地球的自然灾害
1.地震
2.火山爆发
3.泥石流
4.水土流失
5.滑坡
6.龙卷风
7.台风
8.海啸
9.冰雹
10.暴风潮
11.生物灾害
12.旱灾
13.洪灾
14.寒潮
15.雪灾
16.沙尘暴
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。
[编辑本段]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“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。
[编辑本段]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.地球是迄今为止唯一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。
[编辑本段]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。
[编辑本段]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。
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