高中地球科学/地球行星

地球和月球在绕太阳运行的同时相互绕转。随着地球的自转和公转，我们经历着昼夜交替和季节变化。地球对于一颗内行星来说拥有一个非常大的卫星。我们是唯一一颗拥有卫星的内行星，那么月球是如何形成的？月球表面又是什么样的呢？我们围绕着一颗普通恒星，太阳运行。它看起来不像我们在地球上看到的任何其他星星。我们能从我们惊人的太阳中发现什么？

课程目标

认识到地球是一个球体，并描述支持这一结论的证据。
描述什么是重力，以及它如何影响地球在太阳系中的位置。
解释是什么导致了地球的磁性，以及磁性对地球的影响。

地球的形状、大小和质量

每天你都会在地球表面的一部分行走，无论那块表面是你的院子还是学校旁的人行道。对于我们大多数人来说，户外散步意味着走在相当平坦的地面上。我们通常不会停下来意识到地球是一个**球体**，形状类似于一个球。我们怎么知道地球是一个球体？你怎么说服别人，即使我们行走的地面看起来是平的，整个地球也是圆的？

最能说服地球是球体的证据之一是我们在太空中拍摄的地球照片。阿波罗17号航天飞机上的宇航员拍摄了历史上最著名的照片之一，名为“蓝色弹珠”（图24.1）。这张杰出的照片展示了地球从太空中约29,000公里（18,000英里）处的样子。这张照片告诉我们地球是球形的，看起来像一个巨大的蓝色和白色球体。在人类进入太空几百年之前，我们就知道地球是圆的。你有哪些方法亲眼目睹过这一点呢？

太阳和我们太阳系中的其他行星也是球体。太阳位于太阳系的中心，行星在称为**轨道**的规则路径上绕太阳运行。地球是离太阳第三远的行星，它的质量大约是6.0×10²⁴公斤。相比之下，木星的体积大约是地球体积的1000倍，太阳的体积大约是木星体积的1000倍（图24.2）。

虽然太阳系中的外行星是巨大的气体漩涡球，密度非常低，但地球是一颗内行星。与外行星相比，内行星相对较小，密度更大，岩石更多。地球岩石表面的四分之三被水覆盖。据我们所知，地球也是唯一一颗拥有液态水的行星，这是生命存在的另一个重要条件。整个星球也被一层薄薄的空气层包围，称为大气层。地球的大气层在太阳系中是独一无二的，因为它含有恰到好处的氧气，可以维持动物生命。因此，地球是太阳系中唯一存在生命的行星。太阳系章节将更详细地讨论其他行星的特征。

在描述地球时，为我们的星球命名和定义它的许多组成部分是有用的。由于地球是一个球体，构成它的层也被称为球体（图24.3）。

它们是

大气层——包围地球的薄薄空气层。
水圈——地球表面由水组成的部分。
生物圈——地球上支持生命的部分。生物圈包括所有发现生命的地方。
岩石圈——地球的固体部分。岩石圈包括山脉、山谷、大陆以及海洋下所有的陆地。地球表面只有四分之一是陆地，但固体岩石占地球总质量的99%以上。

地球的各层相互接触并相互作用。因此，地球表面正在不断变化。

地球的重力

我们知道地球在一条规则的路径上绕太阳运行（图24.4）。地球的卫星月球也在一条规则的路径上绕地球运行。**重力**是所有物体之间的吸引力。重力使地球和月球保持在各自的轨道上。艾萨克·牛顿是第一个探索重力概念的科学家之一。他理解月球之所以能绕地球运行，是因为某种力量正在将月球拉向地球中心。否则，月球将沿着直线继续运动，飞入太空。牛顿还意识到，使月球保持在轨道上的力与使地球上的物体落到地面的力是相同的力。