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地球氧气含量资料

发布时间:2019-11-20 11:15 来源:未知 编辑:admin

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  地球是太阳系八大行星之一,按离太阳由近及远的次序是第三颗,位于水星和金星之后;在八大行星中大小排行是第五。地球是唯一一个不是从希腊及罗马神话中得到的名字。Earth一词来自于古英语及日耳曼语。这里当然有许多其他语言的命名。在罗马神话中,地球女神叫Tellus——肥沃的土地(希腊语:Gaia,大地母亲)。地球是目前唯一一个存在已知生命体的星球。

  极半径:是从地心到北极或南极的距离,大约6356.8 公里(3950英里)(两极的差极小,可以忽略)。

  赤道半径:是从地心到赤道的距离,大约6378.1 公里(3963英里)。

  平均半径:大约6371公里(3959英里)。这个数字是地心到地球表面所有各点距离的平均值。

  大气主要成份:氮(78%)、氧(21%)和二氧化碳(0.03%)水蒸气(0.03%)稀有气体(0.94%)

  地球70%的面积被海水覆盖,陆地面积仅占30%,上面还布满了河流与湖泊。所以,把地球称为“水球”也许更为恰当。

  如果把地球看成质量均匀,并且忽略其它天体的影响,可以通过如下途径计算地球的质量。

  方法一、在赤道上,地球对质量为m的物体的引力等于物体的重力与随地球自转的向心力之和,则为5.984*10^24 kg

  方法三、把地球看作质量均匀的球体,忽略自转影响,半径取平均值,重力加速度取标准值。则为5.965*10^24kg

  月地距离r月地=3.884×10^8m,月球公转周期为27天7小时43分11秒(恒星日),即T月≈2.361×10^6s,月球和地球都看做质点,设月球质量为m月。

  地球不需太空探测船才可认识,但是直到二十世纪我们才真正勾勒出地球的全貌。 当然能自太空中取得它的影像是其中相当重要的因素,地球的太空影像对天气预测,尤其是台风 (飓风)的预报来说有很大的帮助,而且从太空看到的地球真是非常美丽、可爱。

  由化学组成成分及地震震测特性来看,地球本体可以分成一些层圈,以下就标示出它们的名称与范围(深度,单位为公里):

  固态的地壳厚度变化颇大,海洋地区的地壳较薄,平均约7公里厚;而大陆地壳就厚得多,平均约40公里厚; 地函也是固态,不过在它上部有一层极小部分熔融的区域,称为软流圈 ,其上的地函最顶部及整个地壳则称为岩石圈 ;至于外地核是液态而内地核是固态。 这些不同的层圈都是以不连续面为界,最有名的就是在地壳与地函之间的莫氏不连续面 (Mohorovicic discontinuity)。

  地幔占有地球的主要质量,地核反而位居其次,至于我们生存的空间则只是整个地球极小的一部分而已 (质量,单位为10的24次方公斤: 大气层 = 0.0000051,海洋 = 0.0014 ,地壳 = 0.026,地幔 = 4.043,外地核= 1.835,内地核 = 0.09675,)

  地核的主要成分是铁 (或铁镍质),不过也可能有一些较轻的物质存在,地心的温度约有7,500K,比太阳表面温度还高;下部地函的主要成分可能是矽、镁、氧,再加上一些铁、钙及铝;上部地幔主要成分则是橄榄石及辉石 (铁镁矽酸盐岩石),也有钙和铝。 以上这些了解都是来自于地震震测资料,虽然上部地幔的物质有时会因著火山喷出熔岩而被带到地表来,但是我们仍无法到达固体地球的主要部分,目前的海底钻探行动连地壳都尚未挖穿。 地壳的成分则主要是石英 (二氧化硅)及硅酸盐类如长石。 整体估算,地球化学组成的重量百分比为: 铁34.6% ,氧29.5% ,硅15.2% ,镁12.7% ,镍2.4% ,硫1.9% ,0.05% 钛 。

  其它类地行星也都具有和地球类似的结构与组成,但其中也有一些差异: 月球核所占比例最小; 水星核的比例最大;而火星及月球的函相对较厚;月球和水星没有化学组成明显不同的函与壳之分;地球可能是唯一可再分成内外核的。不过请留意,我们对行星内部的认识主要是来自于理论推导,就算是对地球的也是如此。

  有别于其它类地行星 ,地球的最外层 (包含地壳及上部地幔的顶端)被切分为数块,「飘浮」于其下的炽热地幔之上,这就是著名的板块构造运动学说 。 这个学说主要描述两种运动:拉张与隐没,前者发生在二个板块互相远离,其下的岩浆涌出而生成新地壳之处;后者则发生在二个板块互相碰撞,其中一方潜入另一方之下,终至消灭于地函中之处。 此外,也有一些板块边界是横向错开式的相对运动或两个大陆板块硬碰硬地撞在一起。

  地球的大部分表面很年轻 ,只有5亿年左右,以天文的角度来看确实很短。但也有很少的地方露出了当年地球地壳形成时的基底——花岗岩,如中国辽宁省葫芦岛市绥中县就有裸露,由于形成花岗岩时的冷却时间长,所以花岗岩内的结晶体都非常发育,边长在1-2厘米,故把其命名为绥中花岗岩。由于侵蚀作用及构造地质运动不断地破坏又重建大部分的地表,因而地表早期的地质记录不容易找到,例如撞击坑 ,所以早期地球历史大部分都已不见踪迹。 地球约有45至46亿年老,然而目前已知最老的岩石只有大约40亿年前(地球有相当长的一段时期是一个由熔化的岩浆形成的火球),而且老于30亿年的岩石非常罕见。 最老的生物化石不早于39亿年前,有关生命起源的关键时期则亳无记录。

  地球表面积71%为水所覆盖,地球是太阳系唯一在表面可以拥有液态水的行星 (土卫六的表面有液态乙烷或甲烷,而藏于木卫二的表面之下则可能有液态水,不过地球表面有液态水仍是独一无二的)。 液态水是我们已知的生命型式所不可或缺的要素;而缘于水具有的大比热性质,海洋的热容积成为保持地球温度恒定的一大功臣;液态水还是陆地上侵蚀与风化作用的主要营力,这是太阳系中唯一有此作用的地方 (也许火星早期也曾有过这些作用,但现在已无)。

  地球大气组成中,77%是氮气而21%是氧气,再来就是微量的氩、二氧化碳及水气。 地球初形成时的大气很可能大部分都是二氧化碳,不过它们大多已被碳酸盐类岩石给结合,其余的则是溶入海洋及被绿色植物耗尽;如今板块构造运动及生物作用是大气中二氧化碳消长的持续主控者。 大气中存在的水气及微量二氧化碳所造成的温室效应是维持地表温度极重要的作用,温室效应使地表温度提高了大约35℃,否则地表的平均温度将是酷寒的-21℃! 若没有水气及二氧化碳,海水会冻结,而我们已知的生命型式将无从开展。 此外,水气更是地球水循环及天气变化中不可或缺的要角。

  自由氧的存在也是地球化学组成的一大特征,因为氧是活性很强的气体,照理说应该很容易就和大气中其它元素相化合,地球上的氧气完全是由生物作用产生及维持,若没有生命就不会有自由氧。

  地球与月球之间的引潮力会使地球的自转周期每一世纪增加约2毫秒,最新研究显示在9亿年前一天只有18小时,而一年则有481天。地球拥有适度的磁场,推测磁场是起因于液态外地核中的电流。 由于太阳风与地球磁场及外层大气的交互作用, 极光于焉产生;而上述因素的不均衡造成磁极会在地表移动,目前磁北极位于加拿大北境。由于太阳风与地球磁场及外层大气的交互作用, 极光于焉产生;

  地球磁场及其与太阳风的交互作用也造成了范艾伦辐射带 (Van Allen radiation belts),它是环绕著地球的成对环状带,外型就像是甜甜圈,由气体离子 (电浆) 组成,其外圈由海拔19,000公里延伸到41,000公里;内圈则介于海拔13,000至7,600公里之间。

  地核的温度大约是4700℃,比太阳光球表面温度(6000℃)略低。地球上最高温度发生在闪电中。一次闪电能释放100亿焦耳的能量,达到30000℃,这温度是太阳表面温度的5倍,但比太阳核心的温度(1400万摄氏度)低多了。 地球上最冷的地方在哪里?北半球的“冷极”在西伯利亚东部的奥伊米亚康,1961年1月的最低温度是–71℃。南半球的“冷极”在南极大陆,1960年8月24日气温为–88.3℃。

  地球绕地轴的旋转运动,叫做地球的自转。地轴的空间位置基本上是稳定的。它的北端始终指向北极星附近,地球自转的方向是自西向东;从北极上空看,呈逆时针方向旋转。地球自转一周的时间,约为23小时56分,这个时间称为恒星日;然而在地球上,我们感受到的一天是24小时,这是因为我们选取的参照物是太阳。由于地球自转的同时也在公转,这4分钟的差距正是地球自转和公转叠加的结果。天文学上把我们感受到的这1天的24小时称为太阳日。地球自转产生了昼夜更替。昼夜更替使地球表面的温度不至太高或太低,适合人类生存。

  地球自转的平均角速度为每小时转动15度。在赤道上,自转的线米。天空中各种天体东升西落的现象都是地球自转的反映。人们最早就是利用地球自转来计量时间的。研究表明,每经过一百年,地球自转速度减慢近2毫秒,它主要是由潮汐摩擦引起的,潮汐摩擦还使月球以每年3~4厘米的速度远离地球。地球自转速度除长期减慢外,还存在着时快时慢的不规则变化,引起这种变化的真正原因目前尚不清楚。

  地球绕太阳的运动,叫做公转。从北极上空看是逆时针绕日公转。地球公转的路线叫做公转轨道。它是近正圆的椭圆轨道。太阳位于椭圆的两焦点之一。每年1月3日,地球运行到离太阳最近的位置,这个位置称为近日点;7月4日,地球运行到距离太阳最远的位置,这个位置称为远日点。地球公转的方向也是自西向东,运动的轨道长度是9.4亿千米,公转一周所需的时间为一年,约365.25天。地球公转的平均角速度约为每日1度,平均线千米。在近日点时公转速度较快,在远日点时较慢。地球自转的平面叫赤道平面,地球公转轨道所在的平面叫黄道平面。两个面的交角称为黄赤交角,地轴垂直于赤道平面,与黄道平面交角为66°34,或者说赤道平面与黄道平面间的黄赤交角为23°26,由此可见地球是倾斜着身子围绕太阳公转的。

  地球,当然不需要飞行器即可被观测,然而我们直到二十世纪才有了整个行星的地图。由空间拍到的图片应具有合理的重要性;举例来说,它们大大帮助了气象预报及暴风雨跟踪预报。它们真是与众不同的漂亮啊!

  地壳的厚度不同,海洋处较薄,大洲下较厚。内核与地壳为实体;外核与地幔层为流体。不同的层由不连续断面分割开,这由地震数据得到;其中最有名的有数地壳与上地幔间的莫霍面-不连续断面了。

  地球的大部分质量集中在地幔,剩下的大部分在地核;我们所居住的只是整体的一个小部分(下列数值×10e24千克):

  地核可能大多由铁构成(或镍/铁),虽然也有可能是一些较轻的物质。地核中心的温度可能高达7500K,比太阳表面还热;下地幔可能由硅,镁,氧和一些铁,钙,铝构成;上地幔大多由olivene,pyroxene(铁/镁硅酸盐),钙,铝构成。我们知道这些金属都来自于地震;上地幔的样本到达了地表,就像火山喷出岩浆,但地球的大部分还是难以接近的。地壳主要由石英(硅的氧化物)和类长石的其他硅酸盐构成。就整体看,地球的化学元素组成为:

  其他的类地行星可能也有相似的结构与物质组成,当然也有一些区别:月球至少有一个小内核;水星有一个超大内核(相当于它的直径);火星与月球的地幔要厚得多;月球与水星可能没有由不同化学元素构成的地壳;地球可能是唯一一颗有内核与外核的类地行星。值得注意的是,我们的有关行星内部构造的理论只是适用于地球。

  不像其他类地行星,地球的地壳由几个实体板块构成,各自在热地幔上漂浮。理论上称它为板块说。它被描绘为具有两个过程:扩大和缩小。扩大发生在两个板块互相远离,下面涌上来的岩浆形成新地壳时。缩小发生在两个板块相互碰撞,其中一个的边缘部份伸入了另一个的下面,在炽热的地幔中受热而被破坏。在板块分界处有许多断层(比如加利福尼亚的San Andreas断层),大洲板块间也有碰撞(如印度洋板块与亚欧板块)。目前有八大板块:

  还有超过廿个小板块,如阿拉伯,菲律宾板块。地震经常在这些板块交界处发生。绘成图使得更容易地看清板块边界(上图)。

  地球的表面十分年轻。在50亿年的短周期中(天文学标准),不断重复着侵蚀与构造的过程,地球的大部分表面被一次又一次地形成和破坏,这样一来,除去了大部分原始的地理痕迹(比如星体撞击产生的火山口)。这样一来,地球上早期历史都被清除了。地球至今已存在了45到46亿年,但已知的最古老的石头只有40亿年,连超过30亿年的石头都屈指可数。最早的生物化石则小于39亿年。没有任何确定的记录表明生命线%的地球表面为水所覆盖。地球是行星中唯一一颗能在表面存在有液态水(虽然在土卫六的表面存在有液态乙烷与甲烷,木卫二的地下有液态水)。我们知道,液态水是生命存在的重要条件。海洋的热容量也是保持地球气温相对稳定的重要条件。液态水也造成了地表侵蚀及大洲气候的多样化,目前这是在太阳系中独一无二的过程(很早以前,火星上也许也有这种情况)。

  地球的大气由77%的氮,21%氧,微量的氩、二氧化碳和水组成。地球初步形成时,大气中可能存在大量的二氧化碳,但是几乎都被组合成了碳酸盐岩石,少部分溶入了海洋或给活着的植物消耗了。现在板块构造与生物活动维持了大气中二氧化碳到其他场所再返回的不停流动。大气中稳定存在的少量二氧化碳通过温室效应对维持地表气温有极其深远的重要性。温室效应使平均表面气温提高了35℃(从冻人的-21℃升到了适人的14℃);没有它海洋将会结冰,而生命将不可能存在。

  丰富的氧气的存在从化学观点看是很值得注意的。氧气是很活泼的气体,一般环境下易和其他物质快速结合。地球大气中的氧的产生和维持由生物活动完成。没有生命就没有充足的氧气。

  地球与月球的交互作用使地球的自转每世纪减缓了2毫秒。当前的调查显示出大约在9亿年前,一年有481天又18小时。

  地球有一个由内核电流形成的适度的磁场区。由于太阳风的交互作用,地球磁场和地球上层大气引发了极光现象(参见行星际介质)。这些因素的不定周期也引起了磁极在地表处相对地移动;北磁极现正在北加拿大。

  地球大气组成中,77%是氮气而21%是氧气,再来就是微量的氩、二氧化碳及水气。地球初形成时的大气很可能大部分都是二氧化碳,不过它们大多已被碳酸盐类岩石给结合,其余的则是溶入海洋及被绿色植物耗尽;如今板块构造运动及生物作用是大气中二氧化碳消长的持续主控者。大气中存在的水气及微量二氧化碳所造成的温室效应是维持地表温度极重要的作用,温室效应使地表温度提高了大约35℃,否则地表的平均温度将是酷寒的 -21℃! 若没有水气及二氧化碳,海水会冻结,而我们已知的生命型式将无从开展。 此外,水气更是地球水循环及天气变化中不可或缺的要角。

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