高中地球科學/地球行星

地球和月球在繞太陽執行的同時相互繞轉。隨著地球的自轉和公轉，我們經歷著晝夜交替和季節變化。地球對於一顆內行星來說擁有一個非常大的衛星。我們是唯一一顆擁有衛星的內行星，那麼月球是如何形成的？月球表面又是什麼樣的呢？我們圍繞著一顆普通恆星，太陽執行。它看起來不像我們在地球上看到的任何其他星星。我們能從我們驚人的太陽中發現什麼？

課程目標

認識到地球是一個球體，並描述支援這一結論的證據。
描述什麼是重力，以及它如何影響地球在太陽系中的位置。
解釋是什麼導致了地球的磁性，以及磁性對地球的影響。

地球的形狀、大小和質量

每天你都會在地球表面的一部分行走，無論那塊表面是你的院子還是學校旁的人行道。對於我們大多數人來說，戶外散步意味著走在相當平坦的地面上。我們通常不會停下來意識到地球是一個**球體**，形狀類似於一個球。我們怎麼知道地球是一個球體？你怎麼說服別人，即使我們行走的地面看起來是平的，整個地球也是圓的？

最能說服地球是球體的證據之一是我們在太空中拍攝的地球照片。阿波羅17號太空梭上的宇航員拍攝了歷史上最著名的照片之一，名為“藍色彈珠”（圖24.1）。這張傑出的照片展示了地球從太空中約29,000公里（18,000英里）處的樣子。這張照片告訴我們地球是球形的，看起來像一個巨大的藍色和白色球體。在人類進入太空幾百年之前，我們就知道地球是圓的。你有哪些方法親眼目睹過這一點呢？

太陽和我們太陽系中的其他行星也是球體。太陽位於太陽系的中心，行星在稱為**軌道**的規則路徑上繞太陽執行。地球是離太陽第三遠的行星，它的質量大約是6.0×10²⁴公斤。相比之下，木星的體積大約是地球體積的1000倍，太陽的體積大約是木星體積的1000倍（圖24.2）。

雖然太陽系中的外行星是巨大的氣體漩渦球，密度非常低，但地球是一顆內行星。與外行星相比，內行星相對較小，密度更大，岩石更多。地球岩石表面的四分之三被水覆蓋。據我們所知，地球也是唯一一顆擁有液態水的行星，這是生命存在的另一個重要條件。整個星球也被一層薄薄的空氣層包圍，稱為大氣層。地球的大氣層在太陽系中是獨一無二的，因為它含有恰到好處的氧氣，可以維持動物生命。因此，地球是太陽系中唯一存在生命的行星。太陽系章節將更詳細地討論其他行星的特徵。

在描述地球時，為我們的星球命名和定義它的許多組成部分是有用的。由於地球是一個球體，構成它的層也被稱為球體（圖24.3）。

它們是

大氣層——包圍地球的薄薄空氣層。
水圈——地球表面由水組成的部分。
生物圈——地球上支援生命的部分。生物圈包括所有發現生命的地方。
岩石圈——地球的固體部分。岩石圈包括山脈、山谷、大陸以及海洋下所有的陸地。地球表面只有四分之一是陸地，但固體岩石佔地球總質量的99%以上。

地球的各層相互接觸並相互作用。因此，地球表面正在不斷變化。

地球的重力

我們知道地球在一條規則的路徑上繞太陽執行（圖24.4）。地球的衛星月球也在一條規則的路徑上繞地球執行。**重力**是所有物體之間的吸引力。重力使地球和月球保持在各自的軌道上。艾薩克·牛頓是第一個探索重力概念的科學家之一。他理解月球之所以能繞地球執行，是因為某種力量正在將月球拉向地球中心。否則，月球將沿著直線繼續運動，飛入太空。牛頓還意識到，使月球保持在軌道上的力與使地球上的物體落到地面的力是相同的力。