태양계의 9 대 행성 중 하나로, 태양으로부터 가깝고 먼 곳에 배열된 세 번째 행성이다. 그것은 천연 위성인 달을 가지고 있다. 지구는 약 46 억 년의 역사를 가지고 있다. 지구 전체든 대기, 바다, 지각, 내부든 형성부터 끊임없는 변화와 운동 속에 있다.
지구는 일주일에 약 23: 56 분 4 초, 지구 적도의 자전선 속도는 초당 465 미터이다. 지구가 태양 주위를 도는 궤도는 타원형이며 평균 거리는 1.49 억 5 억 7 천 3 백만 킬로미터이다. 공전은 일주일에 365.25 일이 걸리고 평균 공전 속도는 초당 29.79 킬로미터이다. 황도와 적도의 교각은 23 도 27 분이다. 이 각도 때문에 자전과 공전의 결합으로 길이가 고르지 않은 지구상의 낮과 밤의 교대, 사계절의 변화, 5 대 (열대, 남북온대, 남북한대) 의 구분이 생겨났다. 지구가 자전하는 속도는 균일하지 않고 장기 변화, 계절 변화, 불규칙한 변화가 있다. 한편 태양, 달, 행성의 중력작용, 대기, 해양, 지구 내부의 물질의 작용으로 인해 지구 자전축의 방향은 공간과 지구 자체에서 모두 변한다.
지구 적도 반지름 6378 140m, 극 반지름 6,357km, 적도 둘레 40,076km. 지구는 정구가 아니라 평평한 구체이거나 배 모양의 회전체와 더 비슷하다. Sputnik 관측 결과에 따르면 지구 적도도 타원형이며, 지구 자전으로 인한 관성 원심력은 구형 지구를 양극에서 적도로 점차 팽창시켜 지금의 약간 평평한 타원체로 만들어 적도 반지름보다 약 2 1 km 정도 짧은 극반경을 가지고 있다. 지구 내부의 물질 분포의 불균일성은 지구 표면 모양의 불규칙성을 더욱 초래했다. 태양과 달이 지구에 미치는 중력작용은 지구 상해양과 대기 중의 조수 현상을 일으킨다.
지구의 질량은 5.976×1027g (또는 약 6× 102 1 톤) 이고 평균 밀도는 입방 센티미터당 5.52g 입니다. 지구상의 어떤 질점도 중력과 관성 원심력의 작용을 하는데, 그것들의 합력은 바로 중력이다. 중력은 높이가 증가함에 따라 줄어들고 위도의 변화에 따라 변한다. 어떤 곳에서는 중력 이상이 발생하여 지구 내부의 물질 분포의 불균형을 반영한다. 태양과 달의 조수력으로 인해 지구의 중력 가속도에도 미세한 주기적 변화가 있다.
지구는 일련의 동심층으로 볼 수 있다. 지구 내부에는 지핵, 맨틀, 껍데기 구조가 있다. 지구 외부에는 수권, 대기권, 자기권이 있어 고체 지구 주위에 외투를 형성한다. 자기층과 대기층은 우주에서 온 자외선, 엑스레이, 고에너지 입자, 무수한 유성이 지면에 직접 폭격하는 것을 막았다.
지구의 표면적은 약 5 억 096 억 제곱 킬로미터로, 그중 10 분의 7 이상이 푸른 바다로 덮여 있으며 호수와 강은 지구 표면의 수역의 극히 일부에 불과하다. 지구 표면의 액체 상태의 물층은 수권이라고 불리며, 이미 최소 30 억 년 동안 형성되었다. 지구 표면은 다양한 암석과 토양으로 이루어져 있으며, 땅은 울퉁불퉁하고 저지대는 바다와 호수로 범람한다. 수면 위의 육지에는 평원과 산맥이 있다. 지구의 고체 표면의 총 수직 기복은 약 20 킬로미터로 에베레스트 정상과 마리아나 해구의 높이 차이로 대륙 지각의 평균 두께의 절반 이상이다. 해저는 육지처럼 평평하지 않고 불안정하다. 해저의 암석은 육지의 암석보다 훨씬 젊다. 대부분의 육지의 암석 나이는 20 억 년도 안 된다. 육지 곳곳에서 퇴적암을 볼 수 있는데, 이는 이 곳들이 고대에는 바다였을 수 있음을 시사한다. 지구 표면에는 몇 개의 분화구가 있지만 달, 화성, 수성만큼 많은 분화구를 찾기가 어렵다. 이는 지구 표면이 끊임없이 외부 힘 (물과 대기) 과 내부 힘 (지진과 화산) 의 풍화, 침식, 해체를 받기 때문이다.
지구 상부에는 수직운동뿐만 아니라 더 큰 수평운동도 있고, 바다와 대륙의 상대적 위치도 지질시대에도 변화하고 있다. 일부 과학자들은 지구상에 두 개의 오래된 대륙인 남반구의 곤바나 대륙과 북반구의 라우아 대륙이 더 일찍 존재한다고 생각한다. 나중에, 원래 대륙은 판 운동의 거대한 힘에 의해 찢어졌고, 파편은 점차 오늘날의 위치로 표류했다. 과학자들은 또한 글로벌 구조가 해저의 지속적인 확장의 직접적인 결과라고 생각한다.
지구 맨 위 층, 약 수십 킬로미터 두께, 강도가 큰 암석권, 아래 층, 수백 킬로미터 두께, 강도가 매우 낮은 연류권으로, 이 층의 물질은 장기 응력 하에서 가소성이 있다. 암석권이 연류권 위에 떠 있다. 지구 내부의 에너지 (원생열과 방사능열) 가 방출될 때 지구 내부의 온도와 밀도의 불균일 분포는 휘장 물질의 대류 운동을 일으킨다. 맨틀 대류 물질은 바다 밑바닥 중령의 갈라진 틈을 따라 양쪽으로 이동하며 끊임없이 새로운 바다 밑바닥을 형성한다. 더하여, 오래 된 바다 바닥은 대륙 가장자리에 접근 할 때, 맨틀 대류의 견인에 있는 대륙 지 각의 밑에 삽입 되 고, 바위의 원형에 있는 일련의 구조상 운동을 일으키는 원인이 되는, 밖으로 확장 하 고 있다. 이런 대류는 해저 전체를 약 3 억 년 동안 한 번 업데이트할 수 있다. 암석권은 일부 활성 구조대로 분리되어 대륙판이라고 하는 불연속적인 단위로 나뉜다. 유라시아 판, 미주 판, 아프리카 판, 태평양 판, 오스트레일리아 판, 남극 판 등. 해저의 확장은 대륙판의 움직임을 가져왔다. 판의 상호 압착은 알프스 산에서 터키, 코카서스를 거쳐 히말라야에 이르는 거대한 산계를 만들었다. 어떤 곳에서는 두 판의 바위가 동시에 가라앉아 해저의 심연을 조성한다. 또한 판 운동은 화산과 지진을 촉발시켰다.
지구의 기원과 진화에 대한 시스템 과학 연구는 18 세기 중엽부터 시작되어 지금까지 많은 이론을 제시했다. 현재 유행하는 견해는 지구가 행성으로서 46 억 년 전의 원시 태양 성운에서 기원했다는 것이다. 다른 행성들과 마찬가지로 흡적, 충돌 등 같은 물리적 진화 과정을 거쳤다. 지구 배아가 형성되기 시작했을 때, 온도는 낮았고, 층상 구조는 없었다. 다만 운석 물질의 폭격, 방사성 쇠퇴로 인한 열량과 원지구의 중력수축으로 인해 지구의 온도가 점차 높아지고 있다. 온도가 높아짐에 따라 지구의 물질은 점점 가소성이 있어 국부 용융 현상이 나타난다. 이때 중력 작용으로 물질이 분화되기 시작했고, 표면 근처의 무거운 물질이 점차 가라앉고, 지구 내부의 가벼운 물질이 점차 상승하고, 일부 중원소 (예: 액체철) 가 지심으로 가라앉아 치밀한 지핵을 형성하기 시작했다 (지진파 관측은 지구 외핵이 액체인 것으로 나타났다). 물질의 대류는 대규모 화학분리와 함께 결국 지구는 현재의 지각, 휘장, 지핵을 형성하고 있다.
지구의 진화 초기에 원시 대기는 완전히 도망쳤다. 물질이 재구성되고 분화됨에 따라, 원래 지구에 있던 각종 기체가 지표로 상승하여 2 세대 대기가 되었다. 이후 녹색식물의 광합성으로 현대 대기로 한층 발전했다. 한편, 지구 내부의 온도가 상승하여 내부 결정수가 기화되었다. 지표 온도가 점차 낮아짐에 따라 기체 물이 응결되어 지면에 착륙하여 수권을 형성한다. 약 30 억 40 억 년 전, 지구상에 단세포 생물이 나타나기 시작한 다음 인간과 같은 고급 생물이 생물권을 형성할 때까지 점차 다양한 생물로 진화했다.
지구의 중력의 작용으로 대량의 기체가 지구 주위에 모여 대기라고 불리는 담요를 형성한다. 대기는 지구와 함께 움직입니다. 태양과 달의 중력도 조석 작용을 한다. 대기층은 지면의 물리적 조건과 생태 환경에 결정적인 영향을 미친다. 지구 대기층의 질량은 지구 전체 질량의 약 백만 분의 1 을 차지한다. 대기 밀도는 높이가 증가함에 따라 감소한다. 대기 총 질량의 90% 는 지표 위 15 km 높이 범위 내에 집중되어 있고 99.9% 는 50 km 높이 범위 내에 집중되어 있다. 해발 2000 킬로미터 이상, 대기는 매우 희박하여 점차 행성간 공간으로 옮겨져 뚜렷한 상한선이 없다.
지구 대기의 밀도, 온도, 압력, 화학 성분은 모두 높이에 따라 변한다. 지구 대기는 온도 분포, 성분, 이온화도 등 다양한 매개변수에 따라 계층화할 수 있다.
높이에 따른 대기 온도의 분포에 따라 다음과 같이 나눌 수 있습니다.
대류권: 표면에 가까운 저층 대기로 뚜렷한 대류 운동이 있다. 그 두께는 위도, 계절 및 기타 조건에 따라 달라집니다. 적도 지역은 약 16 ~ 18km, 중위도 지역은 약 10 ~ 12km, 극지방은 약 7 ~ 8km 입니다. 일반적으로 여름은 두껍고 겨울은 얇습니다. 대류권은 표면과 가장 밀접하게 연결되어 있어 지표 조건의 영향을 가장 많이 받는다. 대기 중의 대부분의 물기가 이 층에 집중되어 구름과 강수를 형성한다. 대류권 윗부분은' 대류권 꼭대기' 라고 불리며, 약 수백 미터에서1~ 2km 두께이다. 대류층의 온도는 거의 고도와 함께 선형으로 떨어지고 대류권 꼭대기는 영하 50 도 정도이다.
성층권: (성층권이라고도 함) 대류권 꼭대기에서 지상 50km 높이까지 1 층, 이곳의 대기는 주로 평류이다. 고도가 높아짐에 따라 층 내 온도가 약간 상승하여 50km 정도의 높이가 가장 높다 (약 영하 10 ~ 영하 20 도).
중간 층: (탈출 층이라고도 함) 표면에서 높이가 50 ~ 85km 이며 높이가 증가하면 온도가 낮아집니다. 표면에서 85km 떨어진 중간층 꼭대기에서 온도는 최저 값에 가깝고 섭씨 영하 정도에 가깝다.
열층: 중간층 이상 1 층, 온도가 높아짐에 따라 상승하며 표면에서 500km 떨어진 열층 꼭대기에서 약 1 100 섭씨 온도에 도달합니다. 이 층의 온도 상승은 대기가 대량의 태양 자외선 복사를 흡수하기 때문이다. 열층의 맨 위 위에는 외부 대기가 있다. 이곳의 대기는 매우 희박하다.
대기의 성분에 따라 두 개의 층으로 나눌 수 있다. 균일층은 표면 아래 약100km (대기는 각종 기체로 구성됨); 이상은 이질적인 층이다. 균일층에서는 표면10 ~ 50km 에서 태양 자외선 복사의 광화학 작용이 오존을 만들어 오존층을 형성하는데, 이 층의 높이는 위에서 언급한 성층권에 대략 해당한다. 표면에서 20 ~ 30 킬로미터 떨어진 곳에서 오존 농도가 가장 높지만, 이 대기 중의 오존 함량은 여전히 이 대기의 10 만분의 1 미만이며, 각종 기체는 여전히 골고루 혼합된 것으로 여겨진다. 오존층은 태양으로부터 생명을 위협하는 자외선 복사를 흡수하여 표면에 닿지 못하게 한다.
대기의 이온화도에 따라 표면에서 지표면까지 80km 떨어진 층까지, 대기 중의 분자와 원자는 중성층 (중성층이라고 함) 이라는 두 층으로 나눌 수 있다. 표면에서 80 ~ 1000 km 떨어진 곳에서 대기 중의 원자는 태양 복사 (주로 자외선 복사) 의 작용으로 이온화되어 대량의 양이온과 전자가 되어 전리층을 형성한다. 전리는 4 층으로 나뉘는데, 이 층의 높이와 전리는 하루 중 다른 시간, 1 년 중 다른 계절과 태양 활동의 정도에 따라 달라진다. 오로라와 유성과 같은 많은 흥미로운 천문 현상은 전리층에서 발생한다. 전리층은 단파 라디오도 반사할 수 있어 지상에서 단파 무선 통신을 할 수 있다.
근지표 대기 중 78% 는 질소, 265,438+0% 는 산소, 이산화탄소, 아르곤 등 기타 가스 성분, 수증기가 있다. 수증기는 대기 중 가장 불안정한 성분이다. 여름철 덥고 습한 곳에서는 대기 중 수증기 함량이 4% 에 달할 수 있다. 겨울철 건조하고 추운 곳에서는 그 함량이 0.065438 0% 로 떨어질 수 있다. 수증기 외에도 지표 3km 범위 내에는 먼지, 꽃가루, 화산재, 유성 먼지 등 알갱이가 있다. 지구 형성 초기의 원시 대기는 이미 더 이상 존재하지 않고, 이미 전부 또는 대부분 우주로 도망쳤다. 나중에 방사성 원소의 쇠퇴와 이른바' 중력 가열' 으로 인해 지구는 녹는 단계에 처해 기체가 지구 내부에서 빠져나가는 과정을 가속화했다. 지구의 중력은 이러한 탈출 대기를 점차 지구 주위에 축적하게 한다. 이 2 세대 지구 대기의 저산소증은 주로 이산화탄소, 일산화탄소, 메탄, 암모니아로 이루어져 있으며, 이를 환원성 대기라고 한다. 이후 주로 녹색식물의 광합성용이었고, 이어 태양의 복사가 물을 유리산소로 분해해 복원된 대기를 질소산소 위주의 산화 대기로 전환했다. 일부 과학자들은 적철광의 퇴적물을 분석하여 산소가 적어도 25 억 년 동안 존재해 왔다고 결론을 내렸다. 그때부터 대기에는 유리산소가 풍부하게 함유되어 있다.
지구는 비등방성이며 내부는 층상 구조로 각 층의 성분, 밀도, 온도가 다르다. 사람들은 주로 지진파를 통해 지구 내부 구조를 연구한다. 지진파의 전파 속도는 지구 내 물질의 밀도와 성질과 밀접한 관련이 있다. 서로 다른 성질과 상태의 매체에서는 지진파의 전파 속도가 크게 변한다. 지구의 다른 부위의 지진파 전파 속도 데이터에 따르면 지구의 구조를 분석할 수 있다. 분석에 따르면 지구는 두 개의 불연속적인 면이 있어 지구를 세 가지 주요 동심층인 지각, 휘장, 지핵으로 나눈다.
지각은 A 층이라고도 하며 두께가 균일하지 않다. 대륙 지각의 평균 두께는 약 30km (우리나라 청장고원 지각의 두께는 65km 이상에 달할 수 있음) 인 반면 대양 지각의 평균 두께는 5 ~ 8km 에 불과하다. 밀도는 지구 평균 밀도의 1/2 입니다. 상부 대륙 지각의 성분은 화강 섬장암과 섬장암 사이에 있으며, 아래쪽 암석은 마골암과 각섬석일 수 있다. 해양 껍데기는 올리브암이다. 우리가 아는 한, 대부분의 지각 암석은 20 억 년 미만입니다. 이것은 지각의 암석이 지구의 원시 지각이 아니라 나중에 지구의 물질이 화산 활동과 조산 운동을 거쳐 형성된다는 것을 의미한다.
맨틀의 물질 밀도는 지각에 가까운 입방센티미터당 3.3 그램에서 지핵에 가까운 입방센티미터당 5.6 그램으로 증가하며 지진파의 전파 속도도 따라서 증가한다. 맨틀은 3 층으로 나뉘어져 있습니다. B 층과 C 층을 상휘장이라고 합니다. 더 아래로 2900 킬로미터를 내려가면 D 층, 즉 하휘장이라고 합니다. 휘장 물질의 주성분은 올리브암과 비슷한 초기성암일 수 있다.
핵심도 3 층으로 나뉜다. E 층은 외핵이며 액체가 될 수 있습니다. F 레이어는 외부 코어와 커널 사이의 전환 레이어입니다. G 레이어는 커널이며 솔리드 일 수 있습니다. 지핵은 지구 부피의 16.2% 에 불과하지만 밀도가 크기 때문에 (지핵센터의 물질밀도가 입방센티미터 13g 당 370 만개 이상의 기압을 가질 수 있음) 일부 학자들의 계산에 따르면 그 질량은 지구의 총 질량의 3/를 초과한다. 커널은 주로 철과 니켈과 같은 금속 물질로 이루어져 있다.
지구 내부의 온도는 깊이에 따라 상승한다. 지진파의 전파에 따르면 알려진 맨틀은 고체이고100km 깊이의 온도는 이미 1300 섭씨, 300km 깊이의 온도는 섭씨 2000 도에 달한다. 최근 추산에 따르면 지핵 가장자리의 온도는 섭씨 약 4000 도, 지심의 온도는 섭씨 5500 ~ 6000 도입니다. 지구 표면은 열의 불량도체이기 때문에 태양으로부터 오는 거대한 열량의 극히 일부만이 매우 얕은 지하에 침투할 수 있다. 따라서 지구 내부의 열에너지는 주로 지구 자체, 즉 천연 방사성 원소의 쇠퇴에서 비롯될 수 있다.
지구의 중력 가속도도 깊이에 따라 변한다. 일반적으로 지표에서 지하 2900km 깊이까지 중력은 일반적으로 깊이에 따라 증가하여 2900km 에서 가장 높은 값에 도달하는 것으로 생각된다. 여기서부터 지심까지 중력이 급격히 떨어지고 지심에서 0 에 이른다.
지구는 자전축을 중심으로 서쪽에서 동쪽으로 끊임없이 회전하며, 각종 천체가 동쪽으로 오르락내리락하는 현상은 지구의 자전의 반영이다. 지구의 자전은 가장 빠른 측정 시간의 기준 (시간과 그 측정 참조) 으로, 일반적으로 사용되는 시간 단위인 하늘을 형성한다. 20 세기 이래 천문학상의 중요한 발견 중 하나는 지구의 자전 속도가 고르지 않다는 것을 입증해 지구의 자전을 시간 측정으로 삼는 전통적인 관념을 흔들어 연력시간과 원자시가 생겨났다는 것이다. (윌리엄 셰익스피어, 자전, 자전, 자전, 자전, 자전, 자전, 자전, 자전) 지금까지 지구의 자전 속도에는 장기 감속, 불규칙한 변화, 주기적인 변화의 세 가지 변화가 있었다.
지구 자전의 장기 둔화로 한 세기 동안 하루의 길이가 약1~ 2ms 증가하면서 2000 년 지구 자전 주기에 따라 측정한 시간이 두 시간 이상 느려졌다. 달, 태양, 행성의 관측 데이터와 고대 일식 데이터의 분석을 통해 지구의 자전이 장기적으로 느려지는 것을 확인할 수 있다. 고대 산호 화석의 성장선을 연구함으로써 지질 시대 지구의 자전을 알 수 있다. 예를 들어, 데본기 중기, 즉 3 억 7 천만년 전, 매년 400 일 정도 있었던 것으로 밝혀졌는데, 이는 지구의 자전이 오랜 시간 느려지는 천문학 논증과 일치한다. 지구의 자전이 장기간 느려지는 주된 원인은 조수 마찰일 수 있다. 조수 마찰은 지구가 자전하는 각운동량을 줄이면서 달을 지구에서 점점 멀어지게 하여 달이 지구 주위를 공전하는 주기를 길게 한다. 이런 조수 마찰은 주로 얕은 바다 지역에서 발생한다. 또한 지구 반경의 팽창과 수축, 지핵의 증식, 지핵과 휘장의 결합으로 인해 지구 자전의 장기적 변화가 발생할 수 있습니다.
지구의 자전 속도가 장기적으로 느려지는 것 외에도 수시로 불규칙적인 변화가 있다. 이러한 불규칙한 변화는 달, 태양, 행성의 관측 자료, 천문 정년 데이터에서도 증명될 수 있다. 변화 상황에 따라 크게 세 가지로 나눌 수 있다: 수십 년 이상의 상대적 변화; 몇 년에서 10 년 사이의 상대적 변화; 몇 주에서 몇 달간의 상대적 변화. 처음 두 가지 변화는 비교적 안정적이고, 후자의 변화는 비교적 격렬하다. 이러한 불규칙한 변화의 메커니즘은 여전히 결정적이지 않습니다. 상대적으로 안정된 변화는 맨틀과 지핵 사이의 각운동량 교환이나 해수면과 빙하의 변화로 인한 것일 수 있다. 격렬한 변화는 바람의 작용으로 인한 것일 수 있다.
지구 자전 속도의 계절적 주기적 변화는 1930 년대에 발견되었다. 봄이 느리고 가을이 빠른 연간 변화 외에도 반년 주기의 변화가 있다. 이러한 변화의 폭과 위상은 비교적 안정적이다. 상응하는 물리적 메커니즘도 더욱 성숙하게 연구되고, 관점도 더욱 일치한다. 연간 변화 폭은 약 20 ~ 25ms 로 주로 바람의 계절적 변화로 인한 것이다. 반년 변화의 폭이 약 9 밀리초인데, 주로 태양조석으로 인해 발생한다. 천문 측량의 정확성이 지속적으로 향상되면서 1960 년대 말 관측 자료에서 지구 자전 속도의 작은 단기 변화를 얻었는데, 그 주기는 한 달과 반달 위주이며 진폭은 1 밀리 초 정도밖에 되지 않았다. 주로 달의 조수로 인한 것이다.