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地球概述

　　地球是太阳系八大行星之一，从诞生之日起，已历46亿年。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。在英语里，地球是唯一一个不是从希腊及罗马神话中得到的名字。英语的地球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）。

 

地球数据

　　年龄：44～46 亿年。
　　 公转周期：约365.325天
　　回归年长度： 365.645天。
　　公转轨道：呈椭圆形。7月初为远日点，1月初为近日点。
　　自转周期：恒星日为23小时56分06秒。太阳日为24小时。
　　自转方向：自西向东。
　　卫星（天然）——1颗（月球）
　　大气主要成份——氮（78%）、氧（21%）和二氧化碳（ 0.037%）水蒸气(0.03%)稀有气体（0.933%）
　　地壳主要成份——氧（47%）、硅（28%）和铝（8%）。
　　表面大气压——1013.250毫帕，或760毫米高汞柱。
　　赤道半径 = 6378.140 公里　
　　极半径 = 6356.755 公里　
　　平均半径 = 6371.004 公里　
　　最大周长 ≈40000公里
　　赤道周长 = 40075.13 公里　
　　体积=10832亿万立方公里。
　　质量=5.9742×10^21 吨。
　　平均密度=5.518 g/cm^3
　　

地球

表面积=5.11亿平方公里。
　　海洋面积=3.617453亿平方公里。(占总表面积的70.8％)
　　陆地面积=1.49亿平方公里(占总表面积的29.2％)
　　纬度1°长度 = 111.133－0.559cos2φ 公里 (纬度φ处)　
　　经度1°长度 = 111.413cosφ－0.094cos3φ 公里　
　　大气中的声速(0度) V = 331.36 米／秒　
　　大气中的声速(常温) V = 340米／秒　
　　地球表面磁场强度 ～ 5×10-5 特斯拉　
　　北磁极：76°N, 101°W;　
　　南磁极：66°S, 140°E　
　　地球表面重力加速度(φ = 45°) : g = 9.8061 米／秒²　
　　地球表面脱离速度 ＝ 11.2 公里/秒　
　　光行差常数(J2000) k = 20.49552"　
　　黄赤交角(J2000) ε = 23°26'21".448　
　　黄径总岁差(J2000) P = 5029”.0966 (每世纪)　
　　岁差周期 ＝ 25800 年　
　　平均轨道速度 ＝ 29.79 公里/秒

 

地球的质量的计算

　　卡文迪许认为地球的质量约为6×10^24千克
　　地球的赤道半径ra=6378137m≈6.378×10^6m，极半径rb=6356752m≈6.357×10^6m，扁率e=1/298.257,忽略地球非球形对称，平均半径r=6.371×10^6m。在赤道某海平面处重力加速度的值ga=9.780m/s^2,在北极某海平面处的重力加速度的值gb=9.832m/s^2，全球通用的重力加速度标准值g=9.807m/s^2，地球自转周期为23小时56分4秒（恒星日），即T=8.616×10^4s。
　　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
　　方法二、在北极，不考虑地球自转，则计算为5.954*10^24kg
　　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。
　　方法四、为6.220*10^24kg

 

地球的主要成分

　　直到十六世纪中期时，人类才了解到地球只不过是太阳系的一颗行星而已。
　　地球不需太空探测船即可认识，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，地球的太空影响对天气预测，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、壮观。
　　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）：
　　0～40地壳40～2890地幔2890～5150外地核5150～6378内地核
　　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； 地幔也是固态，不过在它上部有一层极小部分熔融的区域，称为软流圈 ，其上的地幔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次方千克： 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；下部地幔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 。
　　地球是平均密度最大的主要星体。
　　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。

 

地球的温度

　　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℃。

 

地球的运动

　　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，自转的线速度是每秒465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，平均线速度每秒钟约为30千米。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。

 

地球的地震波

　　我们能够用钻探了解地球内部,可现在最先进的钻探也不过能穿透14千米,如果把地球比作一个鸡蛋的话,那就连鸡蛋皮也没穿透.后来,科学家们终于知道了打开地心之门的钥匙——地震波.20世纪初，南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇忽然醒悟：原来地震波就是我们探察地球内部的“超声波探测器”！地震波就是地震时发出的震波，它有横波和纵波两种，横波只能穿过固体物质,纵波却能在固体、液体和气体任一种物资中自由通行。通过的物质密度大，地震波的传播速度就快，物质密度小，传播速度就慢。莫霍洛维奇发现，在地下33千米的地方，地震波的传播速度猛然加快，这表明这里的物质密度很大，物质成分也与地球表面不同。地球内部这个深度，就被称为“莫霍面”。
　　1914年，美国地震学家古登堡又发现，在地下2900千米的地方，纵波速度突然减慢，横波则消失了，这说明，这里的物质密度变小了，固体物质也没有了，地球之心在这里，只剩下了液体和气体。这个深度，就被称为“古登堡面”。
　　地球之心之谜终于搞清楚了：地球从外到里，被莫霍面和古登堡面分成三层，分别是地壳、地幔和地核。地壳主要是岩石，地幔主要是含有镁、铁和硅的橄榄岩，地核，也就是真正的地球之心，主要是铁和镍，那里的温度可能高达4982摄氏度^[1]。
　　地球是人类的共同家园，然而，随着科学技术的发展和经济规模的扩大，全球环境状况在过去30年里持续恶化。有资料表明：自1860年有气象仪器观测记录以来，全球年平均温度升高了0.6摄氏度，最暖的13个年份均出现在1983年以后。20世纪80年代，全球每年受灾害影响的人数平均为1．47亿，而到了20世纪90年代，这一数字上升到2．11亿。目前世界上约有40％的人口严重缺水，如果这一趋势得不到遏制，在30年内，全球55％以上的人口将面临水荒。自然环境的恶化也严重威胁着地球上的野生物种。如今全球12％的鸟类和四分之一的哺乳动物濒临灭绝，而过度捕捞已导致三分之一的鱼类资源枯竭。

 

地球的形状

　　科学家经过长期的精密测量，发现地球并不是一个规则球体，而是一个两极稍扁、赤道略鼓的不规则球体。地球的赤道半径约长6378.137Km ，这点差别与地球的平均半径相比，十分微小，从宇宙空间看地球，仍可将它视为一个规则球体。如果按照这个比例制作一个半径为1米的地球仪，那么赤道半径仅仅比极半径长了大约3毫米，凭着人的肉眼是难以察觉出来的，因此在制作地球仪时总是将它做成规则球体。

 

地球的历史时代划分

　　历史时代 百万年 主要事件
　　冥古宙 隐生代 4570 地球出现
　　原生代 4150 地球上出现第一个生物---细菌
　　酒神代 3950 古细菌出现
　　早雨海代 3850 地球上出现海洋和其他的水
　　太古宙 始太古代 3800
　　古太古代 3600 蓝绿藻出现
　　中太古代 3200
　　新太古代 2800 第一次冰河期
　　元古宙 成铁纪 2500
　　层侵纪 2300
　　造山纪 2050
　　古元古代 固结纪 1800
　　盖层纪 1600
　　延展纪 1400
　　中元古代 狭带纪 1200
　　拉伸纪 1000 罗迪尼亚古陆形成
　　成冰纪 850 发生雪球事件
　　新元古代 埃迪卡拉纪 630 +5/-30 多细胞生物出现
　　显生宙 古生代 寒武纪 542.0 ± 1.0 寒武纪生命大爆发
　　奥陶纪 488.3 ± 1.7 鱼类出现；海生藻类繁盛
　　志留纪 443.7 ± 1.5 陆生的裸蕨植物出现
　　泥盆纪 416.0 ± 2.8 鱼类繁荣 两栖动物出现 昆虫出现 种子植物出现 石松和木贼出现
　　石炭纪 359.2 ± 2.5 昆虫繁荣 爬行动物出现 煤炭森林 裸子植物出现爬行动物出现
　　中生代 二叠纪 299.0 ± 0.8 二叠纪灭绝事件，地球上95%生物灭绝 盘古大陆形成
　　三叠纪 251.0 ± 0.4 恐龙出现 卵生哺乳动物出现
　　侏罗纪 199.6 ± 0.6 有袋类哺乳动物出现 鸟类出现 裸子植物繁荣 被子植物出现
　　白垩纪 99.6 ± 0.9 恐龙的繁荣和灭绝 白垩纪-第三纪灭绝事件，地球上45%生物灭绝 有胎盘的哺乳动物出现
　　新生代 65.5 ± 0.3 到现在

 

世界地球日

　　1970年4月22日，在太平洋彼岸的美国，人们为了解决环境污染问题，自发地掀起了一场声势浩大的群众性的环境保护运动。在这一天，全美国有10000所中小学，2000所高等院校和2000个社区及各大团体共计2000多万人走上街头。人们高举着受污染的地球模型、巨画、图表，高喊着保护环境的口号，举行游行、集会和演讲，呼吁政府采取措施保护环境。这次规模盛大的活动，震撼朝野，促使美国政府于70年代初通过了水污染控制法和清洁大气法的修正案，并成立了美国环保局。从此，美国民间组织提议把4月22日定为“地球日”，它的影响随着环境保护的发展而日趋扩大并超过了美国国界，得到了世界许多国家的积极响应。
　　“地球日”诞生后20年中，世界范围内的环境保护工作取得了很大的进展。1972年6月，联合国召开了具有划时代意义的人类环境会议，1973年，成立了联合国环境规划署，许多国家都相继成立了环境保护管理机构和科研机构，环境保护被提上了许多国家政府的重要议事日程，环境问题受到了公众的普遍关注。在许多重大的国际会议上，环境保护也成为重要议题之一，如1989年召开的44届联大、不结盟国家首脑会议、英联邦国家首脑会议、西方七国首脑会议等都讨论了环境问题，并通过了关于环境保护的决议或宣言。这说明环境保护已成为国际政治和国际关系的“热点”。越来越多的政治家、科学家、有识之士都强烈的认识到，环境污染和生态恶化会使社会的文明进程将受到巨大阻碍。
　　由于环境保护问题已成为国际政治的热点，1990年的地球日活动组织者们决定，要使1990年的地球日成为第一个国际性的地球日，以促使全球亿万民众都来积极地参与环境保护。为此，地球日活动的组织者致函中国、美国、英国三国领导人和联合国秘书长，呼吁以1990年4月22日为目标日期，举行高级环境会晤，为缔结多边条约奠定基础。呼吁各国采取积极步骤，达成协议，以阻止和扭转全球环境恶化趋势的发展。同时呼吁全世界愿意致力保护环境，进行国际合作的政府，在本国举办“地球日”20周年庆祝活动。
　　庆祝“地球日”20周年活动的呼吁，得到了五大洲各国和各种团体的热烈响应和积极支持。美国总统布什宣布，把4月22日作为美国法定的地球日，并呼吁公民积极投身到改善环境的行动中去。“1990年地球日”协调委员会主席丹尼斯·海斯事先拜访了伦敦、巴黎、罗马、波恩、布鲁塞尔等地的活动小组，并得到明确的答复，同意将1990年的地球日作为国际地球日进行纪念。亚洲、非洲、美洲的许多国家和地区也都积极响应，组织纪念活动。众多的国际组织，如国际学生联合会、青年发展与合作协会等，也都表示大力支持和积极参与“地球日”20周年纪念活动。1990年4月22日这一天，全世界有100多个国家举行了各种各样的环境保护宣传活动，参加入数达几亿人。从那时起，“地球日”才具有国际性，成为“世界地球日”。
　　世界地球日活动旨在唤起人类爱护地球、保护家园的意识，促进资源开发与环境保护的协调发展。中国从20世纪90年代起，每年4月22日都举办世界地球日活动。
　　近年地球日中国主题
　　世界地球日没有国际统一的特定主题，中国参与世界地球日活动是从20世纪90年代开始的。在1990年4月22日地球日20周年之际，李鹏总理发表了电视讲话，支持地球日活动。从此，中国每年都进行地球日的纪念宣传活动。4月22日是“世界地球日”，每年的“地球日”没有国际统一的特定主题，它的总主题始终是“只有一个地球”；面对日益恶化的地球生态环境，我们每个人都有义务行动起来，用自己的行动来保护我们生存的家园。20世纪90年代以来，中国社会各界每年4月22日都要举办“世界地球日活动。”目前最主要的活动是由中国地质学会、国土资源部组织的纪念活动。每年中国纪念“世界地球日”，都要确定一个主题。以下为历年主题：
　　1974年　只有一个地球
　　1975年　人类居住
　　1976年　水：生命的重要源泉
　　1977年　关注臭氧层破坏、水土流失、土壤退化和滥伐森林
　　1978年　没有破坏的发展
　　1979年　为了儿童和未来——没有破坏的发展
　　1980年　新的10年，新的挑战——没有破坏的发展
　　1981年　保护地下水和人类食物链；防治有毒化学品污染
　　1982年　纪念斯德哥尔摩人类环境会议10周年——提高环境意识
　　1983年　管理和处置有害废弃物；防治酸雨破坏和提高能源利用率
　　1984年　沙漠化
　　1985年　青年、人口、环境
　　1986年　环境与和平
　　1987年　环境与居住
　　1988年　保护环境、持续发展、公众参与
　　1989年　警惕，全球变暖！
　　1990年　儿童与环境
　　1991年　气候变化——需要全球合作
　　1992年　只有一个地球——一齐关心，共同分享
　　1993年　贫穷与环境——摆脱恶性循环
　　1994年　一个地球，一个家庭
　　1995年　各国人民联合起来，创造更加美好的世界
　　1996年　我们的地球、居住地、家园
　　1997年　为了地球上的生命
　　1998年　为了地球上的生命——拯救我们的海洋
　　1999年　拯救地球，就是拯救未来
　　2000年　2000环境千年——行动起来吧！
　　2001年　世间万物，生命之网
　　2002年　让地球充满生机
　　2003年　善待地球，保护环境
　　2004年　善待地球，科学发展
　　2005年　善待地球－－科学发展，构建和谐
　　2006年　善待地球－－珍惜资源，持续发展
　　2007年　善待地球－－从节约资源做起
　　2008年 善待地球——从身边的小事做起
　　2009年 认识地球，保障发展——了解我们的家园深部
　　地球正在一点一点消失，请大家爱护地球。

 

地球的自然灾害

　　地震 滑坡 台风 海啸 冰雹 旱灾 飙风 洪灾 寒潮 雪灾 酸雨
　　沙尘暴 荒漠化 暴风潮 龙卷风 泥石流
　　水土流失 火山爆发 生物灾害 雪崩

 

地球结构

　　直到16世纪哥白尼时代人们才明白地球只是一颗行星。
　　 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！
　　地球由于不同的化学成分与地震性质被分为不同的岩层（深度：千米）：
　　0～40 地壳
　　40～ 400 Upper mantle 上地幔
　　400～ 650 Transition region 过渡区域
　　650～2700 Lower mantle 下地幔
　　2700～2890 D'' layer D"层
　　2890～5150 Outer core 外核
　　5150～6378 Inner core 内核
　　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）:
　　大气 = 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：
　　34.6% 铁
　　29.5% 氧
　　15.2% 硅
　　12.7% 镁
　　2.4% 镍
　　1.9% 硫
　　0.05% 钛
　　地球是太阳系中密度最大的星体。
　　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：
　　北美洲板块 － 北美洲，西北大西洋及格陵兰岛
　　南美洲板块 － 南美洲及西南大西洋
　　南极洲板块 － 南极洲及沿海
　　亚欧板块 － 东北大西洋，欧洲及除印度外的亚洲
　　非洲板块 － 非洲，东南大西洋及西印度洋
　　印度与澳洲板块 － 印度，澳大利亚，新西兰及大部分印度洋
　　Nazca板块 － 东太平洋及毗连南美部分地区
　　太平洋板块 － 大部分太平洋（及加利福尼亚南岸）
　　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真正开始的时刻。71％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。

 

地球卫星

　　月球俗称月亮，也称太阴。在太阳系中是地球中唯一的天然卫星。月球是最明显的天然卫星的例子。在太阳系里，除水星和金星外，其他行星里面都有天然卫星。月球的年龄大约有46亿年。月球有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60-65公里。月壳下面到1000公里深度是月幔，它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核，月核的温度约为1000度，很可能是熔融状态的。月球直径约3476公里，是地球的1/4。体积只有地球的1/49，质量约7350亿亿吨，相当于地球质量的1/81，月球表面的重力差不多是地球重力的1/6。
　　月球表面有阴暗的部分和明亮的区域。早期的天文学家在观察月球时，以为发暗的地区都有海水覆盖，因此把它们称为“大海 ”。著名的有云海、湿海、静海等。而明亮的部分是山脉，那里层峦叠嶂，山脉纵横，到处都是星罗棋布的环形山。位于南极附近的贝利环形山直径295公里，可以把整个海南岛装进去。最深的山是牛顿环形山，深达8788米。除了环形山，月面上也有普通的山脉。高山和深谷叠现，别有一番风光。
　　月球的正面永远都是向着地球。另外一面，除了在月面边沿附近的区域因天秤动而中间可见以外，月球的背面绝大部分不能从地球看见。在没有探测器的年代，月球的背面一直是个未知的世界。月球背面的一大特色是几乎没有月海这种较暗的月面特征。而当人造探测器运行至月球背面时，它将无法与地球直接通讯。
　　月球约一个农历月绕地球运行一周，而每小时相对背景星空移动半度，即与月面的视直径相若。与其他卫星不同，月球的轨道平面较接近黄道面，而不是在地球的赤道面附近。
　　相对于背景星空，月球围绕地球运行(月球公转)一周所需时间称为一个恒星月；而新月与下一个新月（或两个相同月相之间）所需的时间称为一个朔望月。朔望月较恒星月长是因为地球在月球运行期间，本身也在绕日的轨道上前进了一段距离。
　　因为月球的自转周期和它的公转周期是完全一样的，地球上只能看见月球永远用同一面向着地球。自月球形成早期，地球便一直受到一个力矩的影响引致自转速度减慢，这个过程称为潮汐锁定。亦因此，部分地球自转的角动量转变为月球绕地公转的角动量，其结果是月球以每年约38毫米的速度远离地球。同时地球的自转越来越慢，一天的长度每年变长15微秒。
　　月球对地球所施的引力是潮汐现象的起因之一。月球围绕地球的轨道为同步轨道，所谓的同步自转并非严格。由于月球轨道为椭圆形，当月球处于近日点时，它的自转速度便追不上公转速度，因此我们可见月面东部达东经98度的地区，相反，当月处于远日点时，自转速度比公转速度快，因此我们可见月面西部达西经98度的地区。这种现象称为经天秤动。
　　严格来说，地球与月球围绕共同质心运转，共同质心距地心4700千米（即地球半径的2/3处）。由于共同质心在地球表面以下，地球围绕共同质心的运动好像是在“晃动”一般。从地球北极上空观看，地球和月球均以迎时针方向自转；而且月球也是以迎时针绕地运行；甚至地球也是以迎时针绕日公转的。
　　很多人不明白为甚么月球轨道倾角和月球自转轴倾角的数值会有这么大的变化。其实，轨道倾角是相对于中心天体（即地球）而言的，而自转轴倾角则相对于卫星。
　　月球的轨道平面（白道面）与黄道面（地球的公转轨道平面）保持着5.145 396°的夹角，而月球自转轴则与黄道面的法线成1.5424°的夹角。因为地球并非完美球形，而是在赤道较为隆起，因此白道面在不断进动（即与黄道的交点在顺时针转动），每6793.5天（18.5966年）完成一周。期间，白道面相对于地球赤道面（地球赤道面以23.45°倾斜于黄道面）的夹角会由28.60°（即23.45°+ 5.15°） 至18.30°（即23.45°- 5.15°）之间变化。同样地，月球自转轴与白道面的夹角亦会介乎6.69°（即5.15° + 1.54°）及3.60°（即5.15° - 1.54°）。月球轨道这些变化又会反过来影响地球自转轴的倾角，使它出现±0.002 56°的摆动，称为章动。
　　白道面与黄道面的两个交点称为月交点－－其中升交点（北点）指月球通过该点往黄道面以北；降交点（南点）则指月球通过该点往黄道以南。当新月刚好在月交点上时，便会发生日食；而当满月刚好在月交点上时，便会发生月食。
　　月球背面的结构和正面差异较大。月海所占面积较少，而环形山则较多。地形凹凸不平，起伏悬殊最长和最短的月球半径都位于背面，有的地方比月球平均半径长4公里，有的地方则短5公里（如范德格拉夫洼地）。背面未发现“质量瘤”。背面的月壳比正面厚，最厚处达150公里，而正面月壳厚度只有60公里左右。
　　月球本身并不发光，只反射太阳光。月球亮度随日、月间角距离和地、月间距离的改变而变化。平均亮度为太阳亮度的1/465000，亮度变化幅度从1/630000至1/375000。满月时亮度平均为 -12.7等（见）。它给大地的照度平均为0.22勒克斯，相当于100瓦电灯在距离21米处的照度。月面不是一个良好的反光体，它的平均反照率只有7％，其余93％均被月球吸收。月海的反照率更低，约为 6％。月面高地和环形山的反照率为17％，看上去山地比月海明亮。月球的亮度随而变化，下表以满月亮度为100，列出不同月龄时的亮度值。从中可以看出，满月时的亮度比上下弦要大十多倍。
　　由于月球上没有大气，再加上月面物质的热容量和导热率又很低，因而月球表面昼夜的温差很大。白天，在阳光垂直照射的地方温度高达+127℃；夜晚，温度可降低到-183℃。这些数值，只表示月球表面的温度。用射电观测可以测定月面土壤中的温度，这种测量表明，月面土壤中较深处的温度很少变化，这正是由于月面物质导热率低造成的。
　　从月震波的传播了解到月球也有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳厚60～65公里。月壳下面到1,000公里深度是月幔，占了月球大部分体积。月幔下面是月核。月核的温度约1,000℃，很可能是熔融的，据推测大概是由Fe-Ni-S和榴辉岩物质构成。

 

地球的宇宙环境

　　
　　 地球属于银河系太阳系，处在金星与火星之间，是太阳系中距离太阳第三近的行星，有一颗卫星。地球是目前发现一个具有生命个体的行星。
　　地球所处的宇宙环境是指以地球为中心的宇宙环境，可以从宏观和微观两个层面理解。宏观层面上是指地球在天体系统中所处的位置，即地月系—太阳系—银河系—总星系；微观层面上是指地球在太阳系中所处的位置。在无限的宇宙空间中，地球只不过是沧海之一粟，它处在永不止息的运动中。

 

地球的内部环境

　　
　　地面早已绝迹的动物，难道地球内部真的存在一个世外桃源吗？
　　远在1904年，美国加利福尼亚卡斯特山脉中一个叫布朗的采矿者，发现一处类似巨人住的人工地道。洞穴中有用巨大铜锁住的巨大房舍，墙壁间有黄金铸成的盾和从未见过的物品，墙壁上还画着奇怪的图画和文学。
　　第二次大战期间，美国陆军上士兵希伯在和侵缅日军战斗中与战友失散被遗留森林，有一天他无意中发现一处被巨石隐蔽的洞口。希伯冒险进入洞内，竟然发现里面被人工光源照得亮如白昼，俨然是一处庞大的地下城市。希伯正看得惊迷时，突然被抓住，一关就是4年，后寻机拼命逃出。据他说这个地下王国通向地面的隧道有7条，分别在世界其它一些地方开有秘密出入口。
　　1968年1月美国TG石油公司勘探队在土耳其西方大洞穴地下270米的地方，发现地底深邃的岩盘隧道，洞内高约4--5米，洞壁洞顶光滑明亮，显然为人工磨成。洞内到处是蛛网似的横洞，俨然一个令人扑朔迷离的迷宫。
　　无独有偶，数年前的一个夏夜，在中国贵州安顺县龙宫附近一座山半腰的洞内，射出一束强光，光柱呈桶形，直经足有4米，扫过500米田野，径直射向对面山坡，照得四周村庄田野通亮，时间持续有数分钟之久。据当地县志记载，清顺治年间亦曾发生过这种奇景。然而那个山洞当地人非常熟悉，洞内空无一物，那么强光源从何而来呢?
　　或许有人会问，若真的存在这个地下王国，那么他们为什么不回到阳光明媚的地面来生活呢?答案似乎只有一个：这个地下王国的居民长居在地下，或已演化成嗜热的硅生命体，已不可能再适应地面的生活。
　　有一点是肯定的，假设地下王国真的存在，那么他们必定掌握着高于地表人的科学技术，诸如飞碟等一系列所谓之谜也就不难获得答案了。且不说是否真的存在着一个地下王国，难道地球内部确是空的吗?不少地球物理专家认为，地球的现有重量是6兆吨的百万倍，假如地球内部不是空的，它的重量应远不止此。
　　地球的现有重量为6兆吨的百万倍说法有一定的争议，测量地球的重量不能仅凭几个数学公式来计算，也不能够抛开太阳对地球的引力作用。地球的引力，导致地球表面物质重量的产生，计算地球的重量单位不能套用地球表面物质的重量算法及单位。应当依据太阳系本身，对各大行星的引力作用系数，产生的太阳系物质重量单位，才能够计算出地球的实际重量。地下王国之说，引发了科学界一场有关“地球空洞说”的激烈争论，结果如何，只能拭目以待。但是它启发了我们地表人，当地球气候发生骤变或其它地表灾难发生时，我们地表人转入地下或许比移居外星球更具现实意义。
　　地球的空洞学说缺少科学证据，在地球形成的过程中，地球内部的洞穴空间成因有两种：其一，地幔岩浆的频繁活动导致了造山运动，从而形成了自然的岩石空洞现象。其二，在人类亿万年的发展过程中，为了避免大自然的伤害而开凿的地下洞穴。由于地震的频繁发生，对于居住在洞穴的人类来说，其伤害将会大于地表层。人类不可能长期的生存在地下，地球的空洞学说是一种杜撰现象，没有任何的理论依据。

 

地球与人口的关系

　　从资源与人类的关系以及环境与人类的关系看，地球上的人口有一个数量限制：人口数量＝适合人类居住的面积／个体生产和生活所需要的场地。用公式表示为：X =S/s=aS。其中X为人口的数量，S为适合人类居住的面积，s为每个个体生产和生活所需要的场地,a=1/s,为常数。上式X=aS可称之为人口定律。
　　从生产和生活所需的角度看，人类每个个体生产和生活所需要的场地为1500平方米。从人口定律公式X=aS和地球上适合人类居住的面积与每个个体生产和生活所需要的场地为1500平方米，可算出地球人口上限。
　　现代人口普查是指在国家统一规定的时间内，按照统一的项目、统一的表格和统一的填写方法，对全国人口普遍地、逐户逐人地进行调查登记。它是一种有严密组织领导、有周密计划 、用科学方法进行的大规模社会调查。美国从1790年开始进行人口普查，是最早进行人口普 查的国家。
　　联合国人口普查的内容共有36个项目，包括人口迁移、家庭、生育率、死亡率、教育、经济 、住房等特征。有些国家的人口普查项目更多。例如，美国1980年有65项，加拿大1981年有 69项，印度1981年有40项，菲律宾1980年有41项。
　　人口普查信息具有法律效力。它的作用可概括为以下三方面:(1)制定政策,分配选举名额,拟 订建设计划。例如美国宪法规定每10年进行一次人口普查，以便准确分配众议院议席，按人 口比例确定每州议员人数和联邦政府给各州的经费。(2)用于研究人口的地区分布、生育、 死亡、增长、性别、年龄、城乡、职业、文化等特征。(3)通过普查得到的人口数量、分布 、年龄、性别等方面的信息，确定对住房设备、食物、衣着、文娱设施、医药等的供应、商 业网点的布设、商品和劳力的分配等。
　　人口普查信息仅是数字地球庞大信息家族的一个小小的成员。数字地球可将人口普查信息以 及其他地球空间数据融于一体，如将人口信息按部门、行政单元统一存档管理，并通过互联 网与地物空间特征(如地物影像)相呼应。通过数字地球，人们可浏览地球上某一国家或地区 的系列电子地图(如地形、水系、土地利用、人口分布等)和说明文字, 并获得有关人口及其 居住空间的详细信息，包括总人口、男女比例、文化程度、民族、职业、经济、教育、商业 、医疗卫生、公共福利、就业和社会保险等。通过访问个人主页，可获得包括照片在内的详 细信息。
　　人口普查信息被广泛用于人口分析和预测。科学家通过解译高分辨率卫星影像可获得城市地 面建筑物信息，并估算出居民点的人口数量。卫星遥感、地理信息系统和互联网技术支撑下 的数字地球，具有强大的分析、评价和模拟能力。例如，美国加利福尼亚地区彭德尔顿的科 学家通过收集地形、土壤类型、年降雨量、植被、土地利用及土地所有权等信息，可模拟 出不同人口增长对生物多样性的影响。又如，通过人口普查数据，可模拟出城市人口的动态 增长、人口分布和人口迁移。像“三峡工程”这样的大型工程项目中的移民问题,都可借助 数字地球的网络功能、互操作以及地理信息系统技术来解决。

 

地球的未来

　　地球的未来与太阳有密切的关联，由于氦的灰烬在太阳的核心稳定的累积，太阳光度将缓慢地增加，在未来的11亿年中，太阳的光度将增加10%，之后的35亿年又将增加40%。气候模型显示抵达地球的辐射增加，可能会有可怕的后果，包括地球的海洋可能消失。
　　地球表面温度的增加会加速无机的二氧化碳循环，使它的浓度在9亿年间还原至植物致死的水平（对C4光合作用是10 ppm）。缺乏植物会导致大气层中氧气的流失，那么动物也将在数百万年内绝种。而即使太阳是永恒和稳定的，地球内部持续的冷却，也会造成海洋和大气层的损失（由于火山活动降低）。在之后的数十亿年，表面的水将完全消失，并且全球的平均温度将可能达到70°C。
　　太阳，在它演化 的一部分，在大约50亿年后将成为红巨星。模型预测届时的太阳直径将膨胀至现在的250倍，大约1天文单位（149,597,871千米）。地球的命运并不很清楚，当太阳成为红巨星时，大约已经流失了30%的质量，所以若不考虑潮汐的影响，当太阳达到最大半径时，地球会在距离太阳大约1.7天文单位（254,316,380千米）的轨道上，因此，地球会逃逸在太阳松散的大气层封包之外。然而，绝大部分（如果不是全部）现在的生物会因为与太阳过度的接近而被摧毁。可是，最近的模拟显示由于潮汐作用和拖曳将使地球的轨道衰减，也有可能将地球推出太阳系。