地球档案:基本信息大揭秘
在浩瀚无垠的太阳系中,地球稳稳占据着距离太阳由近及远的第三把交椅,与太阳的平均距离约为1.496亿千米,这个恰到好处的距离,为地球上生命的诞生和繁衍奠定了基础。从个头来看,地球的平均直径约为12742千米,赤道直径约为12756千米,呈现出两极稍扁、赤道略鼓的椭球体形态。打个比方,如果把太阳系的八大行星比作一群兄弟姐妹,地球在类地行星(水星、金星、地球、火星)这个小团体里,那可是“大块头”,直径远超水星的4880千米、以及火星的6779千米,略大于金星的12103.6千米,是当之无愧的“老大哥”;但要是和木星、土星这些气态巨行星相比,就显得有些“小巧玲珑”了,木星直径达139822千米,土星直径也有120536千米,地球在它们面前,就像小朋友站在巨人身边。
再说说质量,地球约为5.965×10²⁴千克,相当于60万亿亿吨,这个数字大得超乎想象。科学家们为了测出地球质量,可谓煞费苦心。牛顿发现万有引力定律后,理论上利用公式能算出地球质量,可实际操作却困难重重,因为引力太微弱了。直到1798年,卡文迪许通过巧妙改良实验装置,利用扭秤实验成功测量出引力常量,进而得出地球质量,他也因此被誉为“第一个称地球的人”。在太阳系行星质量排名中,地球在类地行星里质量最大,是水星质量的约18倍、金星质量的约1.2倍、火星质量的约9.3倍;不过在整个太阳系,它仅为木星质量的0.00315倍,土星质量的0.01倍,还是显得相对“轻盈”。
地球的平均密度约为5.52g/cm³,在太阳系八大行星中独占鳌头。这是因为地球内部有着致密的铁镍核心,密度高达10g/cm³左右,而地表岩石平均密度在3g/cm³左右。相比之下,木星平均密度1.33g/cm³,土星更是低至0.69g/cm³,要是有个足够大的“宇宙海洋”,土星都能漂浮起来,和地球的“扎实”形成鲜明对比。
宇宙孤儿?生命独宠地球的秘密
在太阳系的八大行星里,地球是唯一一颗被生命“选中”的星球,这背后隐藏着诸多精妙的条件。
适宜的温度是生命诞生的基石。地球与太阳恰到好处的距离,使得地球表面平均温度维持在15℃左右,这个温度范围允许水以液态形式存在。液态水对于生命的重要性不言而喻,它就像生命化学反应的“舞台”,众多生物化学反应都需要在水溶液环境中才能顺利进行。例如,细胞内的各种物质运输、新陈代谢等生命活动,都离不开液态水的参与。如果地球离太阳再近一些,像金星一样,表面温度高达460℃左右,这样的高温会使水迅速蒸发,生命难以存活;要是离太阳远一点,如同火星,平均温度在-63℃左右,水大多会冻结成冰,生命也很难孕育。地球拥有大量的液态水,约 71% 的表面被广袤的海洋所覆盖,海洋平均海拔约3795米,水量之大让人惊叹!水不仅是生命化学反应的溶剂,还参与了许多重要的生物化学反应。在原始地球的海洋中,经过漫长的化学演化过程,简单的无机物逐渐合成了复杂的有机分子,如氨基酸、核苷酸等,这些有机分子是构成生命的基础物质。随着时间的推移,它们进一步组合形成了蛋白质、核酸等生物大分子,最终诞生了地球上最初的生命形式。并且,海洋在调节地球气候方面也功不可没,它像一个巨大的“蓄热器”,储存和释放热量,影响着全球的气候和洋流循环,为生命的繁衍提供了适宜的环境。
地球的大气层宛如一位忠诚的“守护者”,为生命的诞生和繁衍保驾护航。大气层主要由氮气(约占78%)、氧气(约占21%)、少量的二氧化碳、氩气等气体组成。其中,氧气是绝大多数生物呼吸所必需的物质,地球上的动植物通过呼吸作用吸入氧气,呼出二氧化碳,维持生命活动。大气层中的臭氧层也发挥着关键作用,它能吸收太阳辐射中大部分有害的紫外线,防止紫外线对生物细胞造成损伤,就像给地球撑起了一把“保护伞”。如果没有大气层,地球将直接暴露在宇宙辐射和太阳的炙烤之下,生命根本无法立足。而且,大气层还参与了地球的气候调节,它可以储存热量,使得地球昼夜温差不会过大,让生命有一个相对稳定的生存环境。例如,白天大气层吸收太阳辐射的热量,避免地球表面温度过高;夜晚大气层又将储存的热量缓慢释放,防止地球表面温度骤降。
数据来源:
艾伯史密斯《地球质量是多少,第一个算出地球质量的人是谁?》
原理公众号《在地球深处,隐藏着一颗古老行星的遗迹?》
知乎天文在线《作为太阳系中最大的行星,木星究竟有多大?》
知乎Timeic《太阳系3: 水星》
新浪看点 天文在线《天文小知识:什么是金星?有何特别的?》
今日头条《你真的了解地球吗?回顾地球46亿年的诞生和生命演化史,它太难了》
John Woodward. 2017. Super Earth Encyclopedia. Dorling Kindersley: 11~15.
编辑:李苒苒
校对:张 凡
审核:陈 萍
免责声明:本文为转载,文中观点仅供地学爱好者参考,不代表本网站观点和立场。