天体演化笔记(2).doc

四、地球Earth

1、基本数据
距离太阳:149.6×106km (1A.U)
赤道半径：6378 km，极向半径6357km
体积：1.08×1027cm3
质量：5.976×1027g
密度： 5.52 g/cm3
赤道表面引力：9.766 m/s2
平均轨道速度：29,785.9 m/s
逃逸速度：11,180 m/s
表面温度：-88/58 (min/max) °C
大气组成: N2, O2

2、地球的内部结构
地球内部分为：地壳、地幔、地核（内核、外核）

¡ 地壳crust：是地球的最外一圈，重要是由富含硅和铝的硅酸盐岩石所组成的硬壳，其范围从
地表到莫霍面。厚度变化较大，大洋地壳较薄，平均厚6公里，最薄处不到5公里；
大陆地壳较厚，平均厚35公里，最厚处可达70公里。整个地壳平均厚33公里。

¡ 地幔mantle：地幔位于莫霍面和古腾堡面之间，从3470到6370km，厚为2900km。地幔重要
由含铁、镁多的硅酸盐物质组成，平均密度为每立方厘米3.5克，温度1500-3000℃，
50万-150万大气压。地幔可分为上、下地幔，由于随深度增长温度升高，下地幔是可塑性固体物质。

¡ 地核 core ：从古腾堡面以下至地心部分为地核，厚3473公里，温度5540℃，350个大气压，
密度可达每立方厘米10克左右。

内核inner core：0-1400km，固态的，推测由铁镍组成，也许还混有硫和氧。
外核outer core：1400-3470km，呈液态，推测由熔融的铁与镍组成，

内核是在旋转的

3、地球磁场
地球存在磁场

磁场产生的机制有多种解释
¡ 发电机机制（dynamo process）：地球的温度随深度的增长而增高，液态的外核就像一壶水座在热炉上，底部的热体上升，上部的冷热体下降，形成对流，地球的自转使液体的流动发生偏斜，假如内部原有磁场，就会产生感应电流，并产生地磁场。推测行星产生和维持磁场的基本条件：具有一个液体的导电的内核，自转速度快。

¡ 地球内部是个大核反映堆：反映堆发电，产生电流

¡ 其他解释：由于地球内部高温高压状态，地核中少量原子的电子克服原子核引力束缚，变成自由电子，同时令构成地核的少量原子失去电子而变成带正电的离子。内部的物质将变成等离子体，在地核压力产生的巨大挤压力作用下，自由电子趋于漂浮到地核与地幔的交界处，会形成电子海洋，由于地球自转，形成环形电流；

3、地球的表面：板块运动
地表的大部分活动发生在板块边界处：两个板块相撞，将形成高山山脉；如喜马拉雅山的隆起，是印度板块快速向欧洲板块移动斜插的结果（大约5cm/yr）.直到现在，它仍以每年大约1mm的速度隆升。两个本来连在一起的板块分离将形成峡谷。
地震、火山活动与板块移动有关。地球充满活力的象征。

4、地球的大气层
地球除了海洋以及固体部分外，周边尚有一层厚厚的空气，称为大气层。

大气层的下部的8~18千米的高度带称为对流层， 流层以上到约50千米高度处是平流层。 离地面50~85千米的一层称为中间层，温度随高度的增长而下降，最高处降为-80℃。 再往上就是电离层，

总的来说，从地核深处到大气层，地球表现为一种圈层结构。最外面的是大气层，称为大气圈。地幔上部有一个厚度约为200千米的区域，其中的固态物质中混有少量液态物质，这一区域称为软流圈。软流圈以上的地幔连同地壳并称为岩石圈，厚度约为100千米。地球表面上由海水和陆地组成的系统称为水圈，其中海水占总量的97.3%，而大气中的水蒸气仅占0.001%，水圈的形成已有30亿年的历史。 地球上的各种生态系统，涉及动物、植物、微生物等等，也构成了一个连续的圈层，称为生物圈。生物圈中的各种生物在地球上生活繁衍进化，从而使我们的地球变得生机勃、绚丽多彩。

五、月球moon

1、基本数据
距离地球：3.84×105千米
半径：1738 km，是地球的3/11。
体积： 2.197 x 107 km3（0.020 x Earth）
质量：7.35x 1022 kg （0.0123 x Earth）
密度：3.34克/立方厘米
赤道表面引力：1.622 m/s2
逃逸速度：2,380 m/s
自转周期：27.3天
轨道周期：27.3天
轨道速度：1,023 m/s
表面温度： -233/123 °C

2、月球表面的显著特性：

环形山（撞击坑）、月海、月陆

¡ 环形山：实际是陨石坑，月球表面有很多的环形山。由于月球上没有大气，所以许多流星体、
小行星和彗星，会直接撞击到月球表面，形成了环形山结构，第谷陨石坑跨度85公里，年龄1亿年.月面上保存了大量完好的环形山,暗示了月球内部的演化已处在停滞时期。

简朴环形山，形状像一个碗；复杂环形山；陨石坑中间有小山丘,那是撞击后物质反弹导致的。

¡ 月海：在月球上较暗的区域称为¡°月海¡±。它们是一些广阔的平原，是月面上低凹的区域。
很有也许是小天体在月球上砸的更大的坑，熔融的岩浆流动并凝固在里面，形成平原。月海的四周往往有山脉，这些山脉不像地球的山脉来自板块移动，而更像砸的一个几千公里大坑的边沿。已知的月海有22个，著名的有云海、湿海、静海，最大的叫风暴洋。岩石的测定表白：大约40亿年前，对月球的撞击率大大下降，接下来是熔岩的流动，一直流了几亿年，形成了月海 。

¡ 月陆：月面上较亮的区域称为“月陆”。月陆是月面上高出月海的地区，一般高出2-3千米。

月球上出现了一个全新的陨石坑：它宽约14米，深3米，年龄则精确地等于1个月零25天（截止2023年6月27日）。

NASA的天文学家目睹了它的形成过程：“2023年5月2日，一颗流星携带着170亿焦耳的动能，击中了月球的云海（Mare Nubium），这个能量大约相称于4吨TNT炸药，¡± ¡°这场撞击产生了一个明亮的火球，被一台10英寸的望远镜拍摄了下来。”

3、月球的内部结构
分为月壳、月幔、月核

¡ 月壳：0—65千米 ，岩石碎块和月壤 。

¡ 月幔 ：65—1000千米，相称于地球的基性岩、超基性岩（橄榄岩、辉石岩等）组成。

¡ 月核： 1000千米，内部 没有任何活动 。

4、磁场

¡ 月球没有球形磁场，但表面的岩石还显示残余的磁性，说明在月球的初期存在球形磁场。太阳辐射直达表面，非常危险。

¡ 月球几乎没有空气。温差特别大，白天温度高达127℃，晚上温度可达-183℃，没有声音,月球上没有水，只有些零零散散分布的水冰。

¡ 没有生命和任何有机物质 ，但矿产资源非常丰富。

12名宇航员登陆月球，带回382kg的物质，研究样品 ，获得关于 月球的大部分具体信息，用它们还可以断代，现在科学家仍在研究这些样品。共留下4面镜子，供科学家运用雷达波精确测量地月距离。

5、月球的起源

¡ 分裂说fission theory

¡ 俘获说capture theory

¡ 共同起源说 hybrid theory

¡ 撞击学说inpact theory ：通过对月球岩石样品的研究得出 。地球与非常大的物体（也许 比火星大）相撞，喷射出的物质形成了月球

六、水星Mercury

1、基本数据
距离太阳：57,909,175 km (0.39A.U.)
距轨道椭圆：最近46,000,000 km，最远 69,820,000 km
赤道半径：2,439.7 km，是地球的 0.38
体积：是地球0.054
质量：是地球的0.055
密度：5.427 g/cm3
自转：58.646 天
公转：87.97天
平均轨道速度： 47,872.5 m/s
赤道表面引力：3.7 m/s2， 你的体重=地球上体重×3.7÷9.8
表面温度：-173/427 °C

2、内部结构：与地球类似

¡ 具有最大的铁核心

¡ 地幔（500 to 600 km）、地壳比较薄。

3、磁场
磁场：是地球的1%

3、 水星的表面：
类似月球，重要根据水手10号返回的数据，有许多陨击坑。

4、 水星的大气：
极为稀薄，几乎没有大气层，导致昼夜温差大，（白天表面温度可达427度以上，黑夜最低可降到零下173度左右）；太空流星体不会燃烧，直接撞击水星，导致表面陨石坑；太阳射线直接到达，十分危险；天空总是黑的，由于没有大气的散射光。

5、 没有水：
但1991年的射电观测，在北极也许在深陨石坑里有一些冰块。
6、 对水星的探测：
仅有水手10号三次造访过，最后一次是1975年，仅仅勘测了表面的45% 。美国“信使”号飞船Messenger于2023年6月3日发射，预计2023年3月进入水星轨道，行程79亿公里.将研究表面构成、地质构成、内部结构 、大气层磁场特点等。

七、金星（Venus ）
火星（Mars）

1、 基本数据

金星Venus

距离太阳：平均1.08 x 108 km (0.72 A.U.)
赤道半径：6,051.8 km ，是地球的 0.95倍
体积：9.284 x 1011 km3 是地球0.88
质量：4.8685 x 1024 kg ，是地球的0.815
密度： 5.24 g/cm3
自转：243 天 ,是太阳系唯一逆向自转的
公转：224.7 天
平均轨道速度： 35,021.4 m/s
赤道表面引力：8.87 m/s2 ，你的体重=地球上体重×8.87÷9.8；
表面温度：462 °

火星Mars

距离太阳：2.279 x 108 km (1.52 A.U.)
近日点:2.066 x 108 km (1.38 A.U.)
远日:2.492 x 108 km (1.67 A.U.)
赤道半径:3,397 km (0.53 x Earth)
体积:1.63 X 1011 km3(0.15x Earth )
质量:6.42 x 1023 kg(0.11 x Earth)
密度: 3.94 g/cm3(0.71 x Earth
自转:1.026 天 公转:1.8807 年， 686.93 天
赤道表面引力：3.693 m/s2 ，你的体重=地球上体重×3.693÷9.8
平均轨道速度: 24,130.9 m/s
温度:-87 to -5 °C
大气成分:CO2, N2

2、磁场
金星没有球形磁场。
通过探测证明火星不像地球有一个统一的偶极制的磁场。地球有南北极，月球没有磁场，而火星却发现很多磁场，就是有无数个南北极

2、 大气
金星的大气：极为浓厚，重要由二氧化碳、氮气、硫化物、硫酸微粒组成。大气层顶部快速转动，每4天绕金星一周。金星表面的压力是地球的92倍。
火星大气稀薄：大约只有地球大气的百分之一左右。重要成分：二氧化碳 95.32% ，氧0.13% 氮2.7% ，水0.03%

科学家相信火星地下如今仍然存在“地外生命” ，这些生命体很也许都躲藏在火星地表以下的山洞当中，靠着火星地表下的水源生存。

3、 火星的卫星

火星有两个小的不规则的卫星： 弗伯斯(Phobos) （fear)
迪摩斯(Deimos) (panic)

弗伯斯的长径为二十七公里，迪摩斯则为十五公里，形状都非常扁平，弗伯斯及迪摩斯的自转周期及公转周期都相等，约七小时又四十分钟，迪摩斯约三十小时，而弗伯斯距离火星表面大约6000公里的地方，两个卫星永远都以最长的轴对著火星的中心。

金星火星地球的形成应当同样的,但演化命运为什么不同?