的名字[53]。

中文“地球”一词最早出现于明朝的西学东渐时期，最早引入该词的是意大利传教士利玛窦（Matteo Ricci，1552－1610），他于《坤舆万国全图》中使用了该词[54][55]。清朝后期，西方近代科学引入中国，地圆说逐渐为中国人所接受，“地球”一词（亦作“地毬”）被广泛使用[56][57][58]，申报在创刊首月即登载《地球说》一文。[59]

历史

主条目：地球历史

地球形成

主条目：太阳系的形成和演化和地质年代
 
早期太阳系的原行星盘艺术想象图

根据放射性定年法的测量结果，太阳系大约在45.6±0.08亿年前形成[60]，而原生地球大约形成于45.4±0.04亿年前[29]。从理论上讲，太阳的形成始于46亿年前一片巨大氢分子云的引力坍缩，坍缩的质量大多集中在中心，形成了太阳；其余部分一边旋转一边摊平，形成了一个原行星盘，继而形成了行星、卫星、流星體和其他太陽系小天體。星雲假說主张，地球这样的微行星起源于吸积坍缩后剩下的由气体、冰粒、尘埃形成的直径为一至十公里的块状物。根据该理论，组成原生地球的物质的直径大约为10–20 英絲，这些物质经过1000至2000萬年的生长，最终形成原生地球[61]。初生的地球表面是由岩浆组成的“海洋”[62]，而並非現在認知的水。

月球大约形成于45.3亿年前[63]，关于月球起源的研究目前还没有定论，目前最受欢迎的一个假说是大碰撞说。[64][65]该假说认为，有一颗叫做忒伊亚的天体与地球发生了碰撞，这颗天体的尺寸和火星差不多，其质量为地球的10%，碰撞引发了巨大的爆炸，爆裂出的物质飞到了太空中，经吸积作用形成了月球，而忒伊亚的一部分质量也熔入了地球。在大约41亿至38亿年前这段时间，地月系统进入了后期重轰炸期，无数小行星撞击了月球的表面，使月球表面发生了巨大的改变，可以推测出，当时的地球也遭遇了很多的撞击[66]。

太古宙起地球表面开始冷却凝固，形成坚硬的岩石[67]，火山爆发所释放的气体形成了次生大气。最初的大气可能由水汽、二氧化碳、氮组成，水汽的蒸发加速了地表的冷却，待到充分冷却后，暴雨连续下了成千上万年，雨水灌满了盆地，形成了海洋。暴雨在减少空气中水汽含量的同时，也洗去了大气中的很多二氧化碳[68]。此外，小行星、原行星和彗星上的水和冰也对是地球上水的来源之一[69]。暗淡太阳悖论（英语：faint young Sun paradox）指出，虽然早期太阳光照强度大约只有现在的7/10，但大气中的温室气体足以使海洋里的液态水免于结冰[70]。約35亿年前，地球磁场出现，有助于阻止大气被太阳风剥离[71]。其外层冷却凝固，並在大气层水汽的作用下形成地壳。陆地的形成有两种模型解释[72]，一种认为陆地持续增长至今[73]，另一种更可能的模型认为地球历史早期[74]陆地即迅速生成[75]，然后保持到现在[76][77][78]。内部的热量不断散失，驱动板块构造运动形成大陆，经过数亿年，超大陸经历三次分分合合。大约7.5亿年前，最早的超大陸之一——羅迪尼亞大陸开始分裂，又在6至4.5亿年前合并成潘諾西亞大陸，然后合并成盤古大陸，最后於約1.8亿年前分裂[79]。目前地球处于258万年前开始的更新世大冰期中，高纬度地区经历了数轮冰封与解冻，每40到10,000年循环一次。最後一次大陸冰封在約10,000年前[80][81]。

生命演化

主条目：生命演化历程和生命起源
 
基于rRNA分析而重建出的地球生命演化树

地球提供了目前已知唯一能够维持生命进化的环境[82]。人们认为约40亿年前的高能化学反应产生了能够自我复制的分子，又过了5亿年則出现了所有生命的共同祖先，而后分化出細菌與古菌[83]。早期生命形态发展出光合作用的能力，可直接利用太阳能，并向大气中释放氧气[68]。大气中积累的氧气受到太阳发出的紫外线作用，在上层大气形成臭氧（O3），進而出現了臭氧层[84]。早期的生命以原核生物的形态存在。根据共生體學說，在生命演化过程中，部分小细胞被吞进大细胞，並内共生於大细胞之中，成为大细胞的细胞器，从而形成结构相对复杂的真核细胞[85]。此后，细胞群落内部各部分的细胞逐渐分化出不同的功能，形成了真正的多细胞生物。由于臭氧层吸收了太阳发出的有害紫外线，陆地变得适合生命生存，生命开始在陆地上繁衍[86]。目前已知生命留下的最早化石证据有西澳大利亚州砂岩裡34.8亿年前的微生物垫（英语：microbial mat）化石[32][33][34][35][36]，西格林兰（英语：Western Greenland）变质碎屑岩（英语：Metasediment）裡37亿年前的生源石墨[87]，以及西澳大利亚州岩石裡41亿年前的生物质（英语：biotic material）残骸[37][38]。

約瑟夫·可西文克博士1992年首先提出猜测7.5亿年到5.8亿年前的新元古代初粒石大冰期時，强烈的冰川活动使地球表面大部分处于冰封之下，是为“雪球地球”假说。5.42億年前发生了埃迪卡拉紀末期滅絕事件，紧接着就出现了寒武纪生命大爆发，地球上的多细胞生物种类猛增（如熱氣與、奇蝦等）[88]。寒武纪大爆发之后，地球又经历了5次生物集群灭绝事件[89]。其中，發生在2.51億年前的二疊紀－三疊紀滅絕事件是已知地質歷史上最大規模的物種滅絕事件；而距今最近的大灭绝事件是发生于6600万年前的白垩纪－古近纪灭绝事件，小行星的撞击（英语：Chicxulub impactor）使非鸟恐龙和其他大型爬行动物灭绝，但一些小型动物逃过一劫，例如那时还像鼩鼱一样的哺乳动物。在过去的6600万年中，哺乳动物持续分化。数百万年前非洲的类猿动物（如圖根原人）学会了直立[90]。由此它们得以更好地使用工具、互相交流，从而获得更多营养与刺激，大脑也越来越发达，最后演化成人类。人类借助农业和文明的发展享受到了地球上任何其他物种都未曾達到的生活品質，也反过来影响了地球和自然环境[91]。

对于未来的预测

主条目：地球的未來和世界末日
 
50億年後，太陽進入紅巨星階段后，地球被燒成焦土的假想圖

在15至45億年後，地球的轉軸傾角可能出現最多90度的變化。据推测，从现在起算，地球表面的複雜生命發展還算年輕，活動能够繼續達到極盛，维持約5到10億年，不过如果大气中氮氣完全消失，这个時間將會延長到23億年[92][93][94]。地球在遥远未来的命運與太陽的演化緊密相連，随着太陽核心的氫持续核聚变生成氦，太陽光度将持续會缓慢增加，在11億年後增加10%，35億年後則增加40%之多[95]，太阳释放热量的速度也将持续增长。根据气候模型，地球表面最终将会受到太阳辐射上升會产生嚴重後果，最初只是熱帶地區改到極冠，長久下去，海洋将會汽化并消失[96]。

地球表面溫度上升會加快無機碳循環，降低大气二氧化碳含量。大约5至9億年后，大气中二氧化碳含量逐漸会低到10ppm，若沒有進化出新的方法，连C4类植物都无法生存[92]。植被的缺失會使地球大气含氧量下降，地球上的动植物就會在数百万年内灭绝[97]。此後預計再过十幾億年，地表水就會消失殆尽，地球平均溫度也将上升到70 °C（158 °F）[97]。即使太陽永遠保持穩定，因為大洋中脊冒出的蒸氣減少，約10億年後，27%的海水會進入地幔[98]，海水的減少使得溫度變化劇烈而不利複雜生命。

50億年後，太陽演化成為紅巨星，地球表面此時已經不能形成複雜的分子了。模型預測太陽將膨脹至約目前半徑的250倍，也就是大約1 AU（150,000,000 km）[95][99]，地球的命運目前仍尚不明确。成為紅巨星時，太陽會失去30%的質量。因此若不考慮潮汐的影響，當太陽體積最大時，地球會移動到約距太陽1.7 AU（250,000,000 km）遠處，擺脫了落入膨脹太陽的外層大氣內的命運；然而即使真是如此，太陽亮度峰值將是目前的5,000倍，地球上剩餘的生物也難逃被陽光摧毀的命運[95]。2008年進行的一個模擬顯示，地球的軌道會因為潮汐效應的拖曳而衰減，使其落入已成為紅巨星的太陽大氣層而蒸發掉[99]。

物理特性

形态

 
地球的形狀。图示为地球表面地势和地球几何中心的距离。南美洲的安第斯山脉的隆起清晰可见。数据来自2014年全球地势模型[100]

地球大致呈椭球形。地球自转的效應使得沿贯穿两极的地轴方向稍扁，赤道附近略有隆起[101]。從地心出發，地球赤道半径比极半径高了43公里（27英里）。[102]因此，地球表面离地球質心最远之处並非海拔最高的珠穆朗瑪峰，而是位於赤道上的厄瓜多尔钦博拉索山的山峰[103][104][105][106]。地球的参考椭球体平均直径约为12,742公里（7,918英里），约等于(40,000 km)/π，这个整数并非巧合，而是因为长度单位米的最初定义是经过法国巴黎的经线上赤道与北极点距离的一千万分之一[107]。

由于局部地势有所起伏，地球与理想椭球体略有偏离，不过从行星尺度看，这些起伏和地球半径相比很小，最大偏离也只有0.17%，位于海平面以下10,911米（35,797英尺）的马里亚纳海沟與海拔8,844米（29,016英尺）的珠穆朗瑪峰只产生0.14%的偏离。若把地球缩到台球大小，地球上像大型山脉和海沟那样的地方摸上去就像微小瑕疵一样，而其他大部分地区，包括北美大平原和深海平原摸上去則更加光滑[108]。

化學組成

参见：地球上元素的丰度

地球的总质量约为5.97×1024 Kg，即是5,970堯克（Yg）。構成地球的主要化學元素有铁（32.1%）、氧（30.1%）、硅 （15.1%）、镁（13.9%）、硫（2.9%）、镍（1.8%）、钙（1.5%）、铝（1.4%）；剩下的1.2%是其他微量元素，例如鎢、金、汞、氟、硼、氙等。由於質量層化（質量較高者向中心集中）的緣故，據估算，構成地核的主要化學元素是铁（88.8%），其他構成地核的元素包括镍（5.8%）和硫（4.5%），以及质量合共少於1%的微量元素。構成地幔的主要礦物質則包括輝石（化學式為(Mg,Fe,Ca,Na)(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6）、橄欖石（化學式為(Mg,Fe)2SiO4）等[109]。

至於地殼的化學構成，氧是地殼內豐度最高的元素，佔了46%[110]。地殼中的含氧化合物包括水、二氧化硅、硫酸鈣、碳酸鈣、氧化鋁等，而地殼內含量最高的10種化合物、絕大部分構成地殼常見岩石的化合物均是含氧化合物[111][112]。有些岩石則是氟化物、硫化物和氯化物，但氟、硫和氯在任何地方岩层中的總含量通常遠少於1%。占地壳浅表90%以上体积的火成岩主要由二氧化硅及硅酸盐构成。地球化學家法蘭克·維格氏維爾·克拉克（英语：Frank Wigglesworth）基於1,672個對各種岩石的分析進行計算，推論出99.22%的岩石是以下表列出的氧化物構成，亦有其他含量較少的成分[112]。

地殼的化學構成[113]
化合物 二氧化矽 氧化鋁 氧化鈣 氧化鎂 氧化亞鐵 氧化鈉 氧化鉀 氧化鐵 水 二氧化碳 二氧化鈦 五氧化二磷 總計
含量 陸地 60.2% 15.2% 5.5% 3.1% 3.8% 3.0% 2.8% 2.5% 1.4% 1.2% 0.7% 0.2% 99.6%
海洋 48.6% 16.5% 12.3% 6.8% 6.2% 2.6% 0.4% 2.3% 1.1% 1.4% 1.4% 0.3% 99.9%

內部構造

主条目：地球構造

地球内部如同其他類地行星一样，可根据化学性質或物理（流变学）性質分为若干层。然而，地球的內、外核具有明显的区别，這是其他類地行星所沒有的特徵。地球外层是由矽酸鹽礦物組成的地殼，下面又有一層黏稠固體組成的地幔。地幔和地殼之間的分界是莫氏不連續面。地殼的厚度隨位置的不同而不同，從海底的6公里到陸地的30至50公里不等。地殼以及地幔較冷、較堅硬的上層合稱為岩石圈，板塊也是在這個區域形成的。岩石圈以下是黏度較低的软流圈，岩石圈就在软流圈上方滑动。地幔晶體結構的重大變化出現在地表以下410至660公里之間的位置，是分隔上地幔及下地幔的過渡區（英语：Transition zone (Earth)）。在地幔以下，是分隔地幔和地核的核幔邊界（古氏不連續面），再往下是黏度非常低的液體外地核，最裡面是固體的內地核[114]。內地核旋轉的角速度可能較地球其他部份要快一些，每年約領先0.1–0.5°[115]。內地核半徑1,220公里[116]，約為地球半徑的1/5[117]。

地球的内部构造[118]
 
从地核到地表的地球结构示意图

（大氣分層未按照比例绘制）

深度[119]
（公里） 		組件層 密度
（公克/立方公分）
0–60 岩石圈[n 7] —
0–35 地壳[n 8] 2.2–2.9
35–60 地幔顶层 3.4–4.4
35–2,890 地幔 3.4–5.6
100–700 软流层 —
2,890–5,100 外核 9.9–12.2
5,100–6,378 内核 12.8–13.1

地球內熱

主条目：內熱
現今主要產生地熱的同位素[120]
同位素 產生熱能
（瓦/每公斤同位素） 		半衰期
（年） 		在地幔中的比例
（每公斤同位素/每公斤地幔） 		產生熱能
（瓦/每公斤地幔）
238U 94.6 × 10−6 4.47 × 109 30.8 × 10−9 2.91 × 10−12
235U 569 × 10−6 0.704 × 109 0.22 × 10−9 0.125 × 10−12
232Th 26.4 × 10−6 14.0 × 109 124 × 10−9 3.27 × 10−12
40K 29.2 × 10−6 1.25 × 109 36.9 × 10−9 1.08 × 10−12

地球內部產生的熱量中，吸积殘餘熱約佔20%，放射性衰變熱則佔80%[121]。地球內的產熱同位素主要有钾-40、鈾-238、鈾-235及钍-232[122]。地心的溫度最高可达6,000 °C（10,830 °F）[123]，壓強可达360 GPa[124]。因為許多地熱是由放射性衰變而來，科學家推測在地球歷史早期、在半衰期短的同位素尚未用盡之前，地球的內熱可能產生得比現在更多，在30億年前可能是現在的二倍[121]。因此當時延著地球半徑的溫度梯度會更大，地幔對流及板塊構造的速率也更快，可能生成一些像科马提岩之類，以現在地質條件難以生成的岩石[125]。

地球表面平均散热功率密度为87 mW m−2，整个地球內部散热总功率为4.42 × 1013 W[126]。地核的部分热量通过高温熔岩向上涌升传到地壳，这种熱对流叫做地函熱柱。因此地函會出現熱點及溢流玄武岩（英语：flood basalt）[127]。地球的熱能还會在板块构造中通过地函逐步上昇到中洋脊而流失。另一种熱能流失的主要方式是藉由岩石圈的熱傳導，主要發生在海底，因為海底的地殼比陸地的要薄[128]。

板块构造

地球的板块构造[129]
 
板块名称 板块面积
106 km2
  太平洋板塊
 103.3
  非洲板块[n 9]
 78.0
  北美洲板塊
 75.9
  歐亞大陸板塊
 67.8
  南極洲板塊
 60.9
  印度-澳洲板塊
 47.2
  南美洲板块
 43.6
主条目：板块构造论

位于地球外层的刚性岩石圈分成若干板塊。這些板塊是剛性的，板塊之间的相對運動发生在以下三種邊緣：其一是聚合板塊邊緣，在此二個板塊互相靠近；其二是分離板塊邊緣，在此二個板塊互相分離；其三是轉形板塊邊緣，在此二個板塊互相橫向錯動。在這些板塊邊緣上，會出現地震、火山活動、造山運動以及形成海沟[130]。這些板塊漂浮在軟流圈[n 10]之上[131]。

隨著板塊飄移，海洋板塊俯冲到聚合板塊邊緣的前緣下方。同時，地幔物質於分離板塊邊緣上升至地壳，產生了中洋脊。這些過程使得海洋地殼一边从地幔中不断产生，一边不斷地回收到地幔中，因此海洋地殼的年齡大多低於1億歲。現今最古老的海洋地殼位於西太平洋地區，其年齡估計約為2億歲[132][133]。相較之下，最古老的大陆地壳年齡約為40.3億歲[134]。

目前地球的主要板块为太平洋板塊、北美洲板塊、歐亞大陸板塊、非洲板块、南極洲板塊、印度-澳洲板塊以及南美洲板块。另外還有阿拉伯板块、加勒比板块、位於南美洲西海岸外的纳斯卡板块以及位於南大西洋的斯科舍板块等板塊比較有名。印度-澳洲板塊是澳洲板塊與印度板塊在5,000萬至5,500萬年前融合形成的。在这些板块中，大洋板塊位移速率快，大陆板块移动速率慢：属于大洋板块的科科斯板块位移速率為每年75毫米[135]，太平洋板塊則以每年52至69毫米的速率位移；而属于大陆板块的歐亞大陸板塊，平均以約每年21毫米的速率行進[136]。

地貌

主条目：岩石圈和地形
 
現今地球表面的地形，數據來自美国国家地球物理数据中心（英语：National Geophysical Data Center）

地球表面积总计约5.1亿平方公里[12]，约70.8%[12]的表面积由水覆盖，大部分地壳表面（3.6113亿平方公里）在海平面以下[12][137]。海底的地壳表面具有多山的特征，包括一个全球性的中洋脊系统，以及海底火山、[102]海沟、海底峡谷、海底高原和深海平原。其余的29.2%（1亿4894万平方公里，或5751万平方英里）为不被水覆盖的地方，包括山地、盆地、平原、高原等地形[138]。

[139]地球的地表受到构造和侵蚀作用，经历了長時間的重塑。板块构造运动会改变地貌，大风、降水、热循环和化学作用对地表的侵蚀也会改变地貌。冰川作用、海岸侵蚀、珊瑚礁的形成，以及大型陨石的撞击都會對地貌的重塑產生影響[140]。

地球表面的岩石按照成因大致可分为三类：火成岩、沉积岩和变质岩。火成岩是由上升至地表的岩浆或熔岩冷却凝固而形成的一种岩石，又称岩浆岩，是构成地壳主要岩石。火成岩按照成因又可分大致分为两类：一是岩浆侵入地表形成的侵入岩，按照形成位置的不同可分为深成岩和浅成岩，常见的花岗岩就是一种侵入岩。二是岩浆喷出地表形成的喷出岩，又名火山岩，例如安山岩、玄武岩。[141]大陆地壳主要由密度较低的花岗岩，安山岩构成，海洋地壳主要由致密的玄武岩构成。[142]沉积岩是由堆积、埋藏並紧密结合在一起的沉积物形成的。近75%的大陆表面被沉积岩覆盖，虽然他们只形成了约5%的地壳，[143]变质岩是从原有的岩石通过高压高温的環境变质而形成的一种岩石，如大理石。[144]

地球表面最丰富的硅酸盐矿物有石英、长石、角闪石、云母、辉石和橄榄石等。[145]常见的碳酸盐矿物有方解石（发现于石灰石和白云石）等。[144]

土壤圈是地球陆地表面的最外层，由土壤所組成，並为土壤形成过程所影響。耕地占地表总面积的10.9%，其中1.3%是永久耕地。[146][147]接近40%的地表用于农田和牧场，包括1.3×107平方公里的农田和3.4×107平方公里的牧场。[148]

地表最低處位于西亚的死海，海拔约为-420米，海拔最高点位于中国和尼泊尔边境的喜马拉雅山脉的珠穆朗瑪峰，海拔超过8848米。海平面以上的平均海拔为840米[149]。

傳統上，地球表面被分為七大洲、四大洋和不同的海域[150][151]。也會以極點為中心將地球分為南半球和北半球兩個半球[152][153]，以經度分為東半球和西半球[154][154]，或大致按照海陆分布分为水半球和陆半球。

水圈

主条目：水圈
 
地表海拔柱狀圖

在太阳系中，表面为大面积的水域所覆盖是地球有别于其他行星的显著特征之一，地球的别称“蓝色星球”便是由此而来的。地球上的水圈主要由海洋組成，而陸海、湖泊、河川以及可低至2,000公尺深的地下水也占了一定的比例。位於太平洋馬里亞納海溝的挑战者深渊深達10,911.4米，是海洋最深處[n 11][155]。

地球上海洋的总質量约为1.35×1018吨，相當於地球總質量的1/4400。海洋覆蓋面積為3.618×108平方公里，平均深度為3682米，总體積约为1.332×109立方公里[156]。如果地球上的所有地表海拔高度相同，而且是個平滑的球面，則地球上的海洋平均深度會是2.7~2.8公里[157][158]。

地球上的水約有97.5%為海水，2.5%為淡水。而68.7%的淡水以冰帽和冰川等形式存在[159]。

地球上海洋的平均鹽度約为3.5%，即每公斤的海水約有35公克的鹽[160]。大部分鹽在火山的作用和冷卻的火成岩中产生[161]。海洋也是溶解大氣氣體的的貯存器，這對於許多水生生命體的生存是不可或缺的[162]。海洋是一個大型儲熱庫，其海水對全球氣候造成了显著的影響[163]。海洋溫度分布的變化可能会对天氣變化造成很大的影响，例如厄尔尼诺-南方振荡现象[164]。受到地球行星风系等因素的影响，地球上的海洋有相对稳定的洋流，洋流主要分为“暖流”和“寒流”，暖流主要对流经的附近地区的气候起到“增温增湿”的效果，寒流的反之[165][166]。

大氣圈

主条目：地球大气层
 
2016年10月3日，國際太空站上的太空人於通過琉球群島上空時拍攝的暹芭颱風，此時颱風恰達最大強度，風眼清晰可辨

地球表面的平均气压為101.325千帕，大氣標高約8.5公里[3]。地球的大氣層為由78%的氮氣、21%的氧氣、混合微量的水蒸气、二氧化碳以及其他的氣態分子所構成。对流层的高度隨著緯度的變化而異，位於赤道附近的對流層高度則高達17公里，而位於兩極附近的對流層高度僅8公里，对流层的高度也會隨著天氣及季節因素而變化[167]。

地球的生物圈对地球大气层影響显著。在27亿年前光合作用开始产生氧气，最终形成现在主要由氮、氧组成的大气[84]。这一变化使好氧生物能够繁殖，随后大气中的氧气转化为臭氧（英语：Ozone–oxygen cycle），形成臭氧层。臭氧层阻挡了太阳辐射（英语：solar radiation）中的紫外线，地球上的生命才得以存续[168]。对生命而言，大气层的重要作用还包括运送水汽，提供生命所需的气体，让流星体在落到地面之前烧毁，以及调节温度等[169]。大气中某些微量气体分子能够吸收从地表散发的长波辐射，从而升高地球平均温度，是为溫室效應。大气中的温室气体主要有水蒸氣、二氧化碳、甲烷和臭氧。如果地球沒有溫室效應，則地表平均溫度將只有−18°C（现在是+15°C），生命就很可能不存在[170]。

天氣和氣候

主条目：天气和氣候
 
Terra（英语：Terra）衛星搭載的中分辨率成像光谱仪於2005年7月11日拍摄的全球卫星云图

地球的大气层並無明確边界。离地表越远，空氣越稀薄，最后消失在外太空。大气层四分之三的质量集中在离地表11公里的对流层。来自太阳的能量将地表和上面对流层中的气体加热，空气受热膨胀，因密度减小而上升，周围较冷、密度较高的气体填补过来，形成了大氣環流。這使得热量重新分布，并产生各种天气现象和气候条件[171]。

主要的大氣環流带有纬度30°以下赤道地区的信風和纬度30°到60°之间的中纬度西風帶[172]。决定气候的重要因素还有洋流，尤其是将热量从赤道海域带往极地地区的溫鹽環流[173]。

地表蒸发的水蒸气也通过大氣環流来运送。如果大气环境适合，温暖湿润的空气上升，然后其中的水汽凝结，形成降水落回地面[171]。降水中的大部分通过河流系统流向低海拔地区，通常会回到海洋中或者聚集在湖泊裡。这种水循环是地球能维持生命的重要原因，也是地表构造在漫长地质时期受到侵蚀的主要因素。各地降水量大相径庭，从一年数千毫米到不到一毫米都有。一个地区的平均降水量由大氣環流、地貌特征和气温差异共同决定[174]。

地球表面获得的太阳能量随纬度增高而递减。高纬度地区太阳照射地面的角度较小，阳光必须通过的大气层较厚，因此年平均气温较低。纬度每增高1度，海平面处的年平均气温就降低大约0.4 °C變化（0.7 °F變化）[175]。地球表面可分为气候大致相似的若干纬度带，从赤道到两极依次是热带、亚热带、温带和極地气候[176]。根据各地气温和降水量的异同可以划定不同的气候类型。常用的柯本气候分类法将全球气候分为五大类：A类熱帶氣候，B类干旱气候，C类温带气候，D类冷温带气候，E类极地气候和高山气候，每个大类被进一步分为若干小类[172]。

纬度并非决定气候的唯一因素。由于水的比热比岩土的比热大，海洋性气候往往比大陆性气候更为温和。事实上，南半球处于夏季时地球离太阳更近，导致南半球全年接受到的辐射总量比北半球多。若不是南半球的水域面积比北半球更大，多出的水域吸收了多余的辐射，南半球的平均气温将比北半球高2.3 °C。大气环流和洋流的影响同样重要。在高緯度地區，受到暖流和西风的作用，大陆西岸的气候往往比同纬度内陆及大陆东岸的气候更为温和。北欧北部处于北极圈内，气候却比较适宜。纬度较低的加拿大北部及俄罗斯远东地区反而呈现寒冷的极地气候。在南美洲低纬度地区的西岸，受到秘鲁寒流的影响，夏季没有酷暑[177][177][178]。此外，气候还与高度有关，海拔越高，气候越寒冷[179]。

1913年於美国加利福尼亞州死亡谷國家公園內的爐溪谷地（英语：Furnace Creek, California）所測得的56.7 °C（134.1 °F）為地球目前所測得的最高氣溫[180]；而1983年於南极洲沃斯托克站所測得的−89.2 °C（−128.6 °F）為地球目前所測得的最低氣溫[181]，但遥感卫星曾在东部南极洲测到低至−94.7 °C（−138.5 °F）的温度[182]。这些氣溫仅仅是自20世纪以来使用现代仪器测量到的，可能尚未完整体现地球氣溫的范围。

高層大氣

 
從國際太空站拍攝的「月沒」（點開查看更高解析度的影像）。隨著月球逐漸被地球遮擋，其光線受地球大氣折射的程度愈來愈大，外形因而愈來愈扁，此為蜃景的一種

在對流層的上方，相对高层的大氣层通常分為平流層、中間層、熱層和散逸层[169]，每一层温度随高度的变化规律都不同。平流層上部是臭氧层，能部分吸收太阳射向地表的紫外线，这对地球上的生命很重要[183]。这也使得平流层中温度随高度的增加而增加。中间层中温度则随高度增加而下降。在热层中，由于气体原子对太阳辐射中短波成分有强烈吸收，温度随高度的增加急剧上升。在热层上部由于空气稀薄，温度较高，气体分子会发生电离，形成等离子体，构成电离层。散逸层向外延伸，愈发稀薄，直到磁层，那里是地磁场和太阳风相互作用的地方[184]。距地表100 km的高空是卡門線，实践中认为它是大气层和外层空间的分界[185]。

由于热运动，大气层外缘的部分分子速度可以大到能够摆脱地球引力。这会使大气气体缓慢但持续地散失到太空中（英语：Atmospheric escape）。因为游离的氢分子量小，它更容易达到宇宙速度，散逸到外太空的速率也更快[186]。其中在氢气散失方面，是地球大气以及表面从早期的还原性变为现在的氧化性的原因之一。虽然光合作用也提供了一部分氧气，但是人们认为氢气之类的还原剂消失是大气中能够广泛积累氧气的必要前提[187]，因此也影响了地球上出现的生命形式[188]。雖然大气中的氧气和氢气可转化为水，但其損失大部分皆來自甲烷在高層大氣的破壞[189]。

磁场

主条目：地磁场
 
地球磁層示意圖。太陽風由左向右

地球内部及周围空间中存在着靜磁場。根据静磁场的多极展开，如果把地球近似看作一个磁偶极子，它的磁矩大小为7.91 × 1015 T m3，地磁轴方向與地轴近似重合但有少许偏离，两者的夹角被称为地磁偏角。在垂直平分地磁轴的平面和地球表面相交形成的“地磁赤道”圈上，磁感应强度约为3× 10−5 T，在地磁轴与地球表面相交形成的地磁極（英语：Geomagnetic pole）处，磁感应强度约为地磁赤道处的两倍。根据发电机假说，地磁主要来自于地核中铁、镍构成的导电流体的运动。在地核的外核中，炽热的导电流体在从中心向外对流的过程中受到地转偏向力的作用形成涡流，产生磁场。而涡流产生的磁场又会对流体的流动产生反作用，使流体的运动乃至其产生的磁场近似保持稳定。[190]但由于对流运动本身是不稳定的，地磁轴的方向会缓慢、无规律地发生变化，导致地磁逆轉。地磁逆转的周期不固定，每一百万年可能会发生数次逆转，最近的一次则发生在78万年前，被称为布容尼斯－松山反轉[191][192]。

地磁在太空的影響範圍称为磁層。太陽風的離子與電子被磁層偏轉，因此无法直接襲擊地球。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[193]。太陽風以超音速吹入磁層向阳面，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[194]。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[195][196]。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产生定向漂移，電子向東漂移，正離子向西漂移，因此形成環狀電流[197]:8, 31。范艾伦辐射带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，而外層還含有氦等较重的離子。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[193][198]。當发生磁暴時，帶電粒子會從外磁層沿著磁場線方向偏轉進入電離層，并在這裡與大氣層原子發生碰撞，將它們激發與離子化，这时就产生了极光[199]。

地球的运动

自轉

主条目：地球自轉
 
深太空氣候觀測站（英语：Deep Space Climate Observatory）在2016年5月29日拍攝的地球自轉影像

地球相對於太陽的平均自轉週期称为一个平太陽日，定义為平太陽時86,400 秒（等于SI86,400.0025 秒）[200]。因為潮汐減速的緣故，現在地球的太陽日已經比19世紀略長一些，每天要長0至2 SI ms[201][202]。國際地球自轉服務（IERS），以國際單位制的秒为單位，测量了1623年至2005年[203]和1962年至2005年[204]的时長，确定了平均太陽日的长度。

地球相對於恆星的自轉週期，稱為一个恆星日，依據IERS的測量，1恆星日等于平太陽時（UT1）86,164.098903691 秒，即23h 56m 4.098903691s[2][n 12]。天文学上常以地球相對於平春分點的自轉週期作為一个恆星日，在1982年是平太陽時（UT1）86,164.09053083288 秒，即23h 56m 4.09053083288s[2]。由于春分點会因為歲差等原因而发生移动，这个恆星日比真正的恆星日短約8.4毫秒[205]。

从地球上看，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（低軌道的人造衛星和大氣層內的流星除外）。靠近天球赤道的天體，每兩分鐘的移動距离相當於地球表面所見的月球或太陽的視直徑（两者幾乎相同）[206][207]。

公轉

主条目：地球公轉和地球轨道

地球绕太陽公轉的軌道與太陽的平均距離大約是150 × 106公里（93,000,000英里），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，也就是一个太陽日，才能繞軸自轉完一圈，讓太陽再度通過中天。地球公轉的平均速度大約是29.8 km/s（107,000 km/h），7分鐘內就可行進12,742 km（7,918 mi），等同於地球的直徑的距離；約3.5小時就能行進約384,000 km（239,000 mi）的地月距離[3]。

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。 由于进动和轨道参数变化带来的影响，这两个日期会随时间变化。这种变化具有周期性的特征，即米蘭科維奇循環。地球和太陽距離的變化，造成地球從遠日點運行到近日點時，獲得的太陽能量增加了6.9% [n 13]。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[208]。

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。由於地月系统共同繞太陽公轉，相邻两次朔的间隔，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（即黃道）和地球赤道并不重合——黄道面和赤道面呈现23.439281°（约23°26'）的夹角，该角也是自转轴和公转轴的夹角，被称为轨道倾角、转轴倾角或黄赤交角。而月球繞地球公轉的軌道平面（白道）与黄道夹角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[2][3][209]。

地球的引力影响范围（希爾球）半徑大約是1.5 × 106公里（930,000英里）[210][n 14]。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，否则其軌道會因太陽引力攝動而变得不稳定，并有可能脱离地球束缚[211]。

包括地球在内的整个太陽系，在位於銀河平面上方約20 光年的獵戶臂內，以28,000 光年的距離環繞著銀河系的中心公轉[212]。1990年，旅行者1号從6.4 × 109公里（4 × 109英里）拍攝到了地球的图像（暗淡藍點）。

倾角

主条目：转轴倾角
 
黃道和赤道的關係：赤道是垂直地球自轉軸的平面，與軌道平面（黃道）的夾角是軌道傾角，也就是黃赤交角

轨道倾角的存在使得地球绕太阳公转时，太阳直射点在南回歸線和北回归线之间周期性地变化，其周期为一个回归年，时长为365.24219个平太阳日（即：365天5小时48分45秒）。地球上不同纬度地区昼夜长短和太阳高度角随之变化，进而使得这些地区一日之内接受到的太阳辐射总量发生变化，导致季节变化。当北极点相对于南极点离太阳更近时，太阳直射点位于北半球，此时北半球昼长夜短，太阳高度角较大，为夏半年；南半球昼短夜长，太阳高度角较小，为冬半年；反之亦然[213]。在北回归线以北的北温带，太阳总是从东南方向升起，向西南方向落下；在南温带，太阳则是从东北方向升起，向西北方向落下[214]。

在南、北半球各自的夏半年中，纬度越高，昼越长，夜越短，在極圈内可能出现全天都是白昼的情形，称为极昼。在极点附近，夏半年的6个月都是极昼；冬半年纬度越高，昼越短，夜越长，极圈内可能出现全天都是黑夜的情形，称为极夜[215]。极点附近冬半年均为极夜[216]。

在一个回归年内，太阳直射点在南北回归线之间移动。直射点落在北回归线、南回归线上的事件合称“二至”。直射点会两次越过赤道，称为“二分”。在北半球，冬至出现在每年的12月21日前后，夏至出现在6月21日左右，春分通常出现在3月20日，秋分通常出现在9月22日或9月23日。在南半球，春分、秋分；夏至、冬至的日期正好与北半球相反。[217]

由于地球不是理想的球体，而黄道面、白道面和赤道面都存在交角，太阳和月球对地球施加的力矩有垂直于自转角动量的分量，使得地球在自转的同时会发生進動，其周期为2.58万年，从而导致了恒星年和回归年的差异，即“岁差”。地球的倾斜角几乎不随时间变化而改变，但由于日月相对地球的位置不断变化导致地球受到的外力发生变化，地球在自转、进动时倾斜角仍然会有轻微、无规则的章動，其最大周期分量为18.6年，与月球交點的进动周期一致[218]。地球也不是理想的刚体，受到地质运动、大气运动等作用的影响，地球的质量分布会发生变化，自转极点相对于地球表面同样也会有轻微的漂移，每年极点的位置会变化数米，自1900年以来，极点大约漂移了20米。这种漂移被称为极移。极移是一种準周期运动，主要的周期分量包括一个周期为一年的运动和一个周期为14个月的运动。前者通常被认为与大气运动有关，后者被称为錢德勒擺動[219]。由于地球的自转角速度比月球和地球的公转角速度都大，受到潮汐摩擦的影响，地球的自转角速度随着时间变化缓慢减小，换言之，一天的时间逐渐变长[220]。

适居性

行星若能维持生命延續，就可称为适居的，即使生命并不起源于那里。地球能提供液态水，复杂的有机分子可在其中组装合成并相互作用，还有足够的能量来维持新陈代谢[221]。地球到太阳的距离、公转轨道偏心率、自转速率、轴向倾斜、地质历史、适宜的大气和能起保护作用的磁场造成地球表面现在的气候条件主因[222]。

生物圈

主条目：生物圈

在行星的生态系统中生活的所有生物之总体称为行星生物圈。地球的生物圈从35亿年前开始演化[84]，並分成了多个生物群系，每个生物群系中生活的动植物种类基本相同。陆地上的生物群系主要用纬度、海拔和湿度区分。極圈凍原、高山凍原（英语：Alpine tundra）和极度干旱地区的生物群系中动植物稀少，生物多样性较低；而位于赤道的热带雨林中物种极为丰富，生物多样性较高[223]。

自然资源与土地使用情况

主条目：自然资源
2000年人类土地使用情况估算值[224]
土地利用情况 使用面积/百万公顷
耕地 1,510–1,611
草原 2,500–3,410
天然林 3,143–3,871
种植林 126–215
城市用地 66–351
未开发土地 356–445

地球蕴藏着各种自然资源供人类开采利用。其中很多是如化石燃料一类的不可再生能源，这些资源的再生速度非常缓慢。[225]

化石燃料大多从从地壳中获得，例如煤、石油和天然气。人类主要用这些化石燃料来获得能源和化工生产的原料。矿石形成于地壳的成矿过程，成矿过程由岩浆活动、侵蚀和板块构造导致[226]。

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，并可使眾多有機廢棄物回收再利用。陆上生态系统依靠表土和淡水维持，而海洋生态系统则依靠陆地冲刷而来的溶解养料维持[227]。1980年，全球有50.53亿公顷（5053万平方公里）林地，67.88亿公顷（6788万平方公里）草地和牧场，还有15.01亿公顷（1501万平方公里）用作耕地[228]。1993年，全球有2,481,250平方公里（958,020平方英里）的土地受到灌溉[13]。人类在陆地上用各种建筑材料建造自己的住所[229]。

天然和環境危害

主条目：灾害和污染
 
2009年6月中旬，千島群島的薩雷切夫火山爆發，噴出的氣體和煙塵形成喷发柱，直衝天際。是次火山爆發一度影響北太平洋地區的航班

地球表面的大片区域均受熱帶氣旋、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[230]。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[231]。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[232]。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[231]。

各種天然和環境危害造成死亡的比率（1900年到1999年）[231]
危害 旱災促成的飢荒 水災 地震和海嘯 風暴 火山爆發 山崩 雪崩 山火
造成死亡的比率 86.9% 9.2% 2.2% 1.5% 0.1% 小於0.1%

人类的活动给很多地区都带来了环境问题：水污染、空气污染、酸雨、有毒物质、植被破坏（过度放牧、滥砍滥伐和沙漠化）、野生动物的死亡、物种灭绝、土壤的退化和侵蚀以及水土流失[233]。

根據聯合國的資料，工業活動排放二氧化碳與全球变暖有密切關聯。预测顯示全球变暖將會給地球的環境帶來冰川和冰盖熔化、溫度範圍更極端、重大天氣轉變、海平面上升等變化[234]。

人文地理

主条目：人文地理学

地图学是关于研究和实践地图制作的学科[236]，地理学是研究地球上的大陆、构造、居民和其他现象的学科[237]。自古以来，地图学和地理学一直为描述地球的方方面面而服务。测量是量度事物位置和距离的方法，可进行小规模的导航，确定位置和方向。测量与地图学和地理学一起发展，提供并适当量化一些信息[238]。

截至2011年10月31日，地球的总人口达到70亿左右[239]。預測顯示世界人口將在2050年時達到92億人[240]，其中在发展中国家將可能發生人口快速增長的情形。世界各处人口密度差异巨大，大部分人口居住在亚洲。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[241]。

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（14%）[242]、高山（27%）[243]以及其他不適合人類居住的地形佔陸地總面積的二分之一。位於加拿大努納武特埃尔斯米尔岛的阿勒特（82°28′N）為全球最北端的永久居住地[244]；而位於南極洲的阿蒙森-史考特南極站（90°S）則是全球最南端的永久居住地，此地幾乎完全接近南極點[245]。

地球的陆地表面，除了南極洲部分地區、沿著多瑙河西岸的一些土地（英语：Croatia–Serbia border dispute）以及位於埃及與蘇丹之間的无主地比尔泰维勒之外，均为主權獨立國家所拥有。截至2015年 (2015-Missing required parameter 1=month!)，全球共有193個主權國家是聯合國會員國，此外还有2個觀察員國，以及72個属地與有限承认国家[13]。雖然有一些民族國家有統治世界的企图，但從未有一個主權政府統治過整個地球[246]。

联合国是一个以“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国际组织[247]，也是一个为国际法和国际外交设立的重要平台。如果取得了成员国的共识，联合国可武装干预一些国际事务。[248]

1961年4月12日，尤里·阿列克谢耶维奇·加加林成为了第一个抵达地球轨道的人类[249]。截至2010年7月30日，共有487人曾去过太空並進入軌道繞行地球，其中有12人还參與了阿波罗计划並在月球行走[250][251][252]。正常情況下，国际空间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[253]。阿波罗13号於1970年執行任務期間離地球400,171公里，为人類目前到達过的最遠距離[254]。

衛星

月球
 
直徑 3,474.8 km
質量 7.349×1022 kg
半長軸 384,400 km
軌道週期 27 d 7 h 43.7 m
主条目：月球
参见：地球的其他衛星

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，也常被称作“月亮”，月球的直徑約為地球的四分之一，结构與類地行星相似。月球是太阳系中卫星－行星体积比最大的卫星。雖然冥王星和其卫星冥衛一之間的比值更大，但冥王星属于矮行星[255][256]。

月球和地球间的引力作用是引起地球潮汐现象的主要原因，而月球被地球潮汐鎖定，因此月球的自轉週期等于繞地球的公轉週期，使月球始終以同一面朝向地球[257]。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[258]。

 
地月系統的詳圖，顯示每個天體的半徑和地球與月球的質心。月球的軸受到卡西尼第三定律的規範

由於地月間的潮汐相互作用，月球会以每年大約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[259]。例如，在泥盆紀的時期（大約4.19亿年前），一年有400天，而一天只有21.8小時[260]。

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[261]。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[262]。

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阳大小几乎相同。这一原因正好使得兩天體的角直徑（或是立體角）吻合[207]，因此地球能观测到日全食和日環食[263]。

关于月球的起源，大碰撞說是目前最受青睐的科学假说，但这一假设仍有一些无法解释的問題。该假说认为，45亿年前，一颗火星大小的天体忒伊亚与早期的地球撞击，残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现象的原因[264]。

小行星及人造衛星

 
國際太空站是在近地軌道上環繞地球的一架人造衛星，也是迄今人類打造過最大的人造衛星，完全展開時長達109公尺
主条目：人造地球卫星和第一宇宙速度

人造地球卫星是由人類建造，環繞地球運行的太空飛行器。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，地球軌道上现存最老的美国卫星先鋒1號，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[5]。

除了月球和人造卫星之外，地球目前还有至少5顆共軌小行星（準衛星），其中四颗是在地球軌道上環繞著太陽运行的小行星——克魯特尼、2002 AA29[265][266]、2016 HO3[267]和在地球前導拉格朗日點L4的特洛伊小行星2010 TK7[268][269]。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[270]。

文化及歷史觀點

 
 
1968年阿波羅8號太空人在繞月軌道上拍攝的《地出》

地球的标准天文符号为被圆形包圍的十字“🜨”，代表世界的四角（英语：Four corners of the world）[271]。

地球在人類文化中的形象不一。部分文化赋予地球人格，将之拜为神明。许多文化中地球是主管生育的地母神[272]。蓋亞假說于20世紀中期诞生，该观点将地球比作能自我调节的生命体，使地球能保障自身总体稳定、适宜居住[273][274][275]。而多個宗教的創世神話則有记载，地球为超自然的神所創[272]。

随着科学技术的发展，人类眼中的地球也在不断变化。起初，东西方的古人相信地平說[276]。但到了公元前6世紀，毕达哥拉斯提出的地圓說取代了这一观点[277]。古人曾将地球视为宇宙中心，但后来的学者認定，地球和太陽系的其它几个星体一样，都是環繞恆星转动的行星[278]。经过基督教學者和神职人员宣传，如詹姆斯·烏雪用圣经谱系分析地球年龄，西方人进入19世紀时已基本相信地球超过几千岁。到了19世紀，地质学家發現地球的年齡应該超过幾百萬歲[279]。威廉·汤姆森在1864年用熱力學方法推斷，地球年齡应在2,000萬歲至4億歲之间，这一结论引發了激烈辩论。在19世紀後期至20世紀初期，科学家用放射性定年法测算出，地球诞生时间為幾十億年[280][281]。但在20世纪时，阿波罗计划开始执行，人类第一次在轨道上观察到了地球，并拍摄了地球的照片，人类的看法因而再度改变[282]。

參見

註釋

  1. ^ 所有的天文量都會發生變化，包括長期的和週期性的。給出的量是長期變化在J2000.0的瞬間值，忽略掉週期性的變化。
  2. ^ 2.0 2.1 遠日距 =  ；近日距 =  ，其中 是半長軸、 為偏心率。地球的近日距與遠日距相差約500萬公里。
  3. ^ 美國戰略司令部追蹤大約15,000個人造天體，其中大部分都是碎屑。參見：. 2014年1月 [2015-07-17]. （原始内容存档于2015-07-21）. 
  4. ^ 地球的圓周約長40,000公里，因為1米的最初定义是经过法国巴黎的经线上赤道与北极点距离的一千万分之一。
  5. ^ 因為自然的變動，模糊了周圍的冰架和繪製地圖的高程基準，使得精確的陸地和海洋覆蓋值變得沒有意義。基於來自向量地圖（英语：Vector map）和全球土地覆蓋物 （页面存档备份，存于互联网档案馆）的數據，極端的湖泊和溪流覆蓋著地球表面的0.6%和1.0%。支撐南極和格陵蘭冰架的陸地有許多位於海平面之下，但也算成是陸地。
  6. ^ 「eorþe」、「erþe」、「erde」和「erthe」等单词[51]
  7. ^ 約在5公里至200公里之間的深度
  8. ^ 約在5公里至70公里之間的深度
  9. ^ 包括正從非洲板塊中分離，形成中的索馬利亞板塊。參見：Chorowicz, Jean. The East African rift system. Journal of African Earth Sciences. October 2005, 43 (1–3): 379–410. Bibcode:2005JAfES..43..379C. doi:10.1016/j.jafrearsci.2005.07.019. 
  10. ^ 地幔上部會隨著板塊運動而流動、固態但黏滯性較低的部分[131]。
  11. ^ 這是採取日本測量船海溝號（英语：Kaikō）（遙控潛水器）在1995年3月24日的數值，被認為是迄今最精確的測量。請參閱挑戰者深淵條目，有更詳細的資訊。
  12. ^ 這些圖例的來源使用「UT1的秒」而非「平均太陽時間的秒」。—Aoki, S.; Kinoshita, H.; Guinot, B.; Kaplan, G. H.; McCarthy, D. D.; Seidelmann, P. K. The new definition of universal time. Astronomy and Astrophysics. 1982, 105 (2): 359–61. Bibcode:1982A&A...105..359A. 
  13. ^ 遠日距的距離是是近日距的103.4%。由於平方反比定律，在近日點接收到的能量是遠日點的106.9%。
  14. ^ 行星的希爾球半径是 ，其中 是行星质量， 是以天文單位量度的行星至太陽距離， 是太阳质量。经过计算得到地球的希爾球半徑是 （天文单位）。

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二月 04, 2023
地球, 此条目的主題是太陽系的行星之一, 关于与, 標題相近或相同的条目, 請見, 消歧義, earth, 重定向至此, 关于google開發的軟體, 请见, 谷歌, 关于泰國男藝人, 请见, 皮拉帕, 瓦塔納汕西瑞, 提示, 此条目的主题不是世界或全球, 是太阳系中由內及外的第三顆行星, 距离太阳149, 7公里, 1天文單位, 是宇宙中人類已知唯一存在生命的天体, 也是人類居住的星球, 共有80億人口, 其質量约为5, 1024公斤, 半径约6, 371公里, 平均密度5, 是太阳系行星中最高的, 同时进行自转. 此条目的主題是太陽系的行星之一 关于与 地球 標題相近或相同的条目 請見 地球 消歧義 Earth 重定向至此 关于Google開發的軟體 请见 谷歌地球 关于泰國男藝人 请见 皮拉帕 瓦塔納汕西瑞 提示 此条目的主题不是世界或全球 地球是太阳系中由內及外的第三顆行星 距离太阳149 597 870 7公里 1天文單位 是宇宙中人類已知唯一存在生命的天体 3 也是人類居住的星球 共有80億人口 22 其質量约为5 97 1024公斤 半径约6 371公里 平均密度5 5 g cm3 是太阳系行星中最高的 地球同时进行自转和公转运动 分别产生了昼夜及四季的变化更替 一太陽日自转一周 一太陽年公转一周 自转轨道面称为赤道面 公转轨道面称为黄道面 两者之间的夹角称为黄赤交角 地球仅有一顆自然卫星 即月球 地球美国阿波罗17号宇航员在前往月球途中拍摄的 蓝色弹珠 地球照片 摄于1972年12月7日 軌道參數曆元 J2000 n 1 遠日點152 100 000 km 94 500 000 mi 7011152100643076810 1 01673 AU n 2 近日點147 095 000 km 91 401 000 mi 7011147094903845957 0 9832687 AU n 2 半長軸149 598 023 km 92 955 902 mi 7011149598022990632 1 000001 018 AU 1 離心率6998167086000000000 0 0167086 1 軌道週期7002365256363004000 365 256363 004 日 2 7000100001742095999 1 000017 420 96 儒略年 平均軌道速度29 78 km s 18 50 mi s 3 107 200 km h 66 600 mph 平近點角7002358617000000000 358 617 軌道傾角7000715500000000000 7 155 至太阳赤道 1 57869 4 至不变平面 英语 invariable plane 0 00005 至J2000黄道升交點黃經2998887393600000000 11 26064 3 至J2000黄道近日點參數7002114207830000000 114 20783 3 衛星月球 以及多于1381个人造衛星 5 n 3 物理特徵平均半徑6 371 0 km 3 958 8 mi 6 赤道半徑6 378 1 km 3 963 2 mi 7 8 極半徑6 356 8 km 3 949 9 mi 9 扁率6997335280000000000 0 0033528 10 1 298 257222101 ETRS89 英语 ETRS89 周長40 075 017 km 24 901 461 mi 赤道 8 40 007 86 km 24 859 73 mi 子午线 11 n 4 表面積510 072 000 km2 196 940 000 sq mi 12 13 n 5 體積7021108320999999999 1 08321 1012 km3 英语 Volume of the Earth 7011259876000000000 2 59876 1011 cu mi 3 質量7024597237000000000 5 97237 1024 kg 7024597236001731600 1 31668 1025 磅 14 6994300000000000000 3 0 10 6 太阳质量 平均密度5 514 g cm3 0 1992 lb cu in 3 表面重力9 807 m s2 32 18 ft s2 15 7000100000000000000 1 g 逃逸速度11 186 km s 6 951 mi s 3 恆星週期7004861641003520000 0 997269 68 d 16 23h 56m 4 100s 赤道自轉速度1 674 4 km h 1 040 4 mph 17 轉軸傾角23 4392811 2 反照率0 367 幾何反照率 3 0 306 球面反照率 3 表面溫度 最低 平均 最高开氏 184 K 18 288 K 19 330 K 20 摄氏 89 2 C 15 C 56 7 C华氏 128 5 F 59 F 134 F大氣特徵表面氣壓7005101325000000000 101 325 kPa MSL 成分78 08 氮气 3 干燥空气 20 95 氧气0 930 氩气0 039 二氧化碳 21 1 水蒸气 依氣候而变 地球表面有71 的面积被水覆盖 称为海洋或湖或河流 23 24 其余是陆地板块組成的大洲和岛屿 表面分布河流和湖泊等水源 南极的冰盖及北极存有冰 主體包括岩石圈 地幔 熔融态金属的外地核以及固态金属的內地核 擁有由外地核產生的地磁场 25 外部被氣體包圍 称为大氣層 主要成分為氮 氧 二氧化碳 氬 地球诞生于约45 4亿年前 26 27 28 29 42億年前開始形成海洋 30 31 并在35亿年前的海洋中出现生命 32 33 34 35 36 之后逐步涉足地表和大气 并分化为好氧生物和厌氧生物 早期生命迹象产生的具體证据包括格陵兰岛西南部变质沉积岩 英语 Metasediment 中拥有约37亿年的历史的生源 英语 Biogenic substance 石墨 以及澳大利亚大陆西部岩石中约41亿年前的早期生物遗骸 英语 Biotic material 37 38 此后除去数次生物集群灭绝事件 生物种类不断增多 39 根据科学界测定 地球曾存在过的50亿种物种中 40 已经绝灭的占约99 41 42 据统计 现今存活的物种大约有1 200至1 400万个 43 44 其中有记录证实存活的物种120万个 而余下的86 尚未被正式发现 45 2016年5月 有科学家认为现今地球上大概共出现过1万亿种物种 其中人类正式发现的仅占十万分之一 46 2016年7月 研究团队在研究现存生物的基因后推断所有现存生物的共祖中共存在有355种基因 47 48 地球上有约80 3亿人口 49 分成了约200个国家和地区 藉由外交 旅游 贸易 传媒或战争相互联系 50 目录 1 命名和辭源 2 历史 2 1 地球形成 2 2 生命演化 2 3 对于未来的预测 3 物理特性 3 1 形态 3 2 化學組成 3 3 內部構造 3 4 地球內熱 3 5 板块构造 3 6 地貌 3 7 水圈 3 8 大氣圈 3 8 1 天氣和氣候 3 8 2 高層大氣 3 9 磁场 4 地球的运动 4 1 自轉 4 2 公轉 4 3 倾角 5 适居性 5 1 生物圈 5 2 自然资源与土地使用情况 5 3 天然和環境危害 6 人文地理 7 衛星 7 1 小行星及人造衛星 8 文化及歷史觀點 9 參見 10 註釋 11 參考資料 12 外部連結命名和辭源 编辑地球的英文名 Earth 源自中古英语 n 6 其历史可追溯到古英語 时常作 eorde 51 在日耳曼语族诸语中都有同源词 其原始日耳曼語词根构拟为 erthō 拉丁文称之为 Terra 此为罗马神话中大地女神之名 52 希腊文中則称之为 Gaῖa Gaia 這個名稱是希腊神话中大地女神盖亚的名字 53 中文 地球 一词最早出现于明朝的西学东渐时期 最早引入该词的是意大利传教士利玛窦 Matteo Ricci 1552 1610 他于 坤舆万国全图 中使用了该词 54 55 清朝后期 西方近代科学引入中国 地圆说逐渐为中国人所接受 地球 一词 亦作 地毬 被广泛使用 56 57 58 申报在创刊首月即登载 地球说 一文 59 历史 编辑主条目 地球历史 地球形成 编辑 主条目 太阳系的形成和演化和地质年代 早期太阳系的原行星盘艺术想象图 根据放射性定年法的测量结果 太阳系大约在45 6 0 08亿年前形成 60 而原生地球大约形成于45 4 0 04亿年前 29 从理论上讲 太阳的形成始于46亿年前一片巨大氢分子云的引力坍缩 坍缩的质量大多集中在中心 形成了太阳 其余部分一边旋转一边摊平 形成了一个原行星盘 继而形成了行星 卫星 流星體和其他太陽系小天體 星雲假說主张 地球这样的微行星起源于吸积坍缩后剩下的由气体 冰粒 尘埃形成的直径为一至十公里的块状物 根据该理论 组成原生地球的物质的直径大约为10 7001200000000000000 20 英絲 这些物质经过1000至2000萬年的生长 最终形成原生地球 61 初生的地球表面是由岩浆组成的 海洋 62 而並非現在認知的水 月球大约形成于45 3亿年前 63 关于月球起源的研究目前还没有定论 目前最受欢迎的一个假说是大碰撞说 64 65 该假说认为 有一颗叫做忒伊亚的天体与地球发生了碰撞 这颗天体的尺寸和火星差不多 其质量为地球的10 碰撞引发了巨大的爆炸 爆裂出的物质飞到了太空中 经吸积作用形成了月球 而忒伊亚的一部分质量也熔入了地球 在大约41亿至38亿年前这段时间 地月系统进入了后期重轰炸期 无数小行星撞击了月球的表面 使月球表面发生了巨大的改变 可以推测出 当时的地球也遭遇了很多的撞击 66 太古宙起地球表面开始冷却凝固 形成坚硬的岩石 67 火山爆发所释放的气体形成了次生大气 最初的大气可能由水汽 二氧化碳 氮组成 水汽的蒸发加速了地表的冷却 待到充分冷却后 暴雨连续下了成千上万年 雨水灌满了盆地 形成了海洋 暴雨在减少空气中水汽含量的同时 也洗去了大气中的很多二氧化碳 68 此外 小行星 原行星和彗星上的水和冰也对是地球上水的来源之一 69 暗淡太阳悖论 英语 faint young Sun paradox 指出 虽然早期太阳光照强度大约只有现在的7 10 但大气中的温室气体足以使海洋里的液态水免于结冰 70 約35亿年前 地球磁场出现 有助于阻止大气被太阳风剥离 71 其外层冷却凝固 並在大气层水汽的作用下形成地壳 陆地的形成有两种模型解释 72 一种认为陆地持续增长至今 73 另一种更可能的模型认为地球历史早期 74 陆地即迅速生成 75 然后保持到现在 76 77 78 内部的热量不断散失 驱动板块构造运动形成大陆 经过数亿年 超大陸经历三次分分合合 大约7 5亿年前 最早的超大陸之一 羅迪尼亞大陸开始分裂 又在6至4 5亿年前合并成潘諾西亞大陸 然后合并成盤古大陸 最后於約1 8亿年前分裂 79 目前地球处于258万年前开始的更新世大冰期中 高纬度地区经历了数轮冰封与解冻 每40到10 000年循环一次 最後一次大陸冰封在約10 000年前 80 81 生命演化 编辑 生命演化历程查论编 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 水单细胞生物光合作用真核生物多細胞生物节肢动物 软体动物恐龙鸟哺乳动物维管植物被子植物灵长目 地球 4540 最早的水 最早的生命 最早的氧气 大气氧 大氧化事件 最早的植物 有性生殖 埃迪卡拉生物群 寒武纪大爆发 四足類 最早的猿显 生 宙元 古 宙太 古 宙冥 古 宙中太古代休伦冰期成冰纪安第斯冰期卡鲁冰期第四纪冰期冰河时期可点击 百万年前 另见 人类演化历程和自然演化历程 主条目 生命演化历程和生命起源 基于rRNA分析而重建出的地球生命演化树 地球提供了目前已知唯一能够维持生命进化的环境 82 人们认为约40亿年前的高能化学反应产生了能够自我复制的分子 又过了5亿年則出现了所有生命的共同祖先 而后分化出細菌與古菌 83 早期生命形态发展出光合作用的能力 可直接利用太阳能 并向大气中释放氧气 68 大气中积累的氧气受到太阳发出的紫外线作用 在上层大气形成臭氧 O3 進而出現了臭氧层 84 早期的生命以原核生物的形态存在 根据共生體學說 在生命演化过程中 部分小细胞被吞进大细胞 並内共生於大细胞之中 成为大细胞的细胞器 从而形成结构相对复杂的真核细胞 85 此后 细胞群落内部各部分的细胞逐渐分化出不同的功能 形成了真正的多细胞生物 由于臭氧层吸收了太阳发出的有害紫外线 陆地变得适合生命生存 生命开始在陆地上繁衍 86 目前已知生命留下的最早化石证据有西澳大利亚州砂岩裡34 8亿年前的微生物垫 英语 microbial mat 化石 32 33 34 35 36 西格林兰 英语 Western Greenland 变质碎屑岩 英语 Metasediment 裡37亿年前的生源石墨 87 以及西澳大利亚州岩石裡41亿年前的生物质 英语 biotic material 残骸 37 38 約瑟夫 可西文克博士1992年首先提出猜测7 5亿年到5 8亿年前的新元古代初粒石大冰期時 强烈的冰川活动使地球表面大部分处于冰封之下 是为 雪球地球 假说 5 42億年前发生了埃迪卡拉紀末期滅絕事件 紧接着就出现了寒武纪生命大爆发 地球上的多细胞生物种类猛增 如熱氣與 奇蝦等 88 寒武纪大爆发之后 地球又经历了5次生物集群灭绝事件 89 其中 發生在2 51億年前的二疊紀 三疊紀滅絕事件是已知地質歷史上最大規模的物種滅絕事件 而距今最近的大灭绝事件是发生于6600万年前的白垩纪 古近纪灭绝事件 小行星的撞击 英语 Chicxulub impactor 使非鸟恐龙和其他大型爬行动物灭绝 但一些小型动物逃过一劫 例如那时还像鼩鼱一样的哺乳动物 在过去的6600万年中 哺乳动物持续分化 数百万年前非洲的类猿动物 如圖根原人 学会了直立 90 由此它们得以更好地使用工具 互相交流 从而获得更多营养与刺激 大脑也越来越发达 最后演化成人类 人类借助农业和文明的发展享受到了地球上任何其他物种都未曾達到的生活品質 也反过来影响了地球和自然环境 91 对于未来的预测 编辑 主条目 地球的未來和世界末日 50億年後 太陽進入紅巨星階段后 地球被燒成焦土的假想圖 在15至45億年後 地球的轉軸傾角可能出現最多90度的變化 据推测 从现在起算 地球表面的複雜生命發展還算年輕 活動能够繼續達到極盛 维持約5到10億年 不过如果大气中氮氣完全消失 这个時間將會延長到23億年 92 93 94 地球在遥远未来的命運與太陽的演化緊密相連 随着太陽核心的氫持续核聚变生成氦 太陽光度将持续會缓慢增加 在11億年後增加10 35億年後則增加40 之多 95 太阳释放热量的速度也将持续增长 根据气候模型 地球表面最终将会受到太阳辐射上升會产生嚴重後果 最初只是熱帶地區改到極冠 長久下去 海洋将會汽化并消失 96 地球表面溫度上升會加快無機碳循環 降低大气二氧化碳含量 大约5至9億年后 大气中二氧化碳含量逐漸会低到10ppm 若沒有進化出新的方法 连C4类植物都无法生存 92 植被的缺失會使地球大气含氧量下降 地球上的动植物就會在数百万年内灭绝 97 此後預計再过十幾億年 地表水就會消失殆尽 地球平均溫度也将上升到70 C 158 F 97 即使太陽永遠保持穩定 因為大洋中脊冒出的蒸氣減少 約10億年後 27 的海水會進入地幔 98 海水的減少使得溫度變化劇烈而不利複雜生命 50億年後 太陽演化成為紅巨星 地球表面此時已經不能形成複雜的分子了 模型預測太陽將膨脹至約目前半徑的250倍 也就是大約1 AU 150 000 000 km 95 99 地球的命運目前仍尚不明确 成為紅巨星時 太陽會失去30 的質量 因此若不考慮潮汐的影響 當太陽體積最大時 地球會移動到約距太陽1 7 AU 250 000 000 km 遠處 擺脫了落入膨脹太陽的外層大氣內的命運 然而即使真是如此 太陽亮度峰值將是目前的5 000倍 地球上剩餘的生物也難逃被陽光摧毀的命運 95 2008年進行的一個模擬顯示 地球的軌道會因為潮汐效應的拖曳而衰減 使其落入已成為紅巨星的太陽大氣層而蒸發掉 99 物理特性 编辑形态 编辑 地球的形狀 图示为地球表面地势和地球几何中心的距离 南美洲的安第斯山脉的隆起清晰可见 数据来自2014年全球地势模型 100 地球大致呈椭球形 地球自转的效應使得沿贯穿两极的地轴方向稍扁 赤道附近略有隆起 101 從地心出發 地球赤道半径比极半径高了43公里 27英里 102 因此 地球表面离地球質心最远之处並非海拔最高的珠穆朗瑪峰 而是位於赤道上的厄瓜多尔钦博拉索山的山峰 103 104 105 106 地球的参考椭球体平均直径约为12 742公里 7 918英里 约等于 40 000 km p 这个整数并非巧合 而是因为长度单位米的最初定义是经过法国巴黎的经线上赤道与北极点距离的一千万分之一 107 由于局部地势有所起伏 地球与理想椭球体略有偏离 不过从行星尺度看 这些起伏和地球半径相比很小 最大偏离也只有0 17 位于海平面以下10 911米 35 797英尺 的马里亚纳海沟與海拔8 844米 29 016英尺 的珠穆朗瑪峰只产生0 14 的偏离 若把地球缩到台球大小 地球上像大型山脉和海沟那样的地方摸上去就像微小瑕疵一样 而其他大部分地区 包括北美大平原和深海平原摸上去則更加光滑 108 化學組成 编辑 参见 地球上元素的丰度 地球的总质量约为7024597000000000000 5 97 1024 Kg 即是5 970堯克 Yg 構成地球的主要化學元素有铁 32 1 氧 30 1 硅 15 1 镁 13 9 硫 2 9 镍 1 8 钙 1 5 铝 1 4 剩下的1 2 是其他微量元素 例如鎢 金 汞 氟 硼 氙等 由於質量層化 質量較高者向中心集中 的緣故 據估算 構成地核的主要化學元素是铁 88 8 其他構成地核的元素包括镍 5 8 和硫 4 5 以及质量合共少於1 的微量元素 構成地幔的主要礦物質則包括輝石 化學式為 Mg Fe Ca Na Mg Fe Al Si Al 2O6 橄欖石 化學式為 Mg Fe 2SiO4 等 109 至於地殼的化學構成 氧是地殼內豐度最高的元素 佔了46 110 地殼中的含氧化合物包括水 二氧化硅 硫酸鈣 碳酸鈣 氧化鋁等 而地殼內含量最高的10種化合物 絕大部分構成地殼常見岩石的化合物均是含氧化合物 111 112 有些岩石則是氟化物 硫化物和氯化物 但氟 硫和氯在任何地方岩层中的總含量通常遠少於1 占地壳浅表90 以上体积的火成岩主要由二氧化硅及硅酸盐构成 地球化學家法蘭克 維格氏維爾 克拉克 英语 Frank Wigglesworth 基於1 672個對各種岩石的分析進行計算 推論出99 22 的岩石是以下表列出的氧化物構成 亦有其他含量較少的成分 112 地殼的化學構成 113 化合物 二氧化矽 氧化鋁 氧化鈣 氧化鎂 氧化亞鐵 氧化鈉 氧化鉀 氧化鐵 水 二氧化碳 二氧化鈦 五氧化二磷 總計含量 陸地 60 2 15 2 5 5 3 1 3 8 3 0 2 8 2 5 1 4 1 2 0 7 0 2 99 6 海洋 48 6 16 5 12 3 6 8 6 2 2 6 0 4 2 3 1 1 1 4 1 4 0 3 99 9 內部構造 编辑 主条目 地球構造 地球内部如同其他類地行星一样 可根据化学性質或物理 流变学 性質分为若干层 然而 地球的內 外核具有明显的区别 這是其他類地行星所沒有的特徵 地球外层是由矽酸鹽礦物組成的地殼 下面又有一層黏稠固體組成的地幔 地幔和地殼之間的分界是莫氏不連續面 地殼的厚度隨位置的不同而不同 從海底的6公里到陸地的30至50公里不等 地殼以及地幔較冷 較堅硬的上層合稱為岩石圈 板塊也是在這個區域形成的 岩石圈以下是黏度較低的软流圈 岩石圈就在软流圈上方滑动 地幔晶體結構的重大變化出現在地表以下410至660公里之間的位置 是分隔上地幔及下地幔的過渡區 英语 Transition zone Earth 在地幔以下 是分隔地幔和地核的核幔邊界 古氏不連續面 再往下是黏度非常低的液體外地核 最裡面是固體的內地核 114 內地核旋轉的角速度可能較地球其他部份要快一些 每年約領先0 1 0 5 115 內地核半徑1 220公里 116 約為地球半徑的1 5 117 地球的内部构造 118 从地核到地表的地球结构示意图 大氣分層未按照比例绘制 深度 119 公里 組件層 密度 公克 立方公分 0 60 岩石圈 n 7 0 35 地壳 n 8 2 2 2 935 60 地幔顶层 3 4 4 435 2 890 地幔 3 4 5 6100 700 软流层 2 890 5 100 外核 9 9 12 25 100 6 378 内核 12 8 13 1地球內熱 编辑 主条目 內熱 現今主要產生地熱的同位素 120 同位素 產生熱能 瓦 每公斤同位素 半衰期 年 在地幔中的比例 每公斤同位素 每公斤地幔 產生熱能 瓦 每公斤地幔 238U 94 6 10 6 4 47 109 30 8 10 9 2 91 10 12235U 569 10 6 0 704 109 0 22 10 9 0 125 10 12232Th 26 4 10 6 14 0 109 124 10 9 3 27 10 1240K 29 2 10 6 1 25 109 36 9 10 9 1 08 10 12地球內部產生的熱量中 吸积殘餘熱約佔20 放射性衰變熱則佔80 121 地球內的產熱同位素主要有钾 40 鈾 238 鈾 235及钍 232 122 地心的溫度最高可达6 000 C 10 830 F 123 壓強可达7002360000000000000 360 GPa 124 因為許多地熱是由放射性衰變而來 科學家推測在地球歷史早期 在半衰期短的同位素尚未用盡之前 地球的內熱可能產生得比現在更多 在30億年前可能是現在的二倍 121 因此當時延著地球半徑的溫度梯度會更大 地幔對流及板塊構造的速率也更快 可能生成一些像科马提岩之類 以現在地質條件難以生成的岩石 125 地球表面平均散热功率密度为87 mW m 2 整个地球內部散热总功率为4 42 1013 W 126 地核的部分热量通过高温熔岩向上涌升传到地壳 这种熱对流叫做地函熱柱 因此地函會出現熱點及溢流玄武岩 英语 flood basalt 127 地球的熱能还會在板块构造中通过地函逐步上昇到中洋脊而流失 另一种熱能流失的主要方式是藉由岩石圈的熱傳導 主要發生在海底 因為海底的地殼比陸地的要薄 128 板块构造 编辑 地球的板块构造 129 板块名称 板块面积106 km2 太平洋板塊 103 3 非洲板块 n 9 78 0 北美洲板塊 75 9 歐亞大陸板塊 67 8 南極洲板塊 60 9 印度 澳洲板塊 47 2 南美洲板块 43 6主条目 板块构造论 位于地球外层的刚性岩石圈分成若干板塊 這些板塊是剛性的 板塊之间的相對運動发生在以下三種邊緣 其一是聚合板塊邊緣 在此二個板塊互相靠近 其二是分離板塊邊緣 在此二個板塊互相分離 其三是轉形板塊邊緣 在此二個板塊互相橫向錯動 在這些板塊邊緣上 會出現地震 火山活動 造山運動以及形成海沟 130 這些板塊漂浮在軟流圈 n 10 之上 131 隨著板塊飄移 海洋板塊俯冲到聚合板塊邊緣的前緣下方 同時 地幔物質於分離板塊邊緣上升至地壳 產生了中洋脊 這些過程使得海洋地殼一边从地幔中不断产生 一边不斷地回收到地幔中 因此海洋地殼的年齡大多低於1億歲 現今最古老的海洋地殼位於西太平洋地區 其年齡估計約為2億歲 132 133 相較之下 最古老的大陆地壳年齡約為40 3億歲 134 目前地球的主要板块为太平洋板塊 北美洲板塊 歐亞大陸板塊 非洲板块 南極洲板塊 印度 澳洲板塊以及南美洲板块 另外還有阿拉伯板块 加勒比板块 位於南美洲西海岸外的纳斯卡板块以及位於南大西洋的斯科舍板块等板塊比較有名 印度 澳洲板塊是澳洲板塊與印度板塊在5 000萬至5 500萬年前融合形成的 在这些板块中 大洋板塊位移速率快 大陆板块移动速率慢 属于大洋板块的科科斯板块位移速率為每年75毫米 135 太平洋板塊則以每年52至69毫米的速率位移 而属于大陆板块的歐亞大陸板塊 平均以約每年21毫米的速率行進 136 地貌 编辑 主条目 岩石圈和地形 現今地球表面的地形 數據來自美国国家地球物理数据中心 英语 National Geophysical Data Center 地球表面积总计约5 1亿平方公里 12 约70 8 12 的表面积由水覆盖 大部分地壳表面 3 6113亿平方公里 在海平面以下 12 137 海底的地壳表面具有多山的特征 包括一个全球性的中洋脊系统 以及海底火山 102 海沟 海底峡谷 海底高原和深海平原 其余的29 2 1亿4894万平方公里 或5751万平方英里 为不被水覆盖的地方 包括山地 盆地 平原 高原等地形 138 139 地球的地表受到构造和侵蚀作用 经历了長時間的重塑 板块构造运动会改变地貌 大风 降水 热循环和化学作用对地表的侵蚀也会改变地貌 冰川作用 海岸侵蚀 珊瑚礁的形成 以及大型陨石的撞击都會對地貌的重塑產生影響 140 地球表面的岩石按照成因大致可分为三类 火成岩 沉积岩和变质岩 火成岩是由上升至地表的岩浆或熔岩冷却凝固而形成的一种岩石 又称岩浆岩 是构成地壳主要岩石 火成岩按照成因又可分大致分为两类 一是岩浆侵入地表形成的侵入岩 按照形成位置的不同可分为深成岩和浅成岩 常见的花岗岩就是一种侵入岩 二是岩浆喷出地表形成的喷出岩 又名火山岩 例如安山岩 玄武岩 141 大陆地壳主要由密度较低的花岗岩 安山岩构成 海洋地壳主要由致密的玄武岩构成 142 沉积岩是由堆积 埋藏並紧密结合在一起的沉积物形成的 近75 的大陆表面被沉积岩覆盖 虽然他们只形成了约5 的地壳 143 变质岩是从原有的岩石通过高压高温的環境变质而形成的一种岩石 如大理石 144 地球表面最丰富的硅酸盐矿物有石英 长石 角闪石 云母 辉石和橄榄石等 145 常见的碳酸盐矿物有方解石 发现于石灰石和白云石 等 144 土壤圈是地球陆地表面的最外层 由土壤所組成 並为土壤形成过程所影響 耕地占地表总面积的10 9 其中1 3 是永久耕地 146 147 接近40 的地表用于农田和牧场 包括1 3 107平方公里的农田和3 4 107平方公里的牧场 148 地表最低處位于西亚的死海 海拔约为 420米 海拔最高点位于中国和尼泊尔边境的喜马拉雅山脉的珠穆朗瑪峰 海拔超过8848米 海平面以上的平均海拔为840米 149 傳統上 地球表面被分為七大洲 四大洋和不同的海域 150 151 也會以極點為中心將地球分為南半球和北半球兩個半球 152 153 以經度分為東半球和西半球 154 154 或大致按照海陆分布分为水半球和陆半球 水圈 编辑 主条目 水圈 地表海拔柱狀圖 在太阳系中 表面为大面积的水域所覆盖是地球有别于其他行星的显著特征之一 地球的别称 蓝色星球 便是由此而来的 地球上的水圈主要由海洋組成 而陸海 湖泊 河川以及可低至2 000公尺深的地下水也占了一定的比例 位於太平洋馬里亞納海溝的挑战者深渊深達10 911 4米 是海洋最深處 n 11 155 地球上海洋的总質量约为1 35 1018吨 相當於地球總質量的1 4400 海洋覆蓋面積為7008361800000000000 3 618 108 平方公里 平均深度為7003368200000000000 3682 米 总體積约为7009133200000000000 1 332 109 立方公里 156 如果地球上的所有地表海拔高度相同 而且是個平滑的球面 則地球上的海洋平均深度會是2 7 2 8公里 157 158 地球上的水約有97 5 為海水 2 5 為淡水 而68 7 的淡水以冰帽和冰川等形式存在 159 地球上海洋的平均鹽度約为3 5 即每公斤的海水約有35公克的鹽 160 大部分鹽在火山的作用和冷卻的火成岩中产生 161 海洋也是溶解大氣氣體的的貯存器 這對於許多水生生命體的生存是不可或缺的 162 海洋是一個大型儲熱庫 其海水對全球氣候造成了显著的影響 163 海洋溫度分布的變化可能会对天氣變化造成很大的影响 例如厄尔尼诺 南方振荡现象 164 受到地球行星风系等因素的影响 地球上的海洋有相对稳定的洋流 洋流主要分为 暖流 和 寒流 暖流主要对流经的附近地区的气候起到 增温增湿 的效果 寒流的反之 165 166 大氣圈 编辑 主条目 地球大气层 2016年10月3日 國際太空站上的太空人於通過琉球群島上空時拍攝的暹芭颱風 此時颱風恰達最大強度 風眼清晰可辨 地球表面的平均气压為101 325千帕 大氣標高約8 5公里 3 地球的大氣層為由78 的氮氣 21 的氧氣 混合微量的水蒸气 二氧化碳以及其他的氣態分子所構成 对流层的高度隨著緯度的變化而異 位於赤道附近的對流層高度則高達17公里 而位於兩極附近的對流層高度僅8公里 对流层的高度也會隨著天氣及季節因素而變化 167 地球的生物圈对地球大气层影響显著 在27亿年前光合作用开始产生氧气 最终形成现在主要由氮 氧组成的大气 84 这一变化使好氧生物能够繁殖 随后大气中的氧气转化为臭氧 英语 Ozone oxygen cycle 形成臭氧层 臭氧层阻挡了太阳辐射 英语 solar radiation 中的紫外线 地球上的生命才得以存续 168 对生命而言 大气层的重要作用还包括运送水汽 提供生命所需的气体 让流星体在落到地面之前烧毁 以及调节温度等 169 大气中某些微量气体分子能够吸收从地表散发的长波辐射 从而升高地球平均温度 是为溫室效應 大气中的温室气体主要有水蒸氣 二氧化碳 甲烷和臭氧 如果地球沒有溫室效應 則地表平均溫度將只有 18 C 现在是 15 C 生命就很可能不存在 170 天氣和氣候 编辑 主条目 天气和氣候 Terra 英语 Terra 衛星搭載的中分辨率成像光谱仪於2005年7月11日拍摄的全球卫星云图 地球的大气层並無明確边界 离地表越远 空氣越稀薄 最后消失在外太空 大气层四分之三的质量集中在离地表11公里的对流层 来自太阳的能量将地表和上面对流层中的气体加热 空气受热膨胀 因密度减小而上升 周围较冷 密度较高的气体填补过来 形成了大氣環流 這使得热量重新分布 并产生各种天气现象和气候条件 171 主要的大氣環流带有纬度30 以下赤道地区的信風和纬度30 到60 之间的中纬度西風帶 172 决定气候的重要因素还有洋流 尤其是将热量从赤道海域带往极地地区的溫鹽環流 173 地表蒸发的水蒸气也通过大氣環流来运送 如果大气环境适合 温暖湿润的空气上升 然后其中的水汽凝结 形成降水落回地面 171 降水中的大部分通过河流系统流向低海拔地区 通常会回到海洋中或者聚集在湖泊裡 这种水循环是地球能维持生命的重要原因 也是地表构造在漫长地质时期受到侵蚀的主要因素 各地降水量大相径庭 从一年数千毫米到不到一毫米都有 一个地区的平均降水量由大氣環流 地貌特征和气温差异共同决定 174 地球表面获得的太阳能量随纬度增高而递减 高纬度地区太阳照射地面的角度较小 阳光必须通过的大气层较厚 因此年平均气温较低 纬度每增高1度 海平面处的年平均气温就降低大约0 4 C變化 0 7 F變化 175 地球表面可分为气候大致相似的若干纬度带 从赤道到两极依次是热带 亚热带 温带和極地气候 176 根据各地气温和降水量的异同可以划定不同的气候类型 常用的柯本气候分类法将全球气候分为五大类 A类熱帶氣候 B类干旱气候 C类温带气候 D类冷温带气候 E类极地气候和高山气候 每个大类被进一步分为若干小类 172 纬度并非决定气候的唯一因素 由于水的比热比岩土的比热大 海洋性气候往往比大陆性气候更为温和 事实上 南半球处于夏季时地球离太阳更近 导致南半球全年接受到的辐射总量比北半球多 若不是南半球的水域面积比北半球更大 多出的水域吸收了多余的辐射 南半球的平均气温将比北半球高2 3 C 大气环流和洋流的影响同样重要 在高緯度地區 受到暖流和西风的作用 大陆西岸的气候往往比同纬度内陆及大陆东岸的气候更为温和 北欧北部处于北极圈内 气候却比较适宜 纬度较低的加拿大北部及俄罗斯远东地区反而呈现寒冷的极地气候 在南美洲低纬度地区的西岸 受到秘鲁寒流的影响 夏季没有酷暑 177 177 178 此外 气候还与高度有关 海拔越高 气候越寒冷 179 1913年於美国加利福尼亞州死亡谷國家公園內的爐溪谷地 英语 Furnace Creek California 所測得的56 7 C 134 1 F 為地球目前所測得的最高氣溫 180 而1983年於南极洲沃斯托克站所測得的 89 2 C 128 6 F 為地球目前所測得的最低氣溫 181 但遥感卫星曾在东部南极洲测到低至 94 7 C 138 5 F 的温度 182 这些氣溫仅仅是自20世纪以来使用现代仪器测量到的 可能尚未完整体现地球氣溫的范围 高層大氣 编辑 從國際太空站拍攝的 月沒 點開查看更高解析度的影像 隨著月球逐漸被地球遮擋 其光線受地球大氣折射的程度愈來愈大 外形因而愈來愈扁 此為蜃景的一種 在對流層的上方 相对高层的大氣层通常分為平流層 中間層 熱層和散逸层 169 每一层温度随高度的变化规律都不同 平流層上部是臭氧层 能部分吸收太阳射向地表的紫外线 这对地球上的生命很重要 183 这也使得平流层中温度随高度的增加而增加 中间层中温度则随高度增加而下降 在热层中 由于气体原子对太阳辐射中短波成分有强烈吸收 温度随高度的增加急剧上升 在热层上部由于空气稀薄 温度较高 气体分子会发生电离 形成等离子体 构成电离层 散逸层向外延伸 愈发稀薄 直到磁层 那里是地磁场和太阳风相互作用的地方 184 距地表7005100000000000000 100 km 的高空是卡門線 实践中认为它是大气层和外层空间的分界 185 由于热运动 大气层外缘的部分分子速度可以大到能够摆脱地球引力 这会使大气气体缓慢但持续地散失到太空中 英语 Atmospheric escape 因为游离的氢分子量小 它更容易达到宇宙速度 散逸到外太空的速率也更快 186 其中在氢气散失方面 是地球大气以及表面从早期的还原性变为现在的氧化性的原因之一 虽然光合作用也提供了一部分氧气 但是人们认为氢气之类的还原剂消失是大气中能够广泛积累氧气的必要前提 187 因此也影响了地球上出现的生命形式 188 雖然大气中的氧气和氢气可转化为水 但其損失大部分皆來自甲烷在高層大氣的破壞 189 磁场 编辑 主条目 地磁场 地球磁層示意圖 太陽風由左向右 地球内部及周围空间中存在着靜磁場 根据静磁场的多极展开 如果把地球近似看作一个磁偶极子 它的磁矩大小为7 91 1015 T m3 地磁轴方向與地轴近似重合但有少许偏离 两者的夹角被称为地磁偏角 在垂直平分地磁轴的平面和地球表面相交形成的 地磁赤道 圈上 磁感应强度约为3 10 5 T 在地磁轴与地球表面相交形成的地磁極 英语 Geomagnetic pole 处 磁感应强度约为地磁赤道处的两倍 根据发电机假说 地磁主要来自于地核中铁 镍构成的导电流体的运动 在地核的外核中 炽热的导电流体在从中心向外对流的过程中受到地转偏向力的作用形成涡流 产生磁场 而涡流产生的磁场又会对流体的流动产生反作用 使流体的运动乃至其产生的磁场近似保持稳定 190 但由于对流运动本身是不稳定的 地磁轴的方向会缓慢 无规律地发生变化 导致地磁逆轉 地磁逆转的周期不固定 每一百万年可能会发生数次逆转 最近的一次则发生在78万年前 被称为布容尼斯 松山反轉 191 192 地磁在太空的影響範圍称为磁層 太陽風的離子與電子被磁層偏轉 因此无法直接襲擊地球 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 193 太陽風以超音速吹入磁層向阳面 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 194 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 195 196 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产生定向漂移 電子向東漂移 正離子向西漂移 因此形成環狀電流 197 8 31 范艾伦辐射带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 而外層還含有氦等较重的離子 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 193 198 當发生磁暴時 帶電粒子會從外磁層沿著磁場線方向偏轉進入電離層 并在這裡與大氣層原子發生碰撞 將它們激發與離子化 这时就产生了极光 199 地球的运动 编辑自轉 编辑 主条目 地球自轉 深太空氣候觀測站 英语 Deep Space Climate Observatory 在2016年5月29日拍攝的地球自轉影像 地球相對於太陽的平均自轉週期称为一个平太陽日 定义為平太陽時86 400 秒 等于SI86 400 0025 秒 200 因為潮汐減速的緣故 現在地球的太陽日已經比19世紀略長一些 每天要長0至7000200000000000000 2 SI ms 201 202 國際地球自轉服務 IERS 以國際單位制的秒为單位 测量了1623年至2005年 203 和1962年至2005年 204 的时長 确定了平均太陽日的长度 地球相對於恆星的自轉週期 稱為一个恆星日 依據IERS的測量 1恆星日等于平太陽時 UT1 86 164 098903691 秒 即23h 56m 4 098903691s 2 n 12 天文学上常以地球相對於平春分點的自轉週期作為一个恆星日 在1982年是平太陽時 UT1 86 164 09053083288 秒 即23h 56m 4 09053083288s 2 由于春分點会因為歲差等原因而发生移动 这个恆星日比真正的恆星日短約8 4毫秒 205 从地球上看 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 低軌道的人造衛星和大氣層內的流星除外 靠近天球赤道的天體 每兩分鐘的移動距离相當於地球表面所見的月球或太陽的視直徑 两者幾乎相同 206 207 公轉 编辑 主条目 地球公轉和地球轨道 地球绕太陽公轉的軌道與太陽的平均距離大約是150 106公里 93 000 000英里 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 也就是一个太陽日 才能繞軸自轉完一圈 讓太陽再度通過中天 地球公轉的平均速度大約是29 8 km s 107 000 km h 7分鐘內就可行進12 742 km 7 918 mi 等同於地球的直徑的距離 約3 5小時就能行進約384 000 km 239 000 mi 的地月距離 3 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 由于进动和轨道参数变化带来的影响 这两个日期会随时间变化 这种变化具有周期性的特征 即米蘭科維奇循環 地球和太陽距離的變化 造成地球從遠日點運行到近日點時 獲得的太陽能量增加了6 9 n 13 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 208 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 由於地月系统共同繞太陽公轉 相邻两次朔的间隔 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 即黃道 和地球赤道并不重合 黄道面和赤道面呈现23 439281 约23 26 的夹角 该角也是自转轴和公转轴的夹角 被称为轨道倾角 转轴倾角或黄赤交角 而月球繞地球公轉的軌道平面 白道 与黄道夹角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 2 3 209 地球的引力影响范围 希爾球 半徑大約是1 5 106公里 930 000英里 210 n 14 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 否则其軌道會因太陽引力攝動而变得不稳定 并有可能脱离地球束缚 211 包括地球在内的整个太陽系 在位於銀河平面上方約7001200000000000000 20 光年 的獵戶臂內 以28 000 光年的距離環繞著銀河系的中心公轉 212 1990年 旅行者1号從6 4 109公里 4 109英里 拍攝到了地球的图像 暗淡藍點 倾角 编辑 主条目 转轴倾角 黃道和赤道的關係 赤道是垂直地球自轉軸的平面 與軌道平面 黃道 的夾角是軌道傾角 也就是黃赤交角 轨道倾角的存在使得地球绕太阳公转时 太阳直射点在南回歸線和北回归线之间周期性地变化 其周期为一个回归年 时长为365 24219个平太阳日 即 365天5小时48分45秒 地球上不同纬度地区昼夜长短和太阳高度角随之变化 进而使得这些地区一日之内接受到的太阳辐射总量发生变化 导致季节变化 当北极点相对于南极点离太阳更近时 太阳直射点位于北半球 此时北半球昼长夜短 太阳高度角较大 为夏半年 南半球昼短夜长 太阳高度角较小 为冬半年 反之亦然 213 在北回归线以北的北温带 太阳总是从东南方向升起 向西南方向落下 在南温带 太阳则是从东北方向升起 向西北方向落下 214 在南 北半球各自的夏半年中 纬度越高 昼越长 夜越短 在極圈内可能出现全天都是白昼的情形 称为极昼 在极点附近 夏半年的6个月都是极昼 冬半年纬度越高 昼越短 夜越长 极圈内可能出现全天都是黑夜的情形 称为极夜 215 极点附近冬半年均为极夜 216 在一个回归年内 太阳直射点在南北回归线之间移动 直射点落在北回归线 南回归线上的事件合称 二至 直射点会两次越过赤道 称为 二分 在北半球 冬至出现在每年的12月21日前后 夏至出现在6月21日左右 春分通常出现在3月20日 秋分通常出现在9月22日或9月23日 在南半球 春分 秋分 夏至 冬至的日期正好与北半球相反 217 由于地球不是理想的球体 而黄道面 白道面和赤道面都存在交角 太阳和月球对地球施加的力矩有垂直于自转角动量的分量 使得地球在自转的同时会发生進動 其周期为2 58万年 从而导致了恒星年和回归年的差异 即 岁差 地球的倾斜角几乎不随时间变化而改变 但由于日月相对地球的位置不断变化导致地球受到的外力发生变化 地球在自转 进动时倾斜角仍然会有轻微 无规则的章動 其最大周期分量为18 6年 与月球交點的进动周期一致 218 地球也不是理想的刚体 受到地质运动 大气运动等作用的影响 地球的质量分布会发生变化 自转极点相对于地球表面同样也会有轻微的漂移 每年极点的位置会变化数米 自1900年以来 极点大约漂移了20米 这种漂移被称为极移 极移是一种準周期运动 主要的周期分量包括一个周期为一年的运动和一个周期为14个月的运动 前者通常被认为与大气运动有关 后者被称为錢德勒擺動 219 由于地球的自转角速度比月球和地球的公转角速度都大 受到潮汐摩擦的影响 地球的自转角速度随着时间变化缓慢减小 换言之 一天的时间逐渐变长 220 适居性 编辑行星若能维持生命延續 就可称为适居的 即使生命并不起源于那里 地球能提供液态水 复杂的有机分子可在其中组装合成并相互作用 还有足够的能量来维持新陈代谢 221 地球到太阳的距离 公转轨道偏心率 自转速率 轴向倾斜 地质历史 适宜的大气和能起保护作用的磁场造成地球表面现在的气候条件主因 222 生物圈 编辑 主条目 生物圈 在行星的生态系统中生活的所有生物之总体称为行星生物圈 地球的生物圈从35亿年前开始演化 84 並分成了多个生物群系 每个生物群系中生活的动植物种类基本相同 陆地上的生物群系主要用纬度 海拔和湿度区分 極圈凍原 高山凍原 英语 Alpine tundra 和极度干旱地区的生物群系中动植物稀少 生物多样性较低 而位于赤道的热带雨林中物种极为丰富 生物多样性较高 223 自然资源与土地使用情况 编辑 主条目 自然资源 2000年人类土地使用情况估算值 224 土地利用情况 使用面积 百万公顷耕地 1 510 1 611草原 2 500 3 410天然林 3 143 3 871种植林 126 215城市用地 66 351未开发土地 356 445地球蕴藏着各种自然资源供人类开采利用 其中很多是如化石燃料一类的不可再生能源 这些资源的再生速度非常缓慢 225 化石燃料大多从从地壳中获得 例如煤 石油和天然气 人类主要用这些化石燃料来获得能源和化工生产的原料 矿石形成于地壳的成矿过程 成矿过程由岩浆活动 侵蚀和板块构造导致 226 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 并可使眾多有機廢棄物回收再利用 陆上生态系统依靠表土和淡水维持 而海洋生态系统则依靠陆地冲刷而来的溶解养料维持 227 1980年 全球有50 53亿公顷 5053万平方公里 林地 67 88亿公顷 6788万平方公里 草地和牧场 还有15 01亿公顷 1501万平方公里 用作耕地 228 1993年 全球有2 481 250平方公里 958 020平方英里 的土地受到灌溉 13 人类在陆地上用各种建筑材料建造自己的住所 229 天然和環境危害 编辑 主条目 灾害和污染 2009年6月中旬 千島群島的薩雷切夫火山爆發 噴出的氣體和煙塵形成喷发柱 直衝天際 是次火山爆發一度影響北太平洋地區的航班 地球表面的大片区域均受熱帶氣旋 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 230 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 231 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 232 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 231 各種天然和環境危害造成死亡的比率 1900年到1999年 231 危害 旱災促成的飢荒 水災 地震和海嘯 風暴 火山爆發 山崩 雪崩 山火造成死亡的比率 86 9 9 2 2 2 1 5 0 1 小於0 1 人类的活动给很多地区都带来了环境问题 水污染 空气污染 酸雨 有毒物质 植被破坏 过度放牧 滥砍滥伐和沙漠化 野生动物的死亡 物种灭绝 土壤的退化和侵蚀以及水土流失 233 根據聯合國的資料 工業活動排放二氧化碳與全球变暖有密切關聯 预测顯示全球变暖將會給地球的環境帶來冰川和冰盖熔化 溫度範圍更極端 重大天氣轉變 海平面上升等變化 234 人文地理 编辑主条目 人文地理学 地球七大洲 235 北美洲 南美洲 南极洲 欧洲 非洲 亚洲 大洋洲 查论编 地图学是关于研究和实践地图制作的学科 236 地理学是研究地球上的大陆 构造 居民和其他现象的学科 237 自古以来 地图学和地理学一直为描述地球的方方面面而服务 测量是量度事物位置和距离的方法 可进行小规模的导航 确定位置和方向 测量与地图学和地理学一起发展 提供并适当量化一些信息 238 截至2011年10月31日 地球的总人口达到70亿左右 239 預測顯示世界人口將在2050年時達到92億人 240 其中在发展中国家將可能發生人口快速增長的情形 世界各处人口密度差异巨大 大部分人口居住在亚洲 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 241 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 14 242 高山 27 243 以及其他不適合人類居住的地形佔陸地總面積的二分之一 位於加拿大努納武特埃尔斯米尔岛的阿勒特 82 28 N 為全球最北端的永久居住地 244 而位於南極洲的阿蒙森 史考特南極站 90 S 則是全球最南端的永久居住地 此地幾乎完全接近南極點 245 地球的陆地表面 除了南極洲部分地區 沿著多瑙河西岸的一些土地 英语 Croatia Serbia border dispute 以及位於埃及與蘇丹之間的无主地比尔泰维勒之外 均为主權獨立國家所拥有 截至2015年 2015 Missing required parameter 1 month update 全球共有193個主權國家是聯合國會員國 此外还有2個觀察員國 以及72個属地與有限承认国家 13 雖然有一些民族國家有統治世界的企图 但從未有一個主權政府統治過整個地球 246 联合国是一个以 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国际组织 247 也是一个为国际法和国际外交设立的重要平台 如果取得了成员国的共识 联合国可武装干预一些国际事务 248 1961年4月12日 尤里 阿列克谢耶维奇 加加林成为了第一个抵达地球轨道的人类 249 截至2010年7月30日 共有487人曾去过太空並進入軌道繞行地球 其中有12人还參與了阿波罗计划並在月球行走 250 251 252 正常情況下 国际空间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 253 阿波罗13号於1970年執行任務期間離地球400 171公里 为人類目前到達过的最遠距離 254 衛星 编辑月球 直徑 3 474 8 km質量 7 349 1022 kg半長軸 384 400 km軌道週期 27 d 7 h 43 7 m主条目 月球 参见 地球的其他衛星 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 也常被称作 月亮 月球的直徑約為地球的四分之一 结构與類地行星相似 月球是太阳系中卫星 行星体积比最大的卫星 雖然冥王星和其卫星冥衛一之間的比值更大 但冥王星属于矮行星 255 256 月球和地球间的引力作用是引起地球潮汐现象的主要原因 而月球被地球潮汐鎖定 因此月球的自轉週期等于繞地球的公轉週期 使月球始終以同一面朝向地球 257 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 258 地月系統的詳圖 顯示每個天體的半徑和地球與月球的質心 月球的軸受到卡西尼第三定律的規範 由於地月間的潮汐相互作用 月球会以每年大約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 259 例如 在泥盆紀的時期 大約4 19亿年前 一年有400天 而一天只有21 8小時 260 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 261 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 262 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阳大小几乎相同 这一原因正好使得兩天體的角直徑 或是立體角 吻合 207 因此地球能观测到日全食和日環食 263 关于月球的起源 大碰撞說是目前最受青睐的科学假说 但这一假设仍有一些无法解释的問題 该假说认为 45亿年前 一颗火星大小的天体忒伊亚与早期的地球撞击 残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现象的原因 264 小行星及人造衛星 编辑 國際太空站是在近地軌道上環繞地球的一架人造衛星 也是迄今人類打造過最大的人造衛星 完全展開時長達109公尺 主条目 人造地球卫星和第一宇宙速度 人造地球卫星是由人類建造 環繞地球運行的太空飛行器 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 地球軌道上现存最老的美国卫星先鋒1號 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 5 除了月球和人造卫星之外 地球目前还有至少5顆共軌小行星 準衛星 其中四颗是在地球軌道上環繞著太陽运行的小行星 克魯特尼 2002 AA29 265 266 2016 HO3 267 和在地球前導拉格朗日點L4的特洛伊小行星2010 TK7 268 269 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 270 文化及歷史觀點 编辑 1968年阿波羅8號太空人在繞月軌道上拍攝的 地出 地球的标准天文符号为被圆形包圍的十字 代表世界的四角 英语 Four corners of the world 271 地球在人類文化中的形象不一 部分文化赋予地球人格 将之拜为神明 许多文化中地球是主管生育的地母神 272 蓋亞假說于20世紀中期诞生 该观点将地球比作能自我调节的生命体 使地球能保障自身总体稳定 适宜居住 273 274 275 而多個宗教的創世神話則有记载 地球为超自然的神所創 272 随着科学技术的发展 人类眼中的地球也在不断变化 起初 东西方的古人相信地平說 276 但到了公元前6世紀 毕达哥拉斯提出的地圓說取代了这一观点 277 古人曾将地球视为宇宙中心 但后来的学者認定 地球和太陽系的其它几个星体一样 都是環繞恆星转动的行星 278 经过基督教學者和神职人员宣传 如詹姆斯 烏雪用圣经谱系分析地球年龄 西方人进入19世紀时已基本相信地球超过几千岁 到了19世紀 地质学家發現地球的年齡应該超过幾百萬歲 279 威廉 汤姆森在1864年用熱力學方法推斷 地球年齡应在2 000萬歲至4億歲之间 这一结论引發了激烈辩论 在19世紀後期至20世紀初期 科学家用放射性定年法测算出 地球诞生时间為幾十億年 280 281 但在20世纪时 阿波罗计划开始执行 人类第一次在轨道上观察到了地球 并拍摄了地球的照片 人类的看法因而再度改变 282 參見 编辑天球 地球科学 地球系統科學 英语 Earth system science 地球在宇宙中的位置註釋 编辑 所有的天文量都會發生變化 包括長期的和週期性的 給出的量是長期變化在J2000 0的瞬間值 忽略掉週期性的變化 2 0 2 1 遠日距 a 1 e displaystyle a times 1 e 近日距 a 1 e displaystyle a times 1 e 其中a displaystyle a 是半長軸 e displaystyle e 為偏心率 地球的近日距與遠日距相差約500萬公里 美國戰略司令部追蹤大約15 000個人造天體 其中大部分都是碎屑 參見 USSTRATCOM Space Control and Space Surveillance 2014年1月 2015 07 17 原始内容存档于2015 07 21 地球的圓周約長40 000公里 因為1米的最初定义是经过法国巴黎的经线上赤道与北极点距离的一千万分之一 因為自然的變動 模糊了周圍的冰架和繪製地圖的高程基準 使得精確的陸地和海洋覆蓋值變得沒有意義 基於來自向量地圖 英语 Vector map 和全球土地覆蓋物 页面存档备份 存于互联网档案馆 的數據 極端的湖泊和溪流覆蓋著地球表面的0 6 和1 0 支撐南極和格陵蘭冰架的陸地有許多位於海平面之下 但也算成是陸地 eorthe erthe erde 和 erthe 等单词 51 約在5公里至200公里之間的深度 約在5公里至70公里之間的深度 包括正從非洲板塊中分離 形成中的索馬利亞板塊 參見 Chorowicz Jean The East African rift system Journal of African Earth Sciences October 2005 43 1 3 379 410 Bibcode 2005JAfES 43 379C doi 10 1016 j jafrearsci 2005 07 019 地幔上部會隨著板塊運動而流動 固態但黏滯性較低的部分 131 這是採取日本測量船海溝號 英语 Kaikō 遙控潛水器 在1995年3月24日的數值 被認為是迄今最精確的測量 請參閱挑戰者深淵條目 有更詳細的資訊 這些圖例的來源使用 UT1的秒 而非 平均太陽時間的秒 Aoki S Kinoshita H Guinot B Kaplan G H McCarthy D D 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