太阳离地球有多远？
地球是太阳系八大行星之一，国际名“盖亚”，在离太阳由近到远的顺序中排第三。它有一颗天然卫星——月球，形成一个天体系统——地月系统。
地球自西向东自转，同时围绕太阳公转。地球自转和公转的结合，产生了地球上的昼夜交替和季节变化(地球自转和公转的速度是不均匀的)。同时，由于太阳、月球、附近行星的引力作用，以及地球大气、海洋、地球内部物质等多种因素的影响，地球自转轴的方向在空间和地球本身都会发生变化。地球自转产生的惯性离心力使球形地球从两极逐渐向赤道扩张，成为目前略扁的旋转椭球体，极半径比赤道半径短约21 km。
阿波罗飞船在月球上看到地球是由一系列同心层组成的。地球有地核(地核)、地幔(地幔)和地壳(地壳)结构。地球外部有水圈、大气圈和磁圈，在坚固的地球周围形成一层美丽的外衣。
作为一颗行星，地球诞生于56亿年前的原始太阳星云。
地球的基本参数:
赤道半径:ae = 6378136.49
极半径:ap = 6356755.00米。
平均半径:a = 6371001.00米
赤道重力加速度:ge = 9.780327米/秒2。
平均旋转角速度:ωe = 7.29115×10-5弧度/秒。
平整度:f = 0.003352819。
质量:M⊕ = 5.9742 ×1024公斤
地心引力常数:GE = 3.986004418×1014m 3/S2。
平均密度:ρ e = 5.51.5g/cm3。
太阳与地球的质量比:S/E = 332946.0
太阳与地月系的质量比:s/(m+e)= 328900.5。
公转时间:T = 365.2422天。
与太阳的平均距离:a = 1.49597870×1011m。
公转速度:v = 11.19 km/s。
表面温度:t =-30 ~+45。
地面大气压:p = 1013.250毫巴。
表面重力加速度(赤道)978.0厘米/秒2
表面重力加速度(极地)983.2厘米/秒2
自转周期为23: 56: 4(太阳平的时候)。
公转轨道半长直径为149597870 km。
公转轨道的偏心率为0.0167。
公转周期1恒星年
黄色和红色的交角是23度27分
地球圈层的结构
地球的海洋面积是361745300平方公里。
地壳厚80.465公里。
地幔深度为2808.229千米。
核心半径3482.525公里。
表面积510067866平方公里。
直到最近，人们才清楚地知道地球的结构。整个地球不是各向同性体，而是具有明显的圆形结构。地球各层的成分、密度、温度都不一样。在天文学中，研究地球的内部结构，对于了解地球的运动、起源和演化，探索其他行星的结构，乃至整个太阳系的起源和演化，都具有重要意义。
地球的球体分为两部分:外圈和内圈。地球的外圈可以进一步分为四个基本圈层，即大气圈、水圈、生物圈和岩石圈；地球的内圈可以进一步分为三个基本圈，即地幔圈、外核液体圈和固体内圈。此外，地球外圈和内圈之间还有一个软流圈，是地球外圈和内圈之间的过渡层，位于地面下平均深度约150公里处。这样整个地球就包含了八个球体，其中岩石圈、软流圈和地球内圈共同构成了所谓的固体地球。地球外圈的大气圈、水圈、生物圈，以及岩石圈表面，一般都是通过直接观测和测量来研究的。目前对地球内圈的研究主要采用地震学、重力、高精度现代空间大地测量观测反演等地球物理方法。地球的球体分布有一个显著的特点，就是固体地球内部和地表以上的高空基本上是上下平行的，而在地球表面附近，球体是相互穿插甚至重叠的，其中生物圈最明显，其次是水圈。
大气
大气层是地球外圈最外层的气体层，包围着海洋和陆地。大气没有确切的上限，在2000 ~ 16000 km的高度仍然有稀薄的气体和基本粒子。在地面、土壤和一些岩石中也有少量的空气，也可以认为是大气的一部分。地球大气的主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳和小于0.04%的微量气体。地球大气中气体的总质量约为5.136× 1021g，相当于地球总质量的0.86百万分之一。由于重力，几乎所有的气体都集中在地面以上100 km的高度范围内，大气的75%集中在地面到10 km的对流层范围内。根据大气的分布特征，可分为平流层、中间层和对流层以上的热层结。
水气
水圈包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川和地下水等。这是一个连续但不规则的圆。从距离地球数万公里的高空俯瞰地球，可以看到地球大气中水汽形成的白云和覆盖地球大部分区域的蓝色海洋，使地球成为“蓝色星球”。地球水圈总质量为1.66×1.024克，约为地球总质量的1/3600，海洋水的质量约为陆地水(包括河流、湖泊、地表岩石孔隙和土壤)的35倍。如果整个地球没有固体部分的起伏，整个世界就会被深达2600米的水层覆盖。大气层和水圈结合在一起形成了地表的流体系统。
生物圈
由于地球的大气圈、水圈和地表都有矿物质的存在，在地球上这种适宜的温度条件下，形成了适宜生物生存的自然环境。人们通常指生物，包括植物、动物和微生物。据估计，植物约有40万种，动物约有165438+万种，微生物至少有65438+万种。据统计，地质历史上存活下来的生物大约有5000-100亿种。然而，在地球漫长的进化过程中，大部分已经灭绝。现存生物生活在岩石圈上部、大气圈下部和整个水圈，形成了地球上独特的生物圈，称为生物圈。生物圈是太阳系所有行星中唯一存在于地球上的球体。
岩石圈
对于地球岩石圈来说，除了表面形态，是不可能直接观测到的。它主要由地幔圈内的地壳和上地幔顶部组成，从固体地球表面向下穿过近33公里处地震波显示的第一个不连续面(莫霍面)，一直延伸到软流圈。岩石圈厚度不均匀，平均厚度约为100 km。由于岩石圈及其表面形态与现代地球物理学和地球动力学密切相关，所以岩石圈是现代地球科学中固体地球研究得最多、最细致、最透彻的部分。由于洋底占据了地球表面总面积的三分之二之多，而洋盆约占洋底总面积的45%，平均水深4000 ~ 5000米，所以大量的海底火山分布在洋盆中，广阔的海底山丘在其周围延伸。因此，整个固体地球的主要地表形态可以认为是由海洋盆地和大陆台地组成，对它们的研究构成了与岩石圈结构和地球动力学直接相关的“全球构造”理论。
软流圈
在地球表面以下约100公里的上地幔中，有一个明显的地震波低速层，该层由Gutenberg在1926年首次提出，称为软流圈。它位于上地幔上部，也就是b层，在洋底以下，位于深度60公里左右；在中国大陆，它位于约120km深度以下，平均深度约60-250km。现代观测和研究证实了这种软流圈的存在。正是因为有了这个软流圈，地球的外圈才和地球的内圈区分开来。
地幔圈
地震波属于地幔圈，只是在地面以下约33公里处有一个显著的不连续面(称为莫霍面)，在软流圈以下，直到地球内部深度约2900公里的界面。因为地球的外核是液态的，地幔中的地震波S波无法通过外核中的这个界面传播。在这个界面上P波曲线的速度也急剧下降。这个界面是古腾堡在1914年发现的，所以也叫古腾堡面，它构成了地幔球和外核流体球的界面。整个地幔由上地幔(33 ~ 410 km深度的B层，410 ~ 1000 km深度的C层，又称过渡带层)、下地幔D '层(1000 ~ 2700 km深度)和下地幔D”层组成。地球物理研究表明，D ″层存在很强的横向不均匀性，其不均匀程度甚至与岩层相当。它不仅是地核热量向地幔传递的热边界层，而且是与地幔化学成分不同的化学层结。
外核液体圈
地幔下面是所谓的外核液体球，位于地面以下约2900 km至5120 km的深度。整个外核液体圈可能基本上由动力粘度很低的液体组成，其中2900到4980公里的深度称为E层，完全由液体组成。从4980 km到5120 km的深度层称为F层，它是外核液体圈和固体内核圈之间的一个薄的过渡层。
实心内芯环
地球八大圈最接近圆心的是所谓的实心内圈，位于地球中心5120至6371 km，也称G层。根据地震波速度的检测和研究，证明G层是一个固体结构。地球内层不均匀，平均地球密度为5.51.5g/cm3，而地球岩石圈密度仅为2.6 ~ 3.0g/cm3。所以地球内部的密度肯定大很多，而且随着深度的增加，密度也有明显的变化。地球内部的温度随着深度而上升。根据最近的估计，100 km深度的温度为1300 ℃, 300km距离的温度为2000 ℃,地幔与外核液球边界的温度约为4000 ℃,地心的温度为5500 ~ 6000℃。
太阳系九大行星之一。地球在太阳系中并不占据显要位置，太阳只是一颗普通的恒星。然而，由于人类已经定居并生活在地球上，他们不得不寻求更深入的了解。
行星地球是距离太阳距离顺序中的第三颗行星，它与太阳的平均距离为654.38+4960万公里，称为一个天文单位(A)。地球轨道为椭圆形，长半径为149597870 km，偏心率为0.0167，平均速度为29.79 km/s..
地球赤道半径约6378 km，极地半径约6357 km，相差约21 km。地球的平均半径约为6371 km。地球平均密度为5.517克/厘米。地球的比例尺和其他参数如表所示。
形状和大小中国古代对天地的认识叫做浑天说。东汉张衡在《浑天仪注》中写道:“天体圆如弹丸，地黄如鸡...天空包裹的大地，依然包裹在外壳里。”地球是圆的这个概念，从古至今就隐约存在。723年，唐玄宗与南宫朔等人在今河南同一条子午线上选了13个位置，测量了夏至日的影子长度和北极的高度，得出子午线在0(唐代度和长的单位)曾有3565438+80步的长度。现代的尺度是纬度曾经是132.3公里，相当于地球半径7600公里，比现代的数值大了20%左右。这是对地球尺度最早的估计(埃及人测量得更早，但观测点不在同一条子午线上，长度单位的核算标准不明，所以无法估计精度)。
精确的地形测量只有在牛顿发现万有引力定律后才有可能，地球形状的概念也逐渐清晰。地球不是一个规则的球体。它的表面可以用一个小扁率的旋转椭球来完美地近似。扁率e是椭球的长轴与短轴之比，是表示地球形状的重要参数。经过多年的几何测量、天文测量甚至人造地球卫星测量，其数值已经达到了很高的精度。这个椭球并不是真实的地球表面，而是对地面更好的科学概括，在世界范围内作为大地测量的同一个标准，所以也叫参考椭球。按照这个参考椭球，子午圈上的最后一个平均值是111.1.3km，赤道上的最后一个平均值是111.3 km。参考椭球上的重力势能相等，因此可以计算出其上各点的重力加速度，公式如下:
G0 = 9.780318(1+0.0053024 sin 2j
- 0.0000059sin2j) m/s 2，其中g0为零高度重力加速度，j为地理纬度。知道地球的形状，重力加速度和引力常数g = 6.670×10-11牛顿·m2/kg 2，就可以算出地球的质量m为5.976× 1027g。
由于地球自转的相对稳定性，人类生活一直以此作为计时的标准。简单来说，地球绕太阳一周的时间称为一年，地球自转一周的时间称为一天。但是由于地球外部和内部的原因，地球的自转其实是非常复杂的。地球自转的复杂性表现在自转轴方向的变化和自转速率的日新月异。
在自转轴方向的变化中，最重要的是自转轴在空间绕黄道轴缓慢进动，导致春分点每年向西移动50.256 ″岁差。这是太阳和月亮对地球赤道凸出部分吸引的结果。其次，地球自转轴相对于地球本身的位置变化，造成了地面上各点的纬度变化。这种变化主要有两个组成部分:一个是以年为周期、振幅约为0.09 ″的强迫振动，由大气、海水等季节变化引起；另一个分量的周期为14个月，振幅约为0.15 ″，是地球内部变化引起的，称为张德勒摆动，是一种自由振动。此外，还有一些更小的自由振动。
转速的变化引起日长的变化。主要有三种:长期变化是减速，每百年增加一天长度1 ~ 2毫秒，是潮汐摩擦的结果；季节变化可使一天的最大长度变化0.6毫秒，这是气象因素造成的；
不规则的短期变化最多能改变一天的长度4毫秒，这是地球变化的结果。
地表形态与地壳运动地球的地表形态极其复杂，包括一望无际的山脉、广阔的盆地和各种规模的构造。
地表的各种形态主要不是由外力引起的，而是源于地壳的构造运动。关于地壳运动的原因，至少有以下几种假设:①地球的收缩或膨胀。许多地质学家认为，地球一直在冷却和收缩，导致了巨大的地层褶皱和断裂。但观测表明，从地下流出的热量与地球中放射性物质衰变产生的热量是一个数量级的。也有人提出地球在膨胀的论点。这个问题还没有定论。②地壳均衡。在地壳以下一定深度，单位面积的载荷趋于相等。地面上巨大的高度差是由地下深处的侧向物质流调节的。(3)板块构造假说——地球顶部厚约80-90公里的岩层是由几个巨大的板块组成的。这些板块的相互作用和相对运动产生了地面上所有的构造现象。尚不清楚板块运动的驱动力来自哪里，但很多人认为地球内部的物质对流起着决定性的作用。
电磁地磁场并不指向正南。165438+中国20世纪的“孟茜碧潭”有记载。地磁偏角在任何地方都不同。真实地磁场的形状非常复杂。它具有明显的时间变化，最大变化幅度可达地磁场总量的千分之几甚至更多。变化可以分为长期和短期。长期变化来自地球内部的物质运动；短期变化来自电离层的潮汐运动和太阳活动的变化。在地磁场中，通过统计平均或其他方法剔除短期变化后得到所谓的基本地磁场。利用球谐分析的方法，可以证明基本地磁场99%以上来自地下，相当于一阶球谐函数的部分约占80%，相当于一个偶极子场，其极坐标为北纬78.5，西经69.0。短期变化可以分为两类:平静变化和扰动变化。安静变化频繁，相对有规律，有一定的周期，变化的磁场强度可达几十纳特；扰动变化有时是全局性的，最大振幅可达几千纳特，称为磁暴。
基本磁场不是完全固定的，磁场强度图像每年向西漂移0.2 ~ 0.3，称为西漂。这表明地磁场的产生可能是地球内部物质流动的结果。目前普遍认为地核主要由铁和镍(含少量轻元素)组成，导体在磁场中运动产生电流。这种电磁流体的耦合产生了一种自励电机，从而产生了地磁场。这是目前最被接受的地磁场起源假说。
当岩浆在地磁场中冷却凝固成岩石时，被地磁场磁化，保留了一点永久磁性，称为热剩磁。大多数岩浆岩都具有磁性，它们的方向与成岩过程中的地磁场相同。地球磁极在成岩过程中的位置可以从同一时代的不同岩石样品中确定。但是，不同地质年代的岩石样品所确定的地磁极位置是不同的。这为大陆漂移假说提供了有力的证据。研究还发现，某些地质时代成岩岩石的磁化方向与现代地磁场的磁化方向正好相反。这是由于地球形成后，地磁场发生过多次倒转。根据自励电机地磁场起源假说，这种反转是可以理解的。地磁场的短期变化可以感应出地下电流，地下电流又会引起地面上的感应磁场。地下电流与地下物质的电导率有关，因此可以估计地球中的电导率分布。但计算复杂，解不单一。现在能得到的共识是电导率随深度增加，在60 ~ 100 km深度附近迅速增加。在400 ~ 700公里深度，电导率发生了明显变化，相当于地幔中的过渡层(也叫C层)。
温度和能量地面每年从太阳接收的辐射能量约为10焦耳，但大部分辐射回太空，只有极小一部分渗透到地下很浅的地方。地下浅层温度梯度每上升30m约为65438±0℃，但各地差异较大。热流可以通过岩石的温度梯度和热导率来计算。从地面流出的热量全球平均值约为6.27微焦耳/厘米秒，从地面流出的总热量约为10.032×1020焦耳/年。
地球内部的部分能量来自岩石中含有的铀、钍、钾等放射性元素。近年来，它们在岩石中的含量不断被修正。据估算，地球上长寿命放射性元素每年释放的能量约为9.614×1020焦耳，与地面热流非常接近，但这一估算极为粗略，包含了许多未知因素。另一种能量是地球形成时的引力势能，假设地球是太阳系中扩散物质积累而成。这部分能量估计为25×1032焦耳，但在积累的过程中，很大一部分能量消失在地球以外的空间，一小部分，约1×1032焦耳，由于地球的绝热压缩而积累为地球物质的弹性能量。假设地球一开始是相当均匀的，后来演变成现在的层状结构，会释放一部分引力势能，估计约为2×1030焦耳。这将导致地球变暖。地球转得越来越慢。自地球形成以来，转动能量的消失估计约为1.5×1031焦耳，还有火山爆发和地震释放的能量，但它们的数量级要小得多。
近地面的温度梯度在几十公里深度以下是无法外推的。地下深处的传热机理极其复杂，用热传导理论估计地球内部的温度分布往往无法得到可信的结果。但根据其他地球物理现象，可以估算出地球某些特定深度的温度。结果如下:①在100 km深度，温度接近岩石熔点，约为1100 ~ 1200℃；②在400 km和650 km深度，岩石发生相变，温度分别约为1500℃和1900℃；③在核幔边界，温度高于铁的熔点，但低于地幔物质的熔点，约为3700℃；④在外核与内核的交界处，深度为5100 km，温度约为4300℃，地心温度估计与此相近。
内部结构地球的层状结构基本上是按照地震波的传播速度(P和S)来划分的。地球上层存在明显的横向不均匀性:大陆地壳厚度与海洋地壳厚度相差很大，海水仅覆盖地面的2/3。
地震时，震源辐射两种地震波，P波和S波。它们以不同的速度传播？到达地面上不同的地方需要不同的时间。如果P和S的传播时间在地面上随震中距变化，就可以计算出不同深度的地震波传播速度υp和υs。
地球内部的分层是由地震波的速度分布定义的。在海底，地球最上面的一层叫做地壳，大约有几十公里厚。地壳下面直接到地核，这部分统称为地幔。地幔内部有许多层。外壳和
地幔的边界是一个明显的不连续面，称为M界面或莫霍面。界面以下深度约80公里，速度变化不大。这部分被称为盖层。再往下，速度变化不大，这部分叫盖层。再往下，速度明显下降，直到220公里左右的深度才再次上升。这部分被称为低速带。下至2891 km的深度称为下地幔。核幔边界是一个非常明显的不连续面。进入地核，S波消失，所以地球的外核是液体。在5149.5km深度，S波再次出现，进入地核。
从地球的速度和密度分布，可以计算出地球内部压力和重力加速度两个弹性常数的分布。在地幔中，重力加速度g的变化很小，只有越过核幔边界后才减小到零。核幔边界压力为1.36 MPa，地心为3.64 MPa。
内部物质组成的地震波的速度和密度分布是地球内部物质组成的一个限制条件。地球内核约90%由铁镍合金组成，但也含有宪法第三章中10%的较轻物质。可能是硫磺或氧气。关于地幔的矿物组成，至今仍有不同的说法。地壳中的岩石矿物不同于地幔物质。火山活动和地幔物质的喷发表明橄榄岩是地幔中的主要矿物。地震波速度数据表明，在400、500和500公里深度处，波速梯度很大。这可以解释为矿物相变的结果。在400公里的深度，橄榄石相转变为尖晶石结构，而辉石则熔化为石榴石。在国内500公里深处，辉石也被分解成尖晶石和超应时结构。在650公里的第一个深度，这些矿物是钙钛矿和氧化物结构。在下地幔最低的200公里处，物质密度显著增加。这个地区是否有铁的富集仍是一个有争议的问题。
起源与演化地球的起源与演化其实就是太阳系的起源与演化。早期假说主要分为两个学派:以康德、拉普拉斯为代表的渐进学派和以G.L.L .布丰为代表的激变学派。渐进主义认为太阳系是由高温旋转气体逐渐冷却形成的；灾难学派声称，太阳系是由两颗或三颗恒星之间的碰撞或紧密吸引造成的。早期的假说主要是试图解释一些天文事实，比如行星轨道的规律性，内行星和外行星的区别。太阳系中角动量的分布等。在充分解释上述观察事实时，两派都遇到了难以克服的困难。
从20世纪40年代中期开始，人们逐渐倾向于认为太阳系起源于低温固体尘埃。早期的支持者包括魏茨泽克，施密特和尤里。他们认为行星不是由高温气体凝固而成，而是由低温固体尘埃物质堆积而成。
地球形成的时候，基本上是各种石头物体和尘埃气体的混合物。初始地球平均温度估计不超过1000℃。由于长寿命放射性元素的衰变和重力势能的释放，地球的温度正在逐渐升高。当温度超过铁的熔点时，原始地球中的铁变成液体，由于密度大而流向地球的中心部分，从而形成地核。地球内部温度持续上升，使得地幔局部熔融，引起化学分异，促进地壳形成。
地球形成时，海洋和大气都不存在，而是次要的。因为原始地球无法保持大气和水。海洋是全球变暖和分化的结果。原始大气是从地球内部释放出来的，是还原性的。直到绿色植物的出现，游离氧才在大气中逐渐积累，在漫长的地质年代中逐渐形成了现在的大气(见《地球起源》)。
地球的年龄，如果定义为从原始地球形成到现在的时间，可以通过岩石和矿物中所含的放射性同位素来确定。但是这样做，还是免不了要对地球的初始状态做一些假设。根据对岩石、矿物和陨石中铅同位素的精确分析，普遍认为地球的年龄约为46亿年。
大气层是地球外圈最外层的气体层，包围着海洋和陆地。大气没有确切的上限，在2000 ~ 16000 km的高度仍然有稀薄的气体和基本粒子。在地面、土壤和一些岩石中也有少量的空气，也可以认为是大气的一部分。地球大气的主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳和小于0.04%的微量气体。地球大气中气体的总质量约为5.136× 1021g，相当于地球总质量的0.86百万分之一。由于重力，几乎所有的气体都集中在地面以上100 km的高度范围内，大气的75%集中在地面到10 km的对流层范围内。根据大气的分布特征，可分为平流层、中间层和对流层以上的热层结。
我们的家——地球
地球是什么形状的？她是哪里人？早在654.38+0.7万年前，人类就对自己的家园——地球产生了种种美好的遐想，编织成了许多色彩斑斓的传说。中国古代有一个关于盘古开天辟地的故事。古希腊神话在谈到世界的创造时，说宇宙是从混沌中诞生的，第一个出现的神是大地之神盖亚。天空、陆地和海洋都因她而生，所以人们尊称她为“地球母亲”。
地球已经是5000岁寿星了，发源于盘古。大约5000年前，天与地相连，然后逐渐进化，出现了各种生物。地球的平均赤道半径为6378.14 km，比极地半径长21 km。
地球的内部结构可分为三层:地壳、地幔和地核。在地球引力的作用下，大量气体聚集在地球周围形成一层毯子，这就是地球的大气层。
地球就像一个陀螺，沿着它的旋转轴从西向东旋转。她的自转周期是23小时56分4秒，大概是24小时。同时，地球围绕太阳运行，其轨道为椭圆形，半长为149597870公里。一次公转需要365.25天，也就是一年。