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地球

軌道特性:

地球是太陽系由內往外數第三顆行星,軌道半長軸約為1億5000萬公里(1AU),繞行太陽公轉一圈365.25日,自轉一圈則為1日,自轉軸傾角23.5°。

從地球的公轉與自轉的變化,衍生出自古以來各式曆法的制定,如每4年就有一次閏年要多1天,即是從公轉的365.25日而來,小數點後的0.25日累積4年就變成要多1日才行。

另一個常被搞混的則是1日的長短,一般所稱的1日是指地球的「太陽日」(24小時/86400秒),計算的是太陽在天空中移動至相同位置的時間(例如從中午的天頂位置,至隔天的中午),但若以其他恆星作為基準,則稱為「恆星日」,約為23小時56分,比較能表示地球在宇宙空間中自轉的時間。

(地球同時公轉與自轉,從1至3是太陽日,從1至2是恆星日,可以發現恆星日略短於太陽日,取自https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_time)

(若是搞懂了恆星日與太陽日的區別,就可以再去看看水星、金星這種公轉與自轉周期差不多的行星,思考看看在他們上面所看到的「太陽日」究竟是多久?)

 

物理特性:

地球主要是由岩石與金屬組成,化學元素依照豐度依序為鐵、氧、矽、鎂等,由於地球在早期剛形成時,熔融態的狀況下讓密度高的元素沉至中心,密度低的元素留在外層,因此不同深度的元素含量並不相同,也形成了地核、地函、地殼的構造。

 

表面特徵:

地球是唯一表面具有大量液態水的行星,表面積約有70%被水覆蓋,受到水的侵蝕與板塊作用,地球的表面地質相當年輕,少有大型的隕石坑。

 

磁場與大氣層:

地球具有全球性的磁場,具有保護地球大氣層不受太陽風直接吹襲的作用,來自太陽的帶電粒子會受到地球磁場而偏折,少部分能夠沿著磁場進入南北極,從而產生極光。

(地球磁場的結構,取自https://en.wikipedia.org/wiki/Magnetosphere)

地球具有大氣層,主要成分為氮氣、氧氣、氬氣、二氧化碳、水氣等,其中最特別的是氧氣,是由於生物經光合作用才產生如此高含量的氧氣,且一部分的氧氣轉化為臭氧,阻擋了太陽的紫外線,這才使得地表適宜現在的生物生存。

 

觀測:

在天文館有個笑話: 地球是最容易觀測的行星,為什麼呢? 往你的腳下方看就是了!

自古以來,人們就對於地球到底長怎樣有多種想像,像是以前所說天圓地方,認為地球是方的、平的,而公元前6世紀的古希臘學者畢達哥拉斯則透過觀察地平面遠方、月食時地球的影子,認為地球是圓的,直到20世紀太空科技迅速進展,才得以真的從太空來觀察地球,現今也有數千顆人造衛星在地球周圍進行大氣、海洋、地表、重力等等的探測任務。

(1968年阿波羅8號在月球軌道上所拍攝的地球,取自https://en.wikipedia.org/wiki/Earth)

(航海家1號從64億公里外拍攝的地球,在宇宙中只是一個微弱的暗淡藍點,取自https://www.universetoday.com/49091/pale-blue-dot/)