❶ 18張宇宙高清圖片:震撼壯觀
【編者按】美國有線新聞網(CNN)科學空間頻道選出最壯觀的行星、衛星、星系以及星雲照片,這些都是令人驚嘆的宇宙空間照片,其中包括獵戶座星雲、土星的神秘而漂亮的環結構,還有地球北極地區美麗的極光或者火星上的沙塵暴天氣等。圖中顯示的獵戶座星雲圖像,由阿塔卡瑪 探索 者實驗望遠鏡在亞毫米波長上所拍攝,顯示了這片恆星形成區中正在形成新的恆星。
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一、土星與土衛六的高清圖像這是美國宇航局的「卡西尼」土星探測器拍攝到土衛六穿過土星盤面的照片。
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土衛六是土星的最大衛星,直徑達到了5150公里,比水星還要大。
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二、被喻為大理石的藍色地球
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由軌道衛星拍攝的地球高清解析度圖像清楚地顯示了地球上陸地和雲層。
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三、哈勃空間望遠鏡拍攝到酷似「空間綵帶」的行星狀星雲
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美國宇航局/歐洲空間局的哈勃空間望遠鏡拍攝到奇特的行星狀星雲圖像,其編號為NGC 5189,看起來像是一個巨大而明亮的空間綵帶。
四、獵戶座星雲的「彩虹」
美國宇航局斯皮策紅外空間望遠鏡而和歐洲航天局的赫歇爾空間望遠鏡聯合拍攝到獵戶座星雲的「彩虹」圖像,紅外波段揭開了星雲中隱藏的氣體和未完全形成的恆星。
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五、宛如長絲的宇宙塵埃
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科學家最新觀測到位於金牛座的長絲狀塵埃帶,計算結果發現其跨度超過了10光年,其中隱藏著許多新生的恆星以及緻密的氣體雲,該宇宙塵埃在未來還將演化出嬰兒恆星。
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六、拉西拉天文台拍攝到「宇宙海鷗」圖像的氣體雲
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來自歐洲南方天文台的科學家們使用拉西拉天文台的望遠鏡觀測到恆星形成區中一片大型氣體雲酷似海鷗的頭,科學家認為在集群中央或存在強輻射源,將周圍的氣體分子吹散。其特別的外形觸發了科學家們的想像力,並產生了別樣的名稱。
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七、從國際空間站上觀看布滿星星的夜空
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本圖顯示了宇航員在國際空間站上所拍攝的夜空照片,國際空間站大約距離地球表面240英里的軌道上,圖中還可以看到俄羅斯的宇宙飛船和國際空間站處於對接狀態,來自遠征31機組的宇航員通過10分鍾至15分鍾的曝光拍攝到地球夜空的美麗景象。
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八、高解析度相機拍攝到火星上的「藍色沙丘」
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美國宇航局超高解析度成像科學實驗(HiRISE )儀在火星軌道上拍攝到高解析度的圖像,通過反復的觀測了解火星沙丘每年的移動情況,到目前為止,科學家發現火星沙丘向兩極地區移動,速度為每年一米。
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九、國際空間站和在軌道上放飛的小衛星
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來自國際空間站的第33遠征考察組成員拍攝了這幅圖像,其中顯示了在國際空間站實驗艙外通過機械臂釋放的兩顆小衛星。
十、酷似星際怪物腳印的構造
圖中的環形山酷似大型怪物留下的足跡,當然這只是水星上一個年輕的隕石坑,科學家對水星表面進行高解析度的掃描有助於了解這顆星球的地質演變過程。
十一、火星上出現類似大象的神秘圖案
科學家通過火星軌道探測器拍攝到一個酷似大象的地形,該圖案其實是由火星上年代較近的岩流所形成,其遍及的范圍較廣,曾有研究人員提出這一地形的形成說明火星上存在液態水。
十二、水星探測器拍攝到水星兩極地區的明亮物質分布
美國宇航局的信使號探測器證實在水星兩極附近環形山出現的高反射率物質並不是水冰,水星的白天溫度很高,可使得多數物質出現蒸發,該現象也是太陽系中較為少見的。信使號探測器的成像系統只可以形成部分高度和區域的高清晰度圖像,並不能覆蓋整個水星。
十三、科學家最新觀測到宇宙的「綠色火焰」
該天體坐落在獵戶座後方偏東的天區中,如果你處於北半球的晚上,就很容易看到它。來自美國宇航局的廣域紅外空間望遠鏡拍攝到了這幅漂亮的景象,是一個巨大的氣體雲。天文學家正對該氣體雲中最亮的部分進行研究。
十四、火星探測器拍攝到火星上的「魔鬼塵暴」
美國宇航局的火星探測器拍攝到一個酷似蛇形的火星,科學家通過地面陰影估計沙塵暴的羽流可達到800米或者半英里以上的高度。
十五、水星探測器拍攝到酷似「米老鼠」頭像的環形山
圖中顯示的是水星上一處奇怪的環形山,位於水星南半球,三個大型大型環形山排列酷似米老鼠的頭像,科學家認為這是水星上長期地質變遷的結果。信使號探測器拍攝這張照片時,太陽正處於水星的地平線上,因此環形山陰影區中留下的長長的暗紋。
十六、歐洲南方天文台拍攝到奇特的「雷神頭盔」
在歐洲南方天文台50周年之際,科學家們觀測到一個酷似「雷神頭盔」的超級宇宙泡沫,其距離地球大約15000光年,跨度超過了30光年。
十七、阿塔卡瑪 探索 者實驗望遠鏡拍攝的獵戶座大星雲
獵戶座大星雲M42是位於獵戶座的發射星雲,也是位於獵戶座的彌漫星雲。1656年由荷蘭天文學家惠更斯發現,直徑約16光年,視星等4等,距地球1500光年,同位置也在中國星名「伐一」「伐二」「伐三」附近。獵戶座大星雲是太空中正在產生新恆星的一個巨大氣體塵埃雲。通過望遠鏡觀察,可以看出獵戶座大星雲的形狀猶如一隻展開雙翅的大鳥,它的亮度相當高,在全天僅次於卡利納星雲,在無光害的地區用肉眼就可觀察。獵戶座大星雲是全天最明亮氣體星雲。
十八、哈勃望遠鏡觀測到宇宙極深場
天文學家通過哈勃望遠鏡觀測圖像組合成一張有史以來最「深」的宇宙照片。
❷ 怎麼下載自己家鄉50年前的高清衛星圖
概述 如果你是一個懷舊的人,那麼一定會對生活過的地方的歷史照片感興趣。只是因為年代久遠,很多老照片都沒有保存下來。 而且受限於幾十年前的技術條件,你很難獲取到你家鄉城市的高清全貌圖片,也無法從空中俯瞰祖輩們和你曾經生活的的地方。 不過當你看到李凱檔下面這些城市 20 世紀 60 年代的照片,你肯定會大吃一驚。 50年前的北京 要知道我國第一顆人造衛星東方紅一號發射於1970年,這批圖片顯然不是我國自己拍攝的。看到這里你可能會問了?這些歷史照片都是在哪找到的?是否有我所在城市的照片嗎? 這些圖片全部來源於美國地質調查局(USGS)圖片資料庫。 美國在冷戰孫喊時期利用間諜衛星在敵國上空拍攝了大量照片,中國全境都沒能倖免。這些衛星影像資料於上世紀90年代及本世紀初分批解密,如今可在美國地質調查局(USGS)的EarthExplorer網站上免費查看與下載。這里分享一下照片下載的具體方法。 登錄網站 首先登錄美國地質調查局(USGS)EarthExplorer 網站: 先點擊右上角的 Register 注冊一下,不然下載圖片的時候也會提示必須登錄。 選擇下載范圍 首先,我們在右側的地圖上通過點選,劃定需要搜索的區域,這里以山西汾陽為例,如圖劃定了一個方形區域,以便查找涉及到這一區域的衛星照片。如果點錯位置,可以拖動右側的錨點進行修改,或者在左側刪除錨點再重新增加錨點: 設置下載區域 由於右側用於定位的底圖用的是谷歌地圖,國內用戶可能無法顯示。遇到這種情況可以嘗試用 Add Coordinate 按鈕來手動添加經緯度錨點,經緯度坐標的查詢可以使用水經注萬能地圖下載器查詢: 查看經緯度坐標 具體的方法就是在地圖中找到需要獲取經緯度的位置,點擊左側我的標注欄內的標注點按鈕。 標注點按鈕 然後在地圖上點擊需要獲取經緯度坐標的位置,雙擊,即可看到對應的點坐標。 獲取經緯度坐標 依次操作即可獲得完整的四個點的經緯度坐標,然後就可以根據獲取的坐標添加經緯度錨點。 添加經緯度錨點 設置下載數據 接下來我們就可以點擊 Data Sets 來設置數據,選擇資料庫。 選擇需要搜索的資料庫 被解密的冷戰時期照片主要集中在 Declassified Data 資料庫中,我們展開它,勾選 Declass 1 (1996),這一組資料庫主要是長條狀推掃式衛星照片,拍攝年代集中在60年代末期。Declass 2 (2002) 則大多是框幅式的照片,拍攝年代集中在70年代初。Declass 3 (2013) 則照片較少。 我們先以 Declass 1 (1996) 為例。點擊 Additional Criteria 進入下一步,然後來選擇一些參數進行進一步篩選。因為不是所有的照片都提供免費下載,而且解析度較低的照片沒有必要去看,因此我們通過設置把需要付費和低解析度的照片剔除掉。 選擇高清、可下載等參數 如上圖,我們將 Camera Resolution 限定為 Stereo High,將 Download Available 限定為 Yes,這樣我們就可以直接篩選出高清、可下載的照片了。點擊 Results 來獲得結果。 查詢結果 如上圖所示哪亂,在左側列表中我們看到了篩選結果,結果列表會顯示每一個照片的拍攝時間等參數。點擊每一個項目第五個帶綠色箭頭的圖標就可以下載了。 查看結果位置 但是要如何確定這些照片所涵蓋的范圍呢?我們可以利用點擊腳印圖標來獲取該照片在地球上的位置。比如下圖中,我點選了兩張圖片的腳印圖標,就可以預覽顯示他們分別覆蓋了地球上的哪塊區域。 查看位置 這樣的好處是,如果發現你需要搜索的區域和該照片僅僅是有一丁點兒交集,那麼就可以不用下載,因為在區域的邊界處,照片總是不那麼清晰,尤其是需要查看的區域出現在照片兩端時,鏡頭畸變會造成圖片極為不清晰。 另外需要注意的是照片覆蓋區域只是一個參考,並不能精確地和右側的谷歌底圖重合,所以有時候下載下來的照片和想像得有誤差,需要通過不斷地下載查看來進行摸索和嘗試。 下載地圖 然後就可以下載了,每個照片包從幾百M到幾個G不等,十分龐大。有時候需要等待很長時間才能開始下載,如果多次等待無效可以考慮刷新或者重新打開網頁。 下載地圖 下載照片包以後進行解壓。因為每張照片太大,大多數都被切分成了3~4張照片,每個文件依然有幾百M。 處理下載地圖 需要注意的是,有的照片是南北相反的,需要通過手動進行翻轉。 處理下載地圖 下載地圖查看 然後就可以愉快地 zoom-in、zoom-out 看照片了。大家可以自己更換資料庫、調整參數來摸索。有的時候找到完美的照片也需要一定運氣,畢竟不是所有照片都能遇上晴天,對焦不準或者圖片跑偏也是常有的事。 村莊 上圖我父親出生的村莊,堡牆依然完好,還可以找到家裡的老院子。 清晰的地形和水文特徵 晉陝蒙交界處的黃河 北京 六十年代的香港九龍半島 深圳羅湖 深圳灣南山蛇口一帶今昔對比 帶標注的汾陽地圖 結語 目前,已經解密的國內歷史數據,部分地區最高解析度達到0.6米,大部分地區1.8-2.7米影像數據全覆蓋。鎖眼衛星歷史影像由於大部分是返回式照相相機拍攝,獲取的影像數據為黑白全色影像,有興趣的朋友可以自己親自試試。
❸ google歷史衛星地圖
谷歌地球的高清衛星地圖可以選擇時間點查看歷史影像嗎
可以。
谷歌2013年與美陪者國地質調查局、美國國家航空航天局(NASA)和《時代周刊》合作匯總自1984以來的衛星地圖,讓用戶希望能查看並下載多時相影像的願望得以實現。
切換查看歷史影像地圖方法:
確保水經注萬能地圖下載器軟體版本為X3.0build1469及以上,在地圖類型中選擇「歷史影像」切換到多時相歷史影像地圖,這里以「鳥巢」和「水立方」的歷史影像為例,效果如下圖所示:
查看不同時相的歷史影像地圖方法:
拖動時間軸上的滑塊,可以查看指定日期拍攝的衛星影像,如2006年4月27日的鳥巢和水立方建設情況如下圖所示:
2007年4月25日的鳥巢和水立方的主體建設已基本完工,如下圖所示。
2008年5月25日的鳥巢和水立方已建成,如下圖所示。
(3)1978年的地球圖片高清衛星擴展閱讀:
多時像
遙感技術特別是衛星遙感具有按固定周期實現對地球重復覆蓋的能力,能提供各蘆拍薯種時間解析度的多時相遙感影像,滿足動態分析的要求。多時相遙感影像資料的要求,依分析對象動態變化速度及過程的時間長短而定。
如對台風發展過程的對比分析,要求有12小時以內時間間隔和多達十數天的系列多時相衛星雲圖;分析沙漠化的速率和范圍,只需不同年份的多時相資料即可。多時相遙感資料對比和綜合分析,是研究賀銷和追蹤自然歷史演變軌跡、監測環境和資源動態變化的重要和有效手段。
谷歌地球的應用
谷歌地球可讓您前往世界上任何地方,以查看衛星圖像,地圖,地形, 3D建築物,來自外層空間的星系的峽谷海洋。您可以探索豐富的地理內容,保存您的參觀場所和與其他人分享。
1、全球各地的歷史影像
如果您很好奇自己周圍一直以來發生了哪些變化,那麼 Google 地球現在就可以帶您回到過去。只需點擊一下,即可觀察到城郊擴建、冰蓋消融以及海岸侵蝕等變遷。
2、海洋專家提供的海底和海平面數據
在新的海洋層,您可以一直沉入海底,查看來自 BBC 和「國家地理」等合作夥伴的獨家內容,並可探究泰坦尼克號等 3D 沉船的殘骸。
3、具有音頻和視頻錄制功能的簡化游覽功能
在 Google 地球中可進一步標注地標並錄制不限形式的旅程。只需打開游覽功能,按下錄制按鈕,您就可以看到整個世界。您甚至可以添加背景音樂或畫外音,使旅程更具個性。
❹ 衛星下的地球有多美,有哪些相關的夜景圖呢
1879年10月,當美國著名的科學家發明燈泡之後,很少人能想像到現代人類的生活發生了多麼巨大的改變。因為夜晚有了光亮,人類發展的進程也加快了不少,現在我們從地球太空拍攝夜晚的照片,就會發現地球大部分地區和城市全部都被點亮了,尤其繁華大都市的亮度更是非常高。
❺ 旅行者一號拍攝的一張幾乎全黑的照片為什麼會震撼無數人
旅行者一號拍攝的一張幾乎全黑的照片為什麼會震撼無數人?因為在這張照片中可以清晰看到地球在宇宙中只如一粒灰塵這么渺小!
當我們抬頭看向夜空時,冬季時的天空,天狼星是夜空中最亮的星星,而對於生活在地球上的人類而言,無論天上的星辰多麼耀眼,也比不過太陽的光芒。
太陽是太陽系名副其實的“老大”,它占據了太陽系百分之九十九以上的質量,太陽的質量達2000億億億噸,是地球的33萬倍,而一個太陽的體積就是地球的130萬倍。
太陽的存在對於人類而言也是必不可少的,如果沒有了太陽,地球將會是一顆冰冷的星球,溫度低至零下100度的地球,根本不可能有生命存在。
而如今,這架無人探測器已經飛到了距離地球211億公里的地方了,它目前處在星際空間,這也意味著,旅行者一號很快就要飛出太陽系了。
除了探索太陽系以外,旅行者一號身上還肩負著尋找地外生命的任務,在旅行者一號發射前,科學家就在這艘飛船上安裝了載有人類文明和歷史的光碟,人們期盼著,旅行者一號會遇見地外生命。
而在旅行者一號飛離地球65公里的時候,旅行者一號向地球拍攝了一張照片,乍一看之下,這張照片似乎是全黑的,什麼也看不見,然而,這張照片卻震撼了全世界的科學家和無數的人。
這是因為在照片的角落中,人們隱約看見了一粒淡藍色的點,而這顆比灰塵還小的點竟然就是我們的地球,可想而知,地球在宇宙中是多麼渺小的存在。
這架探測器已經飛離太陽系211億公里了,旅行者一號距離地球100公里,這時的地球已經成了一個灰塵般大小的點,而太陽雖然是最亮眼的星星,但看上去已不再特別。
❻ 地球的圖片和資料
地球是太陽系八大行星之一,國際名稱為「該婭」(蓋婭(Gaea),希臘神話中的大地之神,所有神靈中德高望重的顯赫之神。是希臘神話中最早出現的神,在開天闢地時,由卡厄斯(Chaos)所生。她是宙斯的祖母,蓋婭生了天空,天神烏拉諾斯(Ouranos or Uranus),並與他結合生了六男六女,十二個泰坦巨神及三個獨眼巨人和三個百臂巨神,是世界的開始,而所有天神都是她的子孫後代。至今,西方人仍然常以「蓋婭」代稱地球。 ),按離太陽由近及遠的次序數是第三顆。它有一顆天然的衛星---月球,二者組成一個天體系統---地月系統。
地球自西向東自轉,同時又圍繞太陽公轉。地球自轉與公轉運動的結合使其產生了地球上的晝夜交替和四季變化(地球自轉和公轉的速度是不均勻的)。同時,由於受到太陽、月球、和附近行星的引力作用以及地球大氣、海洋和地球內部物質的等各種因素的影響,地球自轉軸在空間和地球本體內的方向都要產生變化。地球自轉產生的慣性離心力使得球形的地球由兩極向赤道逐漸膨脹,成為目前的略扁的旋轉橢球體,極半徑比赤道半徑短約21千米。
阿波羅飛船在月球上看到地球是由一系列的同心層組成。地球內部有核(地核)、幔(地幔)、殼(地殼)結構。地球外部有水圈和大氣圈,還有磁層,形成了圍繞固態地球的美麗外套。
地球作為一個行星,遠在56億年以前產生於原始太陽星雲。
地球的基本參數:
扁率因子: 298.257
平均密度: 5.52克/厘米3
赤道半徑: ae = 6378136.49 米
極半徑: ap = 6356755.00 米
平均半徑: a = 6371001.00 米
赤道重力加速度: ge = 9.780327 米/秒2
平均自轉角速度: ωe = 7.292115 × 10-5 弧度/秒
扁率: f = 0.003352819
質量: M⊕ = 5.9742 ×1024 公斤
地心引力常數: GE = 3.986004418 ×1014 米3/秒2
平均密度: ρe = 5.515 克/厘米3
太陽與地球質量比: S/E = 332946.0
太陽與地月系質量比: S/(M+E) = 328900.5
公轉時間: T = 365.2422 天
離太陽平均距離: A = 1.49597870 × 1011 米
公轉速度: v = 11.19 公里/秒
表面溫度: t = - 30 ~ +45
表面大氣壓: 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(極地) 983.2厘米/秒2
自轉周期 23時56分4秒(平太陽時)
公轉軌道半長徑 149597870千米
公轉軌道偏心率 0.0167
公轉周期 1恆星年
黃赤交角 23度27分
地球各圈層結構
地球海洋面積 361745300平方公里
地殼厚度 80.465公里
地幔深度 2808.229公里
地核半徑 3482.525公里
表面積 510067866平方公里
人們對於地球的結構直到最近才有了比較清楚的認識。整個地球不是一個均質體,而是具有明顯的圈層結構。地球每個圈層的成分、密度、溫度等各不相同。在天文學中,研究地球內部結構對於了解地球的運動、起源和演化,探討其它行星的結構,以至於整個太陽系起源和演化問題,都具有十分重要的意義。
地球圈層分為地球外圈和地球內圈兩大部分。地球外圈可進一步劃分為四個基本圈層,即大氣圈、水圈、生物圈和岩石圈;地球內圈可進一步劃分為三個基本圈層,即地幔圈、外核液體圈和固體內核圈。此外在地球外圈和地球內圈之間還存在一個軟流圈,它是地球外圈與地球內圈之間的一個過渡圈層,位於地面以下平均深度約150公里處。這樣,整個地球總共包括八個圈層,其中岩石圈、軟流圈和地球內圈一起構成了所謂的固體地球。對於地球外圈中的大氣圈、水圈和生物圈,以及岩石圈的表面,一般用直接觀測和測量的方法進行研究。而地球內圈,目前主要用地球物理的方法,例如地震學、重力學和高精度現代空間測地技術觀測的反演等進行研究。地球各圈層在分布上有一個顯著的特點,即固體地球內部與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,各圈層則是相互滲透甚至相互重疊的,其中生物圈表現最為顯著,其次是水圈。
大氣圈
大氣圈是地球外圈中最外部的氣體圈層,它包圍著海洋和陸地。大氣圈沒有確切的上界,在2000 ~ 16000 公里高空仍有稀薄的氣體和基本粒子。在地下,土壤和某些岩石中也會有少量空氣,它們也可認為是大氣圈的一個組成部分。地球大氣的主要成份為氮、氧、氬、二氧化碳和不到0.04%比例的微量氣體。地球大氣圈氣體的總質量約為5.136×1021克,相當於地球總質量的百萬分之0.86。由於地心引力作用,幾乎全部的氣體集中在離地面100公里的高度范圍內,其中75%的大氣又集中在地面至10公里高度的對流層范圍內。根據大氣分布特徵,在對流層之上還可分為平流層、中間層、熱成層等。
水圈
水圈包括海洋、江河、湖泊、沼澤、冰川和地下水等,它是一個連續但不很規則的圈層。從離地球數萬公里的高空看地球,可以看到地球大氣圈中水汽形成的白雲和覆蓋地球大部分的藍色海洋,它使地球成為一顆"藍色的行星"。地球水圈總質量為1.66×1024克,約為地球總質量的3600分之一,其中海洋水質量約為陸地(包括河流、湖泊和表層岩石孔隙和土壤中)水的35倍。如果整個地球沒有固體部分的起伏,那麼全球將被深達2600米的水層所均勻覆蓋。大氣圈和水圈相結合,組成地表的流體系統。
生物圈
由於存在地球大氣圈、地球水圈和地表的礦物,在地球上這個合適的溫度條件下,形成了適合於生物生存的自然環境。人們通常所說的生物,是指有生命的物體,包括植物、動物和微生物。據估計,現有生存的植物約有40萬種,動物約有110多萬種,微生物至少有10多萬種。據統計,在地質歷史上曾生存過的生物約有5-10億種之多,然而,在地球漫長的演化過程中,絕大部分都已經滅絕了。現存的生物生活在岩石圈的上層部分、大氣圈的下層部分和水圈的全部,構成了地球上一個獨特的圈層,稱為生物圈。生物圈是太陽系所有行星中僅在地球上存在的一個獨特圈層。
岩石圈
對於地球岩石圈,除表面形態外,是無法直接觀測到的。它主要由地球的地殼和地幔圈中上地幔的頂部組成,從固體地球表面向下穿過地震波在近33公里處所顯示的第一個不連續面(莫霍面),一直延伸到軟流圈為止。岩石圈厚度不均一,平均厚度約為100公里。由於岩石圈及其表面形態與現代地球物理學、地球動力學有著密切的關系,因此,岩石圈是現代地球科學中研究得最多、最詳細、最徹底的固體地球部分。由於洋底占據了地球表面總面積的2/3之多,而大洋盆地約占海底總面積的45%,其平均水深為4000~5000米,大量發育的海底火山就是分布在大洋盆地中,其周圍延伸著廣闊的海底丘陵。因此,整個固體地球的主要表面形態可認為是由大洋盆地與大陸台地組成,對它們的研究,構成了與岩石圈構造和地球動力學有直接聯系的"全球構造學"理論。
軟流圈
在距地球表面以下約100公里的上地幔中,有一個明顯的地震波的低速層,這是由古登堡在1926年最早提出的,稱之為軟流圈,它位於上地幔的上部即B層。在洋底下面,它位於約60公里深度以下;在大陸地區,它位於約120公里深度以下,平均深度約位於60~250公里處。現代觀測和研究已經肯定了這個軟流圈層的存在。也就是由於這個軟流圈的存在,將地球外圈與地球內圈區別開來了。
地幔圈
地震波除了在地面以下約33公里處有一個顯著的不連續面(稱為莫霍面)之外,在軟流圈之下,直至地球內部約2900公里深度的界面處,屬於地幔圈。由於地球外核為液態,在地幔中的地震波S波不能穿過此界面在外核中傳播。P波曲線在此界面處的速度也急劇減低。這個界面是古登堡在1914年發現的,所以也稱為古登堡面,它構成了地幔圈與外核流體圈的分界面。整個地幔圈由上地幔(33~410公里深度的B層,410~1000公里深度的C層,也稱過渡帶層)、下地幔的D′層(1000~2700公里深度)和下地幔的D〃層(2700~2900公里深度)組成。地球物理的研究表明,D〃層存在強烈的橫向不均勻性,其不均勻的程度甚至可以和岩石層相比擬,它不僅是地核熱量傳送到地幔的熱邊界層,而且極可能是與地幔有不同化學成分的化學分層。
外核液體圈
地幔圈之下就是所謂的外核液體圈,它位於地面以下約2900公里至5120公里深度。整個外核液體圈基本上可能是由動力學粘度很小的液體構成的,其中2900至4980公里深度稱為E層,完全由液體構成。4980公里至5120公里深度層稱為F層,它是外核液體圈與固體內核圈之間一個很簿的過渡層。
固體內核圈
地球八個圈層中最靠近地心的就是所謂的固體內核圈了,它位於5120至6371公里地心處,又稱為G層。根據對地震波速的探測與研究,證明G層為固體結構。地球內層不是均質的,平均地球密度為5.515克/厘米3,而地球岩石圈的密度僅為2.6~3.0克/厘米3。由此,地球內部的密度必定要大得多,並隨深度的增加,密度也出現明顯的變化。地球內部的溫度隨深度而上升。根據最近的估計,在100公里深度處溫度為1300°C,300公里處為2000°C,在地幔圈與外核液態圈邊界處,約為4000°C,地心處溫度為 5500 ~ 6000°C。
太陽系九大行星之一 。地球在 太陽系中並不居顯著的地位,而太陽也不過是一顆普通的恆星。但由於人類定居和生活在地球上,因此對它不得不尋求深入的了解。
行星地球 按離太陽由近及遠的順序,地球是第3個行星,它與太陽的平均距離是 1.496億千米 ,這個距離叫做一個天文單位(A) 。地球的公轉軌道是橢圓形 ,其軌道長半徑為149597870千米,軌道偏心率為0.0167 ,公轉軌道運動的平 均速度是29.79千米/秒。
地球的赤道半徑約為 6378 千米 ,極半徑約為6357千米,二 者相差約21千米 。地球的平均半徑約為6371千米 。地球的平均密度為5.517 克/厘米 。地球的尺度和其他參量見表。
形狀和大小 中國古代對天地的認識有所謂渾天說。東漢張衡在《渾天儀圖注》里寫道:「天體圓如彈丸,地如雞中黃……天之包地猶殼之裹黃。」地球是圓的這個概念在遠古就已模糊地存在了 。723 年唐玄宗派一行和南宮說等人 ,在今河南省選定同一條子午線上的 13 個地點 ,測量夏至的日影長度和北極的高度 ,得到子午線一度之長為351里80步 ( 唐代的度和長度單位 )。摺合現代的尺度就是緯度 一度長132.3千米,相當於地球半徑為7600千米 ,比現代的數值約大20%。這是地球尺度最早的估計( 埃及人的測量更早 一些,但觀測點不在同 一 子午線上 ,而且長度單位核算標 准不詳,精度無從估計)。
精確的地形測量只是到了牛頓發現萬有引力定律之後才有可能,而地球形狀的概念也逐漸明確。地球並非是很規則的正球體。它的表面可以用一個扁率不大的旋轉橢球面來極好地逼近。扁率e為橢球長短軸之差與長軸之比 ,是表示地球形狀的一個重要參量。經過多年的幾何測量、天文測量以至人造地球衛星測量,它的數值已經達到很高的精度。這個橢球面不是真正的地球表面,而是對地面的一個更好的科學概括,用來作為全球各地大地測量的共同標准,所以也叫做參考橢球面 。按照 這個參考橢球面 ,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 。在參考橢球面上重力勢能是相等的,所以在它上面各點的重力加速度是可以計算的,公式如下:
g0=9.780318(1+0.0053024sin2j
-0.0000059sin2j)米/秒2, 式中g0是海拔為零時的重力加速度,j是地理緯度 。知道了地球形狀、重力加速度和萬有引力常數G=6.670×10-11牛頓·米2/千克2,可以計算出地球的質量M為 5.976×1027克。
自轉 由於地球轉動的相對穩定性 ,人類生活歷來都利用它作為計時的標准,簡單地說,地球繞太陽公轉一周的時間叫做一年,地球自轉一周的時間叫做一日。然而由於地球外部和內部的原因,地球的轉動其實是很復雜的。地球自轉的復雜性表現在自轉軸方向的變化和自轉速率即日長的變化。
自轉軸方向的變化中,最主要的是自轉軸在空間繞黃道軸緩慢旋進,造成春分點每年向西移動50.256〃的歲差。這是日、月對地球赤道突出部分吸引的結果。其次是地球自轉軸相對於地球本身的位置變化,造成了地面各點的緯度變化。這種變化主要有兩種成分 :一種以一年為周期 ,振幅約為0.09〃,是大氣和海水等季節性變化所引起的,是一種強迫振動;另一種成分以14個月為周期,振幅約為0.15〃,是地球內部變化所引起的,叫做張德勒擺動,是一種自由振動 。此外還有一些較小的自由振動。
轉速的變化造成日長的變化。主要有3類 :長期變化是減速的,使日長每百年增加1 ~ 2毫秒 ,是潮汐摩擦的結果;季節性變化最大可使日長變化0.6毫秒 ,是氣象因素引起的;
不規則的短期變化,最大可使日長變化4毫秒 ,是地球內部變化的結果。
表面形態和地殼運動 地球的表面形態是極復雜的 ,有綿亘的高山,有廣袤的海盆,還有各種尺度的構造。
地表的各種形態主要不是外力造成的,它們來源於地殼的構造運動。地殼運動的起因至少有以下幾種設想:①地球的收縮或膨脹。許多地學家認為地球一直在冷卻收縮,因而造成巨大的地層褶皺和斷裂。然而觀測表明,地面流出去的熱量和地球內部因放射性物質的衰變而生出的熱量是同量級的。也有人提出地球在膨脹的論據。這個問題現在尚無定論。②地殼均衡。在地殼以下的某一定深度,單位面積上的載荷有一種傾向於均等的趨勢。地面上的巨大高差為地下深部橫向物質流動所調節。③板塊大地構造假說——地球最上層約八、九十千米厚的岩石層是由幾塊巨大的板塊組成的。這些板塊相互作用和相對運動就產生地面上一切大地構造現象 。板塊運動的動力來自何處,現在還不清楚,但不少人認為地球內部物質的對流起了決定性的作用。
電磁性質 地磁場並不指向正南。11世紀中國的《夢溪筆談》就有記載。地磁偏角隨地而異。真正地磁場的形態是很復雜的。它有顯著的時間變化,最大的變化幅度可達到總地磁場的千分之幾或更高。變化可分為長期的和短期的。長期變化來源於地球內部的物質運動;短期變化來源於電離層的潮汐運動和太陽活動的變化。在地磁場中,用統計平均或其他方法將短期變化消去後就得到所謂基本地磁場。用球諧分析的方法可以證明基本地磁場有99%以上來源於地下,而相當於一階球諧函數部分約佔80%,這部分相當於一個偶極場,它的北極坐標是北緯78.5°,西經69.0°。短期變化分為平靜變化和干擾變化兩大類。平靜變化是經常出現的,比較有規律並有一定的周期,變化的磁場強度可達幾十納特 ;干擾變化有時是全球性的 ,最大幅度可達幾千納特 ,叫做磁暴。
基本磁場也不是完全固定的,磁場強度的圖像每年向西漂移0.2°~0.3°,叫做西向漂移。這就指出地磁場的產生可能是地球內部物質流動的結果。現在普遍認為地球核主要是鐵鎳組成的(還包含少量的輕元素)導電流體,導體在磁場中運動便產生電流。這種電磁流體的耦合產生一種自激發電機的作用,因而產生了地磁場。這是當前比較最為人接受的地磁場成因的假說。
當岩漿在地磁場中降溫而凝固成岩石時,便受到地磁場磁化而保留少許的永久磁性,稱為熱剩磁。大多數岩漿岩都帶有磁性,其方向和成岩時的地磁場方向一致。由相同時代的不同岩石標本可以確定成岩時地球磁極的位置。但由不同地質時代的岩石標本所確定的地磁極位置卻是不同的。這就給大陸漂移的假說提供了一個有力的證據。人們還發現,在某些地質時代成岩的岩石,磁化方向恰好和現代的地磁場方向相反。這是由於地球在形成之後,地磁場曾多次自己反向的結果。按照自激發電機地磁場成因假說,這種反向是可以理解的。地磁場的短期變化可以感應地下電流,而地下電流又引起地面的感應磁場。地下電流同地下物質的電導率有關,因而可由此估計地球內部的電導率分布。然而計算是復雜的,而且解答不單一。現在所能取得的一致意見是電導率隨深度而增加,在60~100千米深度附近增加很快 。在400~700千米的深處,電導率又有明顯的變化,此處相當於地幔中的過渡層(又叫C層)。
溫度和能源 地面從太陽接受的輻射能量每年約有10焦耳,但絕大部分又向空間輻射回去,只有極小一部分穿入地下很淺的地方。淺層的地下溫度梯度約為每增加30米,溫度升高1℃ ,但各地的差別很大 。由溫度梯度和岩石的熱導率可以計算熱流 。由地面向外流 出的熱量 ,全球平均值約為6.27 微焦耳/厘米秒 ,由地面流出的總熱能約為10.032×1020焦耳/年。
地球內部的一部分能源來自岩石所含的放射性元素鈾 、釷、鉀。它們在岩石中的含量近年來總在不斷地修正,有人估計地球現在每年由長壽命的放射性元素所釋放的能量約為9.614×1020焦耳 ,與地面熱流很相近 ,不過這種估計是極其粗略的,含有許多未知因素。另一種能源是地球形成時的引力勢能,假定地球是由太陽系中的彌漫物質積聚而成的 。這部分能量估計有25×1032焦耳 ,但在積聚過程中有一大部分能量消失在地球以外的空間 ,有一小部分 ,約為1×1032焦耳,由於地球的絕熱壓縮而積蓄為地球物質的彈性能。假設地球形成時最初是相當均勻的,以後才演變成為現在的層狀結構,這樣就會釋放出一部分引力勢能,估計約為2×1030焦耳。這將導致地球的加溫。地球是越轉越慢的。地球自形成以來,旋轉能的消失估計大約有1.5×1031焦耳,還有火山噴發和地震釋放的能量,但其數量級都要小得多。
地面附近的溫度梯度不能外推到幾十千米深度以下。地下深處的傳熱機制是極其復雜的,由熱傳導的理論去估計地球內部的溫度分布,常得不到可信的結果。但根據其他地球物理現象的考慮,地球內部某些特定深度的溫度是可以估計的。結果如下:①在100千米的深度 ,溫度接近該處岩石的熔點,約為1100~1200℃;②在400千米和650千米的深度,岩石發生相變 ,溫度各約在1500℃和1900℃ ;③ 在核幔邊界,溫度在鐵的熔點之上,但在地幔物質的熔點之下,約為3700℃;④在外核與內核邊界 ,深度為5100千米 ,溫度約為4300℃,地球中心的溫度,估計與此相差不多。
內部結構 地球的分層結構基本上是按地震波( P和S )的傳播速度劃分的。地球上層有顯著的橫向不均勻性:大陸地殼和海洋地殼的厚度大不相同,海水只覆蓋著2/3的地面。
地震時,震源輻射出兩種地震波,縱波P和橫波S。它們各以不同的速度向四圍傳播�經過不同的時間到達地面上不同的地點。若在地面上記錄到P和S的傳播時間隨震中距離的變化,就可以推算地下不同深度地震波的傳播速度υp和υs。
地球內部的分層就是由地震波速度分布定義的,在海水之下,地球最上層叫做地殼,厚約幾十千米。地殼以下直對地核,這部分統稱為地幔。地幔內部又有許多層次。地殼與
地幔的邊界是一個明顯的間斷面 ,稱為M界面或莫霍界面 。界面以下約到會80千米的深度,速度變化不大,這部分叫做蓋層。再往下,速度變化不大,這部分叫做蓋層。再往下 ,速度明顯降低 ,直到約220千米深度才又回升 。這部分叫低速帶。以下直到2891千米深度叫做下地幔。核幔邊界是一個極明顯的間斷面。進入地核 ,S波消失 ,所以地球外核是液體。到了5149.5千米的深度 ,S波又出現,便進入了地球內核。
由地球的速度和密度的分布可以計算出地球內部的兩個彈性常數、壓力和重力加速度的分布。在地幔中,重力加速度g的變化很小 ,只是過了核幔邊界才向地心遞減至零 。在核幔邊界處的壓力為1.36兆巴,在地心處為3.64兆巴。
內部物質組成 地震波的速度和密度分布對於地球內部的物質組成是一個限制條件 。地球核有約 90%是由鐵鎳合金組成的,但還含有約法三章10%的較輕物質;可能是硫或氧。關於地幔的礦物組成,現在還存在分歧意見。地殼中的岩石礦物是由地幔物質分異而成的。火山活動和地幔物質的噴發表明地幔的主要礦物是橄欖岩。地震波速度的數據表明在內400、500、和諧500千米的深度,波速的梯度很大 。這可解釋為礦物相變的結果。在內400千米的深處 ,橄欖石相變為尖晶石的結構,而輝石則熔入石榴石 。在家500千米的深度,輝石也分解為尖晶石和超石英的結構 。在先650千米深度下,這些礦物都為鈣鈦礦和氧化物結構 。在下地幔最下的200千米中,物質密度有顯著增加。這個區域有無鐵元素的富集還是一個有爭論的問題。
起源和演化 地球的起源和演化問題實際上也就是太陽系的起源和演化問題。早期的假說主要分兩大派:以康德和拉普拉斯為代表的漸變派和以G.L.L.布豐為代表的災變派 。漸變派認為太陽系是由高溫的旋轉氣體逐漸冷卻而成的;災變派主張太陽系是由此及彼2個或3個恆星發生碰撞或近距離吸引而產生的。早期的假說主要企圖解釋一些天文事實,如行星軌道的規律性,內行星和外行星的區別。太陽系中角動量的分布等。在全面解釋上述觀測事實時,兩派都遇到不可克服的因難。
從20世紀40年代中期起,人們逐漸傾向於太陽系起源於低溫的固體塵埃的觀點。較早的倡議者有魏茨澤克、施米特和尤里。他們認為行星不是由高溫氣體凝固而成,而是由溫度不高的固體塵物質積聚而成的。
地球形成時基本上是各種石質物體和塵、氣的混合物積聚而成的。初始地球的平均溫度估計不超過去時1000℃。由於長壽命放射性無素的衰變和引力勢能的釋放,地球的溫度逐漸升高。當溫度超過鐵的熔點時,原始地球中的鐵元素就化成液態,由於密度大就流向地球的中心部分,從而形成了地核。地球內部溫度繼續升高,使地幔局部熔化,引起了化學分異,促進了地殼形成。
海洋和大氣都不是地球形成時就有的,而是次生的。因為原始地球不可能保持大氣和水 。海洋是地球內部增溫和分異的結果。原始大氣是從地球內部放出的,是還原性的。直到綠色植物出現後,大氣中才逐漸積累了自由氧,在漫長的地質年代中逐漸形成現在的大氣(見地球起源)。
年齡 地球的年齡 ,如果定義為原始地球形成後到現在的時間,則由岩石和礦物所含的放射性同位素可以測定。但是這樣做時,仍免不了對地球的初始狀態做一些假定,根據岩石礦物中和隕石中鉛同位素的精密分析,現在一般都接受的地球年齡約為46億年。
大氣圈是地球外圈中最外部的氣體圈層,它包圍著海洋和陸地。大氣圈沒有確切的上界,在2000 ~ 16000 公里高空仍有稀薄的氣體和基本粒子。在地下,土壤和某些岩石中也會有少量空氣,它們也可認為是大氣圈的一個組成部分。地球大氣的主要成份為氮、氧、氬、二氧化碳和不到0.04%比例的微量氣體。地球大氣圈氣體的總質量約為5.136×1021克,相當於地球總質量的百萬分之0.86。由於地心引力作用,幾乎全部的氣體集中在離地面100公里的高度范圍內,其中75%的大氣又集中在地面至10公里高度的對流層范圍內。根據大氣分布特徵,在對流層之上還可分為平流層、中間層、熱成層等。
我們的家園——地球
地球是什麼形狀的?她來自哪裡? 早在170萬年前,人類就對自己的家園——地球,產生了各種美麗的遐想,編織成許多絢麗多彩的傳說。中國古代就有盤古開天闢地的故事,古希臘神話講開天闢地時,傳說宇宙是從混沌之中誕生的,最先出現的神是大地之神——該亞。天空、陸地、海洋都是由她而生,因此人們尊稱她為「地母」。
地球已經是一個5000歲的老壽星了,她起源於「盤古」開天劈地。約在5000年前,天和地相聯後來逐漸進化,出現了各種不同的生物。地球的平均赤道半徑為6378.14公里,比極半徑長21公里。
地球的內部結構可以分為三層:地殼、地幔和地核。在地球引力的作用下,大量氣體聚集在地球周圍,形成包層,這就是地球大氣層。
地球就像一隻陀螺,沿著自轉軸自西向東不停地旋轉著。她的自轉周期為23小時56分4秒,約等於24小時。 同時,地球還圍繞太陽公轉,她的公轉軌道是橢圓形,軌道的半長徑達到149,597,870公里。 公轉一周要365.25天,為一年。
太陽是一顆普通的恆星,目前在赫-羅圖上度過了主序生涯的一半左右。它是一個質量為1989.1億億億噸(約為地球質量的33萬倍)、直徑139.2萬km(約為地球直徑的109倍)的熱氣體(嚴格說是等離子體)球。其平均密度為水的1.4倍,但這一平均密度隱含著很寬的密度范圍,從超高密的核心到稀薄的外層。
作為一顆恆星太陽,其總體外觀性質是,光度為383億億億瓦,絕對星等為4.8,他是一顆黃色G2型矮星,有效溫度等於開氏5800度。太陽與在軌道上繞它公轉的地球的平均距離為149597870km(499.005光秒或1天文單位)。按質量計,它的物質構成是71%的氫、26%的氦和少量重元素。太陽圓面在天空的角直徑為32角分,與從地球所見的月球的角直徑很接近,是一個奇妙的巧合(太陽直徑約為月球的400倍而離我們的距離恰是地月距離的400倍),使日食看起來特別壯觀。由於太陽比其他恆星離我們近得多,其視星等達到-26.7,成為地球上看到最明亮的天體。太陽每25.4天自轉一周(平均周期;赤道比高緯度自轉得快),每2億年繞銀河系中心公轉一周。太陽因自轉而呈輕微扁平狀,與完美球形相差0.001%,相當於赤道半徑與極半徑相差6km(地球這一差值為21km,月球為9km,木星9000km,土星5500km)。差異雖然很小,但測量這一扁平性卻很
❼ 把微信背景圖放大1倍看,有這樣一個細小的變化,科學家都坐不住,是什麼
我國現在已經有了很好的發展,我國的互聯網企業有很好的發展,我國企業推出的微信這個軟體就備受歡迎。而為了吸引全球用戶的關注,微信軟體的背景圖是一張人類和地球的合影。很多人都以為這個背景圖從來沒有變化過,但其實如果你仔細觀察,將這個背景圖放大一倍來看的話,就會發現這其中竟然有一個細小的變化。
這樣一張衛星圖已經讓西方國家的科學家驚呆了,他們沒有想到,中國竟然可以在短短時間內取得這么大的進步,竟然在短短時間內發展衛星技術。