我们的地球家园有多大?就是说它有多少平方?

我们的地球家园有多大?就是说它有多少平方?
我们的地球家园有多大?
就是说它有多少平方?

我们的地球家园有多大?就是说它有多少平方?
地球的基本参数
扁率因子： 298.257
平均密度： 5.52克/厘米3
赤道半径： ae = 6378136.49 米
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
平均自转角速度： ωe = 7.292115 × 10-5 弧度/秒
扁率： f = 0.003352819
质量： M♁ = 5.9742 ×10^24 公斤
地心引力常数： GE = 3.986004418 ×10^14 米3/秒2
平均密度： ρe = 5.515 克/厘米3
太阳与地球质量比： S/E = 332946.0
太阳与地月系质量比： S/(M+E) = 328900.5
公转时间： T = 365.2422 天
离太阳平均距离： A = 1.49597870 × 1011 米
公转速度： v = 11.19 公里/秒
表面温度： t = - 30 ～ +45
表面大气压： 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： 23小时56分4.0096秒(平太阳时)
公转轨道半长径： 149597870千米
公转轨道偏心率： 0.0167
公转周期： 1恒星年
黄赤交角： 23度26分
地球海洋面积： 361745300平方公里
地壳厚度： 80.465公里
地幔深度： 2808.229公里
地核半径： 3482.525公里
表面积 ： 510067866平方公里
人们对于地球的结构直到最近才有了比较清楚的认识.整个地球不是一个均质体,而是具有明显的圈层结构.地球每个圈层的成分、密度、温度等各不相同.在天文学中,研究地球内部结构对于了解地球的运动、起源和演化,探讨其它行星的结构,以至于整个太阳系起源和演化问题,都具有十分重要的意义.
地球各圈层结构
地球圈层分为地球外圈和地球内圈两大部分.地球外圈可进一步划分为四个基本圈层,即大气圈、水圈、生物圈和岩石圈；地球内圈可进一步划分为三个基本圈层,即地幔圈、外核液体圈和固体内核圈.此外在地球外圈和地球内圈之间还存在一个软流圈,它是地球外圈与地球内圈之间的一个过渡圈层,位于地面以下平均深度约150公里处.这样,整个地球总共包括八个圈层,其中岩石圈、软流圈和地球内圈一起构成了所谓的固体地球.对于地球外圈中的大气圈、水圈和生物圈,以及岩石圈的表面,一般用直接观测和测量的方法进行研究.而地球内圈,目前主要用地球物理的方法,例如地震学、重力学和高精度现代空间测地技术观测的反演等进行研究.地球各圈层在分布上有一个显著的特点,即固体地球内部与表面之上的高空基本上是上下平行分布的,而在地球表面附近,各圈层则是相互渗透甚至相互重叠的,其中生物圈表现最为显著,其次是水圈.
大气圈
大气圈是地球外圈中最外部的气体圈层,它包围着海洋和陆地.大气圈没有确切的上界,在2000 ～ 16000 公里高空仍有稀薄的气体和基本粒子.在地下,土壤和某些岩石中也会有少量空气,它们也可认为是大气圈的一个组成部分.地球大气的主要成份为氮、氧、氩、二氧化碳和不到0.04％比例的微量气体.地球大气圈气体的总质量约为5.136×1021克,相当于地球总质量的百万分之0.86.由于地心引力作用,几乎全部的气体集中在离地面100公里的高度范围内,其中75％的大气又集中在地面至10公里高度的对流层范围内.根据大气分布特征,在对流层之上还可分为平流层、中间层、热成层等.
水圈
水圈包括海洋、江河、湖泊、沼泽、冰川和地下水等,它是一个连续但不很规则的圈层.从离地球数万公里的高空看地球,可以看到地球大气圈中水汽形成的白云和覆盖地球大部分的蓝色海洋,它使地球成为一颗"蓝色的行星".地球水圈总质量为1.66×1024克,约为地球总质量的3600分之一,其中海洋水质量约为陆地（包括河流、湖泊和表层岩石孔隙和土壤中）水的35倍.如果整个地球没有固体部分的起伏,那么全球将被深达2600米的水层所均匀覆盖.大气圈和水圈相结合,组成地表的流体系统.
生物圈
由于存在地球大气圈、地球水圈和地表的矿物,在地球上这个合适的温度条件下,形成了适合于生物生存的自然环境.人们通常所说的生物,是指有生命的物体,包括植物、动物和微生物.据估计,现有生存的植物约有40万种,动物约有110多万种,微生物至少有10多万种.据统计,在地质历史上曾生存过的生物约有5－10亿种之多,然而,在地球漫长的演化过程中,绝大部分都已经灭绝了.现存的生物生活在岩石圈的上层部分、大气圈的下层部分和水圈的全部,构成了地球上一个独特的圈层,称为生物圈.生物圈是太阳系所有行星中仅在地球上存在的一个独特圈层.
岩石圈
对于地球岩石圈,除表面形态外,是无法直接观测到的.它主要由地球的地壳和地幔圈中上地幔的顶部组成,从固体地球表面向下穿过地震波在近33公里处所显示的第一个不连续面（莫霍面）,一直延伸到软流圈为止.岩石圈厚度不均一,平均厚度约为100公里.由于岩石圈及其表面形态与现代地球物理学、地球动力学有着密切的关系,因此,岩石圈是现代地球科学中研究得最多、最详细、最彻底的固体地球部分.由于洋底占据了地球表面总面积的2/3之多,而大洋盆地约占海底总面积的45％,其平均水深为4000～5000米,大量发育的海底火山就是分布在大洋盆地中,其周围延伸着广阔的海底丘陵.因此,整个固体地球的主要表面形态可认为是由大洋盆地与大陆台地组成,对它们的研究,构成了与岩石圈构造和地球动力学有直接联系的"全球构造学"理论.
软流圈
在距地球表面以下约100公里的上地幔中,有一个明显的地震波的低速层,这是由古登堡在1926年最早提出的,称之为软流圈,它位于上地幔的上部即B层.在洋底下面,它位于约60公里深度以下；在大陆地区,它位于约120公里深度以下,平均深度约位于60～250公里处.现代观测和研究已经肯定了这个软流圈层的存在.也就是由于这个软流圈的存在,将地球外圈与地球内圈区别开来了.
地幔圈
地震波除了在地面以下约33公里处有一个显著的不连续面（称为莫霍面）之外,在软流圈之下,直至地球内部约2900公里深度的界面处,属于地幔圈.由于地球外核为液态,在地幔中的地震波S波不能穿过此界面在外核中传播.P波曲线在此界面处的速度也急剧减低.这个界面是古登堡在1914年发现的,所以也称为古登堡面,它构成了地幔圈与外核流体圈的分界面.整个地幔圈由上地幔（33～410公里深度的B层,410～1000公里深度的C层,也称过渡带层）、下地幔的D′层（1000～2700公里深度）和下地幔的D〃层（2700～2900公里深度）组成.地球物理的研究表明,D〃层存在强烈的横向不均匀性,其不均匀的程度甚至可以和岩石层相比拟,它不仅是地核热量传送到地幔的热边界层,而且极可能是与地幔有不同化学成分的化学分层.
外核液体圈
地幔圈之下就是所谓的外核液体圈,它位于地面以下约2900公里至5120公里深度.整个外核液体圈基本上可能是由动力学粘度很小的液体构成的,其中2900至4980公里深度称为E层,完全由液体构成.4980公里至5120公里深度层称为F层,它是外核液体圈与固体内核圈之间一个很簿的过渡层.
固体内核圈
地球八个圈层中最靠近地心的就是所谓的固体内核圈了,它位于5120至6371公里地心处,又称为G层.根据对地震波速的探测与研究,证明G层为固体结构.地球内层不是均质的,平均地球密度为5.515克/厘米3,而地球岩石圈的密度仅为2.6～3.0克/厘米3.由此,地球内部的密度必定要大得多,并随深度的增加,密度也出现明显的变化.地球内部的温度随深度而上升.根据最近的估计,在100公里深度处温度为1300°C,300公里处为2000°C,在地幔圈与外核液态圈边界处,约为4000°C,地心处温度为 5500 ～ 6000°C.
形状和大小
中国古代对天地的认识有所谓浑天说.东汉张衡在《浑天仪图注》里写道：“天体圆如弹丸,地如鸡中黄……天之包地犹壳之裹黄.”地球是圆的这个概念在远古就已模糊地存在了 .723 年唐玄宗派一行和南宫说等人 ,在今河南省选定同一条子午线上的 13 个地点 ,测量夏至的日影长度和北极的高度 ,得到子午线一度之长为351里80步 ( 唐代的度和长度单位 ).折合现代的尺度就是纬度 一度长132.3千米,相当于地球半径为7600千米 ,比现代的数值约大20％.这是地球尺度最早的估计( 埃及人的测量更早 一些,但观测点不在同 一 子午线上 ,而且长度单位核算标 准不详,精度无从估计）.
精确的地形测量只是到了牛顿发现万有引力定律之后才有可能,而地球形状的概念也逐渐明确.地球并非是很规则的正球体.它的表面可以用一个扁率不大的旋转椭球面来极好地逼近.扁率e为椭球长短轴之差与长轴之比 ,是表示地球形状的一个重要参量.经过多年的几何测量、天文测量以至人造地球卫星测量,它的数值已经达到很高的精度.这个椭球面不是真正的地球表面,而是对地面的一个更好的科学概括,用来作为全球各地大地测量的共同标准,所以也叫做参考椭球面 .按照 这个参考椭球面 ,子午圈上一平均度是111.1千米 ,赤道上一平均度是111.3千米 .在参考椭球面上重力势能是相等的,所以在它上面各点的重力加速度是可以计算的,公式如下：
g0＝9.780318（1＋0.0053024sin2j－0.0000059sin2j）米／秒2, 式中g0是海拔为零时的重力加速度,j是地理纬度 .知道了地球形状、重力加速度和万有引力常数G＝6.670×10-11牛顿·米2／千克2,可以计算出地球的质量M为 5.976×1027克.
自转
由于地球转动的相对稳定性 ,人类生活历来都利用它作为计时的标准,简单地说,地球绕太阳公转一周的时间叫做一年,地球自转一周的时间叫做一日.然而由于地球外部和内部的原因,地球的转动其实是很复杂的.地球自转的复杂性表现在自转轴方向的变化和自转速率即日长的变化.
自转轴方向的变化中,最主要的是自转轴在空间绕黄道轴缓慢旋进,造成春分点每年向西移动50.256〃的岁差.这是日、月对地球赤道突出部分吸引的结果.其次是地球自转轴相对于地球本身的位置变化,造成了地面各点的纬度变化.这种变化主要有两种成分 ：一种以一年为周期 ,振幅约为0.09〃,是大气和海水等季节性变化所引起的,是一种强迫振动；另一种成分以14个月为周期,振幅约为0.15〃,是地球内部变化所引起的,叫做张德勒摆动,是一种自由振动 .此外还有一些较小的自由振动.
转速的变化造成日长的变化.主要有3类 ：长期变化是减速的,使日长每百年增加1 ～ 2毫秒 ,是潮汐摩擦的结果；季节性变化最大可使日长变化0.6毫秒 ,是气象因素引起的；
不规则的短期变化,最大可使日长变化4毫秒 ,是地球内部变化的结果.
表面形态和地壳运动
地球的表面形态是极复杂的,有绵亘的高山,有广袤的海盆,还有各种尺度的构造.
地表的各种形态主要不是外力造成的,它们来源于地壳的构造运动.地壳运动的起因至少有以下几种设想：①地球的收缩或膨胀.许多地学家认为地球一直在冷却收缩,因而造成巨大的地层褶皱和断裂.然而观测表明,地面流出去的热量和地球内部因放射性物质的衰变而生出的热量是同量级的.也有人提出地球在膨胀的论据.这个问题现在尚无定论.②地壳均衡.在地壳以下的某一定深度,单位面积上的载荷有一种倾向于均等的趋势.地面上的巨大高差为地下深部横向物质流动所调节.③板块大地构造假说——地球最上层约八、九十千米厚的岩石层是由几块巨大的板块组成的.这些板块相互作用和相对运动就产生地面上一切大地构造现象 .板块运动的动力来自何处,现在还不清楚,但不少人认为地球内部物质的对流起了决定性的作用.