高中地球科學/內行星
離太陽最近的四個行星——水星、金星、地球和火星——是內行星，也稱為類地行星，因為它們類似於地球。圖 25.7 顯示了這四個行星的相對大小。與外行星相比，所有內行星都比較小。所有內行星都是固態、緻密、岩石行星。內行星要麼沒有衛星，要麼只有一個（地球）或兩個（火星）。沒有一顆內行星有環。與外行星相比，內行星繞太陽的軌道更短，但所有內行星的自轉速度都更慢。金星的自轉速度是所有行星中最慢的。曾經，所有內行星都具有地質活動性。它們都是由冷卻的火成岩構成，內部有鐵核。
- 描述每個內行星的關鍵特徵。
- 比較每個內行星與地球以及彼此之間的關係。
水星，如圖 25.7 所示，是離太陽最近的行星。水星是最小的行星，而且它沒有衛星。如圖 25.7 所示，水星的表面覆蓋著隕石坑，就像地球的月亮一樣。存在如此古老的撞擊坑意味著水星在數十億年中在地質上沒有發生太大變化，而且由於只有一層微薄的大氣層，所以沒有風化來磨損古老的隕石坑。
由於水星離太陽非常近，即使使用望遠鏡，從地球上也很難觀察到它。然而，如圖 25.8 所示，水手 10 號宇宙飛船在 1974 年至 1975 年期間訪問了水星。2008 年 1 月，信使號任務返回水星，拍攝了更加詳細的照片。圖 25.9 中可以看到其中一張影像。
水星以羅馬信使神命名，他可以跑得非常快。同樣，水星在其繞太陽的軌道上移動得非常快。水星上的一年——繞太陽執行一圈所需的時間——只有 88 個地球日。
水星的年份很短，但白天很長。一天定義為行星自轉一週所需的時間。水星的自轉速度非常慢，每繞太陽執行兩圈，它就會自轉三圈。因此，水星上的一天長達 58 個地球日。換句話說，在水星上，一年只相當於一天半的時間！
水星離太陽非常近，所以它會變得非常熱。然而，水星幾乎沒有大氣層，而且自轉速度非常慢。由於沒有大氣層，也沒有水來隔離表面，所以水星表面溫度變化很大。在陽光直射下，表面溫度可高達 427°C (801°F)。在黑暗的一面，或者在隕石坑內的陰影中，表面溫度可以低至 -183°C (-297°F)！雖然水星的大部分地區極其乾燥，但科學家認為，在水星兩極永遠不會受到陽光直射的區域，可能存在少量以冰的形式存在的水。
圖 25.10 顯示了水星內部的示意圖。水星是密度最高的行星之一。科學家認為，水星的內部包含一個相對較大的、液態的核心，主要由熔化的鐵構成。水星的核佔行星體積的 42% 左右。水星高度隕石坑化的表面證明了水星沒有地質活動性。
從太陽算起的第二顆行星金星是我們最接近的鄰居。它不僅比其他任何行星都更靠近地球，而且在大小上也與地球最為相似。它以羅馬愛神命名，是唯一以女性命名的行星。金星有時被稱為地球的“姐妹星球”。但金星到底與地球有多相似呢？
透過望遠鏡觀察，金星看起來光滑而沒有特徵。這是因為金星被一層厚厚的雲層覆蓋，就像在紫外線波長下拍攝的金星影像中所顯示的那樣，例如圖 25.11。由於大氣層厚而多雲，我們無法拍攝金星表面的普通照片，即使是從繞金星執行的宇宙飛船上也是如此。然而，我們可以使用雷達繪製表面地圖。圖 25.12 顯示了麥哲倫探測器使用雷達繪製的金星地形圖。
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與地球上的雲不同，金星的雲層不是由水蒸氣構成的。它們是由二氧化碳和二氧化硫構成的——而且它們還含有大量的腐蝕性硫酸！
金星的大氣層非常厚，以至於金星表面上的大氣壓是地球表面大氣壓的 90 倍。厚厚的大氣層還會造成強烈的溫室效應，從而捕獲太陽的熱量。因此，金星是最熱的行星，甚至比水星還要熱。表面溫度可達 465°C (860°F)。這足以融化鉛！
金星上的火山比任何其他行星都多。行星科學家估計，金星上可能有多達 100,000 座甚至 100 萬座火山。雖然這些火山在過去曾釋放出二氧化碳，但大多數火山現在都處於休眠狀態。金星似乎沒有像地球那樣的構造板塊。它的表面覆蓋著休眠火山和古老的隕石坑。
繞軌執行的宇宙飛船使用雷達發現了金星上的山脈、山谷和峽谷。然而，大部分表面都是火山周圍的大片熔岩平原。圖 25.13 是使用雷達資料由計算機生成的影像。它顯示了名為麥阿特山的火山，前景是熔岩床。紅橙色接近科學家認為金星表面上的陽光顏色。
金星是唯一一顆從北極看逆時針旋轉的行星，其旋轉方向與它繞太陽執行的方向相反。它的逆向旋轉速度很慢，每243天轉一圈。這比金星的一年還要長；金星繞太陽執行一週只需要224天。
由於金星的軌道在地球軌道以內，因此金星總是出現在太陽附近。當金星在太陽昇起前很早升起時，有時被稱為“啟明星”。當它在太陽落山後不久落下時，它可能被稱為“長庚星”。金星的雲層能很好地反射陽光。因此，金星非常明亮。當金星可見時，它是天空中除太陽和月亮之外最亮的物體。與水星一樣，金星沒有衛星。
圖25.14展示了距離太陽第三顆行星。它看起來熟悉嗎？那是地球！因為它是我們的家園，我們對地球的瞭解遠遠超過其他任何行星。但是，當地球被視為我們太陽系中的一員時，它的主要特徵是什麼？
正如您在圖25.14中看到的那樣，地球擁有廣闊的液態水海洋、大片陸地、覆蓋兩極的冰層以及充滿水蒸氣雲的動態大氣。地球的平均地表溫度為14°C（57°F）。如您所知，水在這個溫度下是液態的。海洋和大氣有助於保持地球地表溫度相當穩定。
地球是已知唯一存在生命的行星。地球上的條件，特別是液態水的存在，對於我們所知的生命來說是理想的。大氣層過濾掉了對生命有害的輻射，如紫外線和X射線。生命的出現改變了地球的大氣層，因此它比其他行星的大氣層含有更多的氧氣。
地球內部最上層——地殼——包含許多板塊，被稱為構造板塊。這些板塊在下方對流的地幔上移動，因此它們在地表上緩慢移動。板塊的移動導致了其他地質活動，如地震、火山和山脈的形成。地球是已知唯一擁有板塊構造的行星。
地球每天繞其軸旋轉一次。事實上，這種旋轉的時間就是人們定義一天的方式。地球每365.24天繞太陽執行一週，這也是我們定義一年的方式。地球有一個大型衛星——月球，它每29.5天繞地球執行一週，這段時間被稱為一個月。
地球的月球是太陽系中唯一一個圍繞類地行星執行的大型衛星。月球表面佈滿隕石坑，還有廣闊的熔岩平原。有證據表明，月球是在遙遠的過去，一個非常大的天體——可能與火星一樣大——撞擊地球而形成的。
火星，如圖25.15所示，是距離太陽第四顆行星，也是地球軌道以外的第一顆行星。與地球相比，火星的大氣層很薄，大氣壓也低得多。與火星更靠近太陽的鄰居不同，火星只有一種微弱的溫室效應，它只將火星的溫度稍微升高到沒有大氣層時的溫度之上。
雖然火星不是離地球最近的行星，但它是最容易觀測的行星。因此，火星的研究比除地球以外的任何其他行星都要深入。人類已向火星發射了許多太空探測器。目前，有三個科學衛星繞火星軌道執行，有兩個功能性漫遊車在火星表面活動。人類從未踏上過火星。然而，美國宇航局和歐洲航天局都已設定了在2030年至2040年之間將人類送往火星的目標。
從地球上看，火星呈紅色。古希臘人和羅馬人以戰神命名這顆行星。他們可能將這顆行星與戰爭聯絡起來，因為它的紅色讓我想起了血。火星呈紅色，因為這顆行星的表面確實呈紅橙色鐵鏽色，這是由於土壤中含有大量鐵。火星的大氣層非常薄，主要由二氧化碳組成。
火星是太陽系中最高山——奧林匹斯山的所在地，如圖25.16所示。奧林匹斯山是一座盾狀火山，類似於構成地球上夏威夷群島的火山。奧林匹斯山比火星正常表面水平高出約27公里（16.7英里/88,580英尺）。這使得它比珠穆朗瑪峰高出三倍多。在它的底部，奧林匹斯山的大小相當於整個亞利桑那州！
火星也有太陽系中最長的峽谷——水手谷（圖25.17）。這條峽谷長4,000公里（2,500英里），與歐洲一樣寬，是火星周長的五分之一。這條峽谷深7公里（4.3英里）。相比之下，地球上的大峽谷只有446公里（277英里）長，約2公里（1.2英里）深。
雖然火星有山脈、峽谷和其他類似於地球的地貌，但它的地質活動沒有地球多。火星上沒有板塊構造的證據。火星上的隕石坑也比地球上多，不過比月球上少。
水無法以液態形式停留在火星上，因為大氣壓太低。然而，火星上有很多以冰的形式存在的水。圖25.15展示了火星南極的一個顯著冰蓋。科學家還認為，火星表面下也存在大量冰水。當火山噴發時，這些冰會融化，水會暫時流過表面。
科學家有理由認為水曾經流過火星表面，因為他們可以看到看起來像水蝕峽谷的表面特徵，而且火星探測車收集到圓形晶體團，這些晶體在地球上通常是在水中形成的。火星上存在水，即使現在已經凍結成冰，也表明過去火星上可能存在生命。
火星有兩顆非常小的衛星，火衛一和火衛二。正如您在圖25.18中看到的那樣，這些衛星的形狀不是球形的，而看起來只是不規則的岩石。火衛一和火衛二是1877年發現的。它們是以希臘神話中的人物命名的——戰神阿瑞斯 (Ares) 的兩個兒子，他們跟隨父親參加戰爭。阿瑞斯相當於羅馬戰神瑪爾斯 (Mars)。
- 四顆內行星，即類地行星，都有堅固的岩石表面。
- 水星是最小的行星，也是離太陽最近的行星。它的大氣層極其稀薄，地表溫度從非常熱到非常冷。與月球一樣，它表面佈滿隕石坑。
- 金星是太陽系中距離太陽第二近的行星，也是距離地球最近的行星（就距離和大小而言）。它擁有非常濃厚且具有腐蝕性的大氣層，表面溫度極高。
- 金星的雷達地圖顯示它擁有山區，以及被熔岩平原包圍的火山。
- 金星的自轉速度很慢，而且方向與它的公轉方向相反。
- 地球是距離太陽第三近的行星。它是唯一擁有大量液態水的行星，也是唯一已知存在生命的行星。地球有一顆很大的衛星，這是類地行星中唯一一顆大的衛星。
- 火星是距離太陽第四近的行星。它有兩顆小衛星。火星呈紅色是因為其土壤中含有氧化鐵（鐵鏽）。火星擁有太陽系中最大的山脈和最大的峽谷。
- 火星的極地冰蓋和地表之下存在大量的水冰。
- 按距離太陽由近及遠的順序列出內行星，然後再按大小由小到大排序。
- 為什麼水星的溫度變化如此之大？
- 金星比水星離太陽更遠，為什麼金星的溫度比水星更高？
- 如何繪製金星地圖？
- 列舉地球與其他行星的兩個主要區別，並說明原因。
- 為什麼火星看起來是紅色的？
- 假設你正在計劃前往火星的任務，請指出兩個可能獲取水源的地方。
- 日
- 一顆行星自轉一週所需的時間。
- 內行星
- 位於我們太陽系小行星帶內的四顆行星，分別是水星、金星、地球和火星。
- 類地行星
- 與地球類似的固態、緻密、岩石行星。
- 年
- 一顆行星繞太陽公轉一週所需的時間。
- 我們計劃在未來幾十年內將人類送往火星。你認為在火星上會是什麼樣子？你認為我們為什麼要去火星而不是水星或金星？
- 你認為為什麼這四顆內行星也被稱為類地行星？如果一顆行星不是類地行星，它可能是什麼樣的？