第三行星

         

第三行星

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地球（Earth）是太陽系由內及外的第三顆行星，也是太陽系中直徑、質量和密度最大的類地行星，距離太陽約1.496億千米（1天文單位）。

地球自西向東自轉，同時圍繞太陽公轉。現有45.5億歲，有一個天然衛星——月球，二者組成一個天體系統——地月系統。45.5億年以前起源於原始太陽星雲。

地球赤道半徑6378.137千米，極半徑6356.752千米，平均半徑約6371千米，赤道周長約為40075千米，呈兩極稍扁赤道略鼓的不規則的橢球體。地球表面積5.1億平方千米，其中71%為海洋，29%為陸地，在太空上看地球總體上呈藍色。大氣層，主要成分為氮氣和氧氣以及少量二氧化碳、氬氣等。

地球內部分為地核、地幔、地殼結構，地表外部有水圈、大氣圈以及磁場。地球是宇宙中僅有的存在已知生命天體，是包括人類在內上百萬種生物的家園。

新研究發現每年5000多噸外星塵埃落在地球上

目錄

命名

地球的英文名Earth源自中古英語，其歷史可追溯到古英語（時常作「eorðe」），在日耳曼語族諸語中都有同源詞，其原始日耳曼語詞根構擬為「*erþō」。拉丁文稱之為「Terra」，為古羅馬神話中大地女神忒亞之名。希臘文中則稱之為「Γαῖα」（Gaia），這個名稱是希臘神話中大地女神蓋亞的名字。

中文「地球」一詞最早出現於明朝的西學東漸時期，最早引入該詞的是意大利傳教士利瑪竇（Matteo Ricci，1552－1610），他在《坤輿萬國全圖》中使用了該詞。清朝後期，西方近代科學引入中國，地圓說逐漸為中國人所接受，「地球」一詞（亦作「地毬」）被廣泛使用，申報在創刊首月即登載《地球說》一文。

公轉與自轉

公轉

旅行者1號拍攝的暗淡藍點地球圖像，掩蓋在太陽光之中

旅行者1號拍攝的暗淡藍點地球圖像，掩蓋在太陽光之中

地球繞太陽公轉的軌道與太陽的平均距離大約是1.5億千米（9300萬英里），每365.2564平太陽日(365日6時9分10秒)轉一圈，稱為一恆星年。1990年，旅行者1號從64億千米（40億英里）拍攝到了地球的圖像（暗淡藍點）。公轉使得太陽相對於恆星每日向東有約1°的視運動，每12小時的移動相當於太陽或月球的視直徑。由於這種運動，地球平均要24小時，也就是一個太陽日，才能繞軸自轉完一圈，讓太陽再度通過中天。地球公轉的平均速度大約是29.8 km/s（107000 km/h），7分鐘內就可行進12742 km（7,918 mi），等同於地球的直徑的距離；約3.5小時就能行進約384000千米的地月距離。

在現代，地球的近日點和遠日點出現的時間分別出現於每年的1月3日和7月4日左右。 由於進動和軌道參數變化帶來的影響，這兩個日期會隨時間變化。這種變化具有周期性的特徵，即米蘭科維奇假說。地球和太陽距離的變化，造成地球從遠日點運行到近日點時，獲得的太陽能量增加了6.9%。因為南半球總在每年相同的時間，當接近近日點時朝向太陽，因此在一年之中，南半球接受的太陽能量比北半球稍多一些。但這種影響遠小於轉軸傾角對總能量變化的影響，多接收的能量大部分都被南半球表面占很高比例的海水吸收掉。

相對於背景恆星，月球和地球每27.32天繞行彼此的質心公轉一圈。由於地月系統共同繞太陽公轉，相鄰兩次朔的間隔，即朔望月的周期，平均是29.53天。從天球北極看，月球環繞地球的公轉以及它們的自轉都是逆時針方向。從超越地球和太陽北極的制高點看，地球也是以逆時針方向環繞着太陽公轉，但公轉軌道面（即黃道）和地球赤道並不重合——黃道面和赤道面呈現23.439281°（約23°26'）的夾角，該角也是自轉軸和公轉軸的夾角，被稱為軌道傾角、轉軸傾角或黃赤交角。而月球繞地球公轉的軌道平面（白道）與黃道夾角5.1°。如果沒有這些傾斜，每個月都會有一次日食和一次月食交替發生

地球的引力影響範圍（希爾球）半徑大約是1.5 × 106千米（930,000英里）。天體必需進入這個範圍內才能視為環繞着地球運動，否則其軌道會因太陽引力攝動而變得不穩定，並有可能脫離地球束縛。包括地球在內的整個太陽系，在位於銀河系平面（銀道）上方約20 光年的獵戶臂內，以28000 光年的距離環繞着銀河系的中心公轉。

自轉

主詞條：地球自轉

地球相對於太陽的平均自轉周期稱為一個平太陽日，定義為平太陽時86,400 秒（等於SI86,400.0025 秒）。因為潮汐減速的緣故，當前地球的太陽日已經比19世紀略長一些，每天要長0至2 SI ms。國際地球自轉服務（IERS），以國際單位制的秒為單位，測量了1623年至2005年和1962年至2005年的時長，確定了平均太陽日的長度。

地球相對於恆星的自轉周期，稱為一個恆星日，依據IERS的測量，1恆星日等於平太陽時（UT1）86,164.098903691 秒，即23小時56分4.098903691秒。天文學上常以地球相對於平春分點的自轉周期作為一個恆星日，在1982年是平太陽時（UT1）86164.09053083288 秒，即23小時56分4.09053083288。由於春分點會因為歲差等原因而發生移動，這個恆星日比真正的恆星日短約8.4毫秒。

從地球上看，空中的天體都以每小時15°，也就是每分鐘15'的角速度向西移動（低軌道的人造衛星和大氣層內的流星除外）。靠近天球赤道的天體，每兩分鐘的移動距離相當於地球表面所見的月球或太陽的視直徑（兩者幾乎相同）。

轉軸傾角與季節

軌道傾角的存在使得地球繞太陽公轉時，太陽直射點在南回歸線和北回歸線之間周期性地變化，其周期為一個回歸年，時長為365.24219個平太陽日（即：365天5小時48分46秒）。地球上不同緯度地區晝夜長短和太陽高度角隨之變化，進而使得這些地區一日之內接受到的太陽輻射總量發生變化，導致季節變化。當北極點相對於南極點離太陽更近時，太陽直射點位於北半球，此時北半球晝長夜短，太陽高度角較大，為夏半年；南半球晝短夜長，太陽高度角較小，為冬半年；反之亦然。在北回歸線以北的北溫帶，太陽總是從東南方向升起，向西南方向落下；在南溫帶，太陽則是從東北方向升起，向西北方向落下。

在南、北半球各自的夏半年中，緯度越高，晝越長，夜越短，在極圈內可能出現全天都是白晝的情形，稱為極晝。在極點附近，夏半年的6個月都是極晝；冬半年緯度越高，晝越短，夜越長，極圈內可能出現全天都是黑夜的情形，稱為極夜。極點附近冬半年均為極夜。 [2] 在一個回歸年內，太陽直射點在南北回歸線之間移動。直射點落在北回歸線、南回歸線上的那一天合稱至日。直射點會兩次越過赤道，稱為分點。在北半球，冬至出現於每年的12月21日前後，夏至出現於6月21日左右，春分通常出現於3月20日，秋分通常出現於9月22日或9月23日。在南半球，春分、秋分；夏至、冬至的日期正好與北半球相反。

由於地球不是理想的球體，而黃道面、白道面和赤道面都存在交角，太陽和月球對地球施加的力矩有垂直於自轉角動量的分量，使得地球在自轉的同時會發生進動，其周期為2.58萬年，從而導致了恆星年和回歸年的差異，即歲差。地球的傾斜角幾乎不隨時間變化而改變，但由於日月相對地球的位置不斷變化導致地球受到的外力發生變化，地球在自轉、進動時傾斜角仍然會有輕微、無規則的章動，其最大周期分量為18.6年，與月球交點的進動周期一致。地球也不是理想的剛體，受到地質變化、大氣運動等作用的影響，地球的質量分布會發生變化，自轉極點相對於地球表面同樣也會有輕微的漂移，每年極點的位置會變化數米，自1900年以來，極點大約漂移了二十米。這種漂移被稱為極移。極移是一種准周期運動，主要的周期分量包括一個周期為一年的運動和一個周期為14個月的運動。前者通常被認為與大氣運動有關，後者被稱為錢德勒擺動。由於地球的自轉角速度比月球和地球的公轉角速度都大，受到潮汐摩擦的影響，地球的自轉角速度隨着時間變化緩慢減小，換言之，一天的時間逐漸變長。

衛星

月球

月球是地球的天然衛星，因古代在夜晚能提供一定的照明功能，也常被稱作「月亮」，月球的直徑約為地球的四分之一，結構與類地行星相似。月球是太陽系中衛星－行星體積比最大的衛星。雖然冥王星和冥衛一之間的比值更大，但冥王星屬於矮行星。月球和地球間的引力作用是引起地球潮汐現象的主要原因，而月球被地球潮汐鎖定，因此月球的自轉周期等於繞地球的公轉周期，使月球始終以同一面朝向地球。月球被太陽照亮並朝向地球這一面的變化，導致月相的改變，黑暗部分和明亮部分被明暗界線分隔開來。由於地月間的潮汐相互作用，月球會以每年大約38毫米的距離逐漸遠離地球，地球自轉的時間長度每年大約增加23微秒。數百萬年來，這些微小的變更累積成重大的變化。例如，在泥盆紀的時期（大約4.19億年前），一年有400天，而一天只有21.8小時。

1968年阿波羅8號宇航員在繞月軌道上拍攝的「地出」

1968年阿波羅8號宇航員在繞月軌道上拍攝的「地出」

月球對地球氣候的調節可能戲劇性地影響到地球上生物的發展。古生物學的證據和電腦模擬顯示地球的轉軸傾角因為與月球的潮汐相互作用才得以穩定。一些理論學家認為，沒有這個穩定的力量對抗太陽和其他行星對地球的赤道隆起產生的扭矩，地球的自轉軸指向將混沌無常；火星就是一個現成的例子。太陽的直徑大約是月球的400倍，但它與地球的距離也是400倍遠，因此地球看到的月球和太陽大小几乎相同。這一原因正好使得兩天體的角直徑（或是立體角）吻合，因此地球能觀測到日全食和日環食。關於月球的起源，大碰撞假說是最受支持的科學假說，但這一假設仍有一些無法解釋的問題。該假說認為，45億年前，一顆火星大小的天體忒伊亞與早期的地球撞擊，殘留的碎片形成了月球。這一假說解釋了月球相對於地球缺乏鐵和揮發性元素、以及其組成和地球的地殼幾乎相同等現象的原因。

准衛星

除了月球和人造衛星之外，地球還有至少5顆共軌小行星（准衛星），其中四顆是在地球軌道上環繞着太陽運行的小行星——克魯特尼（3753 Crutithne）、2002 AA29、2016 HO3和在地球前導拉格朗日點L4的特洛伊小行星2010 TK7。僅有5米大小的近地小行星2006 RH120，大約每隔20年就會靠近地月系統一次，當它靠近時，會短暫進入繞行地球的軌道

人造地球衛星

人造地球衛星是由人類建造，環繞地球運行的太空飛行器。截至2020年8月初，地球的在軌人造衛星共有6613顆，包括已經失效，地球軌道上現存最老的美國衛星先鋒1號，此外尚有逾30萬件太空垃圾也在軌道上環繞地球。全世界最大的人造衛星是國際空間站（International Space Station）。 [6] 1961年4月12日，尤里·阿列克謝耶維奇·加加林（Yuri Alekseyevich Gagarin）成為了第一個抵達地球軌道的人類。截至2010年7月30日，共有487人曾去過太空並進入軌道繞行地球，其中有12人還參與了阿波羅計劃並在月球行走。正常情況下，國際空間站成員由6人組成，成員一般每六個月替換一次。阿波羅13號於1970年執行任務期間離地球400171千米，為人類到達過的最遠距離。