探寻地球存在生命的原因及当代人类探索宇宙生命发展历程稻谷教资

1、探寻地球存在生命的原因及探寻地球存在生命的原因及当代人类探索宇宙生命发展历程当代人类探索宇宙生命发展历程现现振振地理讲座地理讲座1高等课堂神话故事神话故事 古今中外都有很多关于宇宙其他星球生古今中外都有很多关于宇宙其他星球生命的想象。命的想象。 如中国家喻户晓的：月宫嫦娥，太白金如中国家喻户晓的：月宫嫦娥，太白金星星 古希腊神话：月亮女神阿蒂米斯古希腊神话：月亮女神阿蒂米斯（artemis）。她是太阳神阿波罗的妹妹）。她是太阳神阿波罗的妹妹 火星被称为战神，名叫马尔斯。这或许火星被称为战神，名叫马尔斯。这或许是由于它鲜红的颜色而得来的是由于它鲜红的颜色而得来的2高等课堂万户飞天万户飞天世界航天

2、第一人世界航天第一人 明朝的士大夫万户把明朝的士大夫万户把4747个自制的火箭绑在椅个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，子上，自己坐在椅子上，双手举着双手举着2 2只大风筝，然只大风筝，然后叫人点火发射。设想后叫人点火发射。设想利用火箭的推力，加上利用火箭的推力，加上风筝的力量飞起。不幸风筝的力量飞起。不幸火箭爆炸，万户也为此火箭爆炸，万户也为此献出了生命。目前，只献出了生命。目前，只有火箭才能把人送上太有火箭才能把人送上太空。空。 3高等课堂 为纪念万户，为纪念万户，国国 际天文学联合会际天文学联合会将月球上的一座环将月球上的一座环形山，以这位古代形山，以这位古代的中国人命名。的中国人命

3、名。 万户山万户山4高等课堂地球所处宇宙到底有多大地球所处宇宙到底有多大a地球存在生命的原因地球存在生命的原因b人类探索宇宙生命的历程人类探索宇宙生命的历程ccontents目录5高等课堂宇宙全景图宇宙全景图6高等课堂 指人类所存在的一个时空指人类所存在的一个时空连续系统。连续系统。 中国古代就有中国古代就有“上下四方上下四方曰宇，往古来今曰宙曰宇，往古来今曰宙”的说的说法。法。 近半个世纪，人们通过对近半个世纪，人们通过对河外星系的研究，不仅已发河外星系的研究，不仅已发现了星系团、超星系团等更现了星系团、超星系团等更高层次的天体系统，而且已高层次的天体系统，而且已使我们的视野扩展到远达大使我

4、们的视野扩展到远达大约约150150亿光年的亿光年的宇宙宇宙深处。深处。7高等课堂 与其在茫茫宇宙中，苦苦追寻生命的与其在茫茫宇宙中，苦苦追寻生命的星球，不如再次将视角回到我们的地球，星球，不如再次将视角回到我们的地球，想想地球存在生命的原因？想想地球存在生命的原因？8高等课堂the solar systemthe solar system太太 阳阳 系系9高等课堂10高等课堂八颗行星的公转方向和轨道面有何特点？八颗行星的公转方向和轨道面有何特点？ 这对地球上生命的诞生有何影响？这对地球上生命的诞生有何影响？11高等课堂公转方向：公转方向： 行星绕日公转的方向具有同向性行星绕日公转的方向具有同

5、向性轨道面：轨道面： （1）行星绕日公转的轨道面具有共面）行星绕日公转的轨道面具有共面性性 （2）行星绕日公转轨道形状近似正圆）行星绕日公转轨道形状近似正圆结论：地球所处的宇宙环境比较结论：地球所处的宇宙环境比较 安全安全12高等课堂地球在太阳系中的位置有何特点？地球在太阳系中的位置有何特点？这为地球上生命的诞生提供了什么前提条件？这为地球上生命的诞生提供了什么前提条件？13高等课堂宜居带宜居带14高等课堂 太阳是太阳系中唯一的恒星和会太阳是太阳系中唯一的恒星和会发光的天体，是太阳系的中心天体发光的天体，是太阳系的中心天体 太阳是气体球，主要是由氢和氦组太阳是气体球，主要是由氢和氦组成。科学家

6、推断太阳的寿命大致为成。科学家推断太阳的寿命大致为100100亿年，而目前太阳大约亿年，而目前太阳大约45.745.7亿岁，可亿岁，可以说太阳正处于壮年，状态稳定。以说太阳正处于壮年，状态稳定。15高等课堂日地平均距离1.5亿千米亿千米16高等课堂日地距离日地距离平均距离为平均距离为1.51.5亿千米亿千米地球与太地球与太阳距离适阳距离适中，公转中，公转和自转周和自转周期适当，期适当，使地球能使地球能够均匀吸够均匀吸收太阳辐收太阳辐射，平均射，平均温度温度15，有利于液有利于液态水和生态水和生命的存在命的存在17高等课堂地球的体积和质量有何特点？地球的体积和质量有何特点？这为地球上生命的诞生提

7、供了什么条件？这为地球上生命的诞生提供了什么条件？18高等课堂八八大大行行星星质质量量和和体体积积比比19高等课堂 地球具有适中的体积和质量，其引力可以使大地球具有适中的体积和质量，其引力可以使大量的气体聚集在地球周围，形成保卫地球的大量的气体聚集在地球周围，形成保卫地球的大气层。经过长期的演化过程，地球大气转化为气层。经过长期的演化过程，地球大气转化为以氮和氧为主适合生物呼吸的大气。以氮和氧为主适合生物呼吸的大气。适合生物生存的大气和水适合生物生存的大气和水20高等课堂地球？还是水球？地球？还是水球？地球上有生命所需的液态水地球上有生命所需的液态水21高等课堂地球所处的环境很安全a地球具有适

8、宜的温度条件b地球具有适合生物生存的大气条件 c地球上有液态水d地球存在生命的条件地球存在生命的条件22高等课堂到哪里需找外星人？到哪里需找外星人？ 茫茫宇宙中，哪些恒星可能形成孕育茫茫宇宙中，哪些恒星可能形成孕育生命的恒星系统呢？生命的恒星系统呢？ 第一，要寻找像太阳一样孤单的恒星第一，要寻找像太阳一样孤单的恒星 第二，从体积、质量等方面看，要寻第二，从体积、质量等方面看，要寻找像太阳那样的中等恒星找像太阳那样的中等恒星 第三、要寻找处于中年的恒星第三、要寻找处于中年的恒星 找到合适的恒星，再以地球为参照物找到合适的恒星，再以地球为参照物23高等课堂人类探索宇宙生命的措施人类探索宇宙生命的措

9、施设备设备人们利用各人们利用各种技术手段种技术手段发射了大量发射了大量的无线电波的无线电波信号信号接收对地外接收对地外智慧生物可智慧生物可能发来的电能发来的电波波航天器航天器发送太空的发送太空的探测器探测器24高等课堂 联系外星生物的射电望远镜联系外星生物的射电望远镜25高等课堂人类人类“天眼天眼”开在中国贵州开在中国贵州 贵州射电望远贵州射电望远镜，世界迄今最镜，世界迄今最大单口径射电望大单口径射电望远镜远镜fast工程。工程。26高等课堂 1972年，天文学家年，天文学家又实行又实行“奥兹玛奥兹玛计计划划”对外星进行搜索，对外星进行搜索，结果于结果于1977年收到年收到一个一个“wow”信

10、号，信号，人们越来越相信宇宙人们越来越相信宇宙中是存在生命的。不中是存在生命的。不过这个信号后来再未过这个信号后来再未出现过。出现过。 远方传来外星电波信号远方传来外星电波信号27高等课堂 在在2009年年8月中旬，德月中旬，德国国图片报图片报曝光了一曝光了一个在墨西哥农场发现的个在墨西哥农场发现的外星人宝宝，这一次又外星人宝宝，这一次又激起了全民对外太空生激起了全民对外太空生命的追问。命的追问。 至今科学家还在研究那至今科学家还在研究那个像蜥蜴一样有着外骨个像蜥蜴一样有着外骨骼、长着典型外星脸的骼、长着典型外星脸的东西为何物，但据说其东西为何物，但据说其dna不像在地球上的物不像在地球上的物

11、种。种。种种蛛丝马迹，都种种蛛丝马迹，都在像人类昭示着外太空在像人类昭示着外太空生命存在的痕迹。生命存在的痕迹。 墨西哥宝宝墨西哥宝宝28高等课堂 旅行者旅行者1号号 1977年年9月月 5日美国卡纳维拉尔角空军基地出发，日美国卡纳维拉尔角空军基地出发，离开地球。离开地球。2013年历经年历经36年最终确认抵达太阳年最终确认抵达太阳系边缘。系边缘。29高等课堂旅旅行行者者 1号号30高等课堂可能存在外星生命的星球可能存在外星生命的星球 超级地球超级地球 天文学家在太阳系外发现了很多巨大的类地行天文学家在太阳系外发现了很多巨大的类地行星，他们将之称作超级类地行星。星，他们将之称作超级类地行星。

12、2015年在北半球年在北半球m型的仙后座之中，距离地球型的仙后座之中，距离地球“仅仅仅仅”21光年。光年。 2015年年7月月23日，开普勒日，开普勒452b（kepler 452b），是美国国家航空航天局（），是美国国家航空航天局（nasa）新）新发现的外行星，发现的外行星， 直径是地球的直径是地球的1.6倍，地球相倍，地球相似指数似指数(esi)为为0.83 ，位于距离地球，位于距离地球1400光年光年的天鹅座。的天鹅座。31高等课堂 然而这目前的发现，以现在的科学技术来看，然而这目前的发现，以现在的科学技术来看，距离我们太过遥远。距离我们太过遥远。 让我们关注的目光让我们关注的目光再次回

13、到太阳系，再次回到太阳系，发现各国的研究的发现各国的研究的重点，无疑集中在重点，无疑集中在同一个星球上同一个星球上火星。火星。32高等课堂聚焦火星聚焦火星 北京北京9 9月月2929日电日电 据新华社据新华社“新华国际新华国际”客户端报道，美国航天局客户端报道，美国航天局2828日宣布，在日宣布，在火星表面发现了有液态水活动的火星表面发现了有液态水活动的“强有强有力力”证据。液态水是支持生命存在的必证据。液态水是支持生命存在的必要条件，新发现无疑再次激起人们对要条件，新发现无疑再次激起人们对火火星星生命的遐想。生命的遐想。33高等课堂人类为什么钟情于火星单击行星名有链接34高等课堂 火星是太阳

14、系的第火星是太阳系的第4颗行星，也是离地球颗行星，也是离地球轨道最近的一颗行星。火星在许多方面轨道最近的一颗行星。火星在许多方面与地球较为相像：与地球较为相像： 火星的火星的自转周期自转周期几乎与地球一样，几乎与地球一样，1个火个火星日只比星日只比1个地球日长个地球日长41分分19秒；秒； 火星火星自转轴的倾角自转轴的倾角也几乎和地球相同。也几乎和地球相同。因而，因而， 火星也有火星也有四季四季变化，变化，气温气温比地球低，生比地球低，生存条件仅次于地球。存条件仅次于地球。35高等课堂人类探索火星的历程人类探索火星的历程 1957年，苏联成功发射第一颗人造卫星，年，苏联成功发射第一颗人造卫星，

15、开启了人类的航天时代。自此，我们对开启了人类的航天时代。自此，我们对火星的认识才开始极大的丰富起来。火星的认识才开始极大的丰富起来。 自从自从1960年以来，全球各国已经累计执年以来，全球各国已经累计执行了行了43次火星探测任务。其中成功次火星探测任务。其中成功(包括包括部分成功部分成功19次次)，成功率大约，成功率大约44%。36高等课堂美国与苏联美国与苏联 苏联到其苏联到其1990年解体为止，一共向火星发射了年解体为止，一共向火星发射了17个个探测器，但这些探测器几乎全部失败了，只有探测器，但这些探测器几乎全部失败了，只有3个取得了个取得了成功或部分成功。成功或部分成功。 火星火星3号着陆

16、器安全着陆，但只工作了号着陆器安全着陆，但只工作了20秒时间；秒时间； 火星火星5号抵达火星，任务只持续了号抵达火星，任务只持续了9天，获得天，获得60幅图像；幅图像； 火星火星6号抵达火星，着陆后失去联系。号抵达火星，着陆后失去联系。37高等课堂美国的火星探测工作可谓美国的火星探测工作可谓“战战绩辉煌绩辉煌” 美国宇航局美国宇航局(nasa)(nasa)一共向火星发射了一共向火星发射了2121颗探测器，其中颗探测器，其中1515颗几乎取得了完颗几乎取得了完全的或超出计划的全的或超出计划的成功，成功率高达成功，成功率高达70%70%。几乎所有的。几乎所有的火星探测历史第一火星探测历史第一都被美

17、国收入囊中都被美国收入囊中：卡纳维拉尔角发射基地卡纳维拉尔角发射基地38高等课堂1964年美国年美国“水手水手4号号”探测器首次探测器首次成功飞越火星，发成功飞越火星，发回第一批回第一批21张模糊张模糊的火星图像的火星图像1997年年7月月4日，日，“火星探路者火星探路者”号释放的号释放的“索杰索杰纳纳”小车成为第小车成为第一辆登陆的火星一辆登陆的火星车车39高等课堂 1976年年7月月20日，美日，美国国“海盗一号海盗一号”，首，首次传回火星地表图像次传回火星地表图像 “火星奥德赛火星奥德赛”飞船，飞船，2001年发射，迄今仍在年发射，迄今仍在火星工作，已经超过火星工作，已经超过13年，成为

18、迄今寿命最长年，成为迄今寿命最长的火星探测器的火星探测器40高等课堂 美苏之外火星探测的首个成功参与者出现在美苏之外火星探测的首个成功参与者出现在2003年。这年。这一年，欧洲空间局一年，欧洲空间局(esa)发射了火星快车轨道器发射了火星快车轨道器(mars express)，并搭载了英国研制的一台着陆器，名叫，并搭载了英国研制的一台着陆器，名叫“猎兔猎兔犬犬2号号”(beagle-2)。 然而猎兔犬然而猎兔犬2号着陆器降落火星之后便失踪了。不过火号着陆器降落火星之后便失踪了。不过火星快车探测器本身成功进入了火星轨道，并且从星快车探测器本身成功进入了火星轨道，并且从2003年工年工作至今，已经

19、过去了作至今，已经过去了12年的时间。年的时间。欧洲欧洲火星快车火星快车41高等课堂亚洲的崛起亚洲的崛起 日本：日本：“希望号希望号”设备故障设备故障 希望号在日本的正式编号为希望号在日本的正式编号为“行星行星-b”，由日本空间，由日本空间研究所和东京大学联合研制，于研究所和东京大学联合研制，于1998年年7月月4日发射升日发射升空。探测器本身质量空。探测器本身质量258公斤，并另外加载了公斤，并另外加载了282公斤公斤的推进剂。希望号作为日本的首次行星际探测尝试，的推进剂。希望号作为日本的首次行星际探测尝试，其科学目标主要针对火星高层大气及其与太阳风相互其科学目标主要针对火星高层大气及其与太

20、阳风相互作用方面的研究，并积累用于未来探测项目的技术经作用方面的研究，并积累用于未来探测项目的技术经验。验。 按照原定计划，希望号探测器应于按照原定计划，希望号探测器应于1999年年10月抵达火月抵达火星，然而由于阀门故障，经过地面科学家多次努力。星，然而由于阀门故障，经过地面科学家多次努力。2003年年12月月14日，希望号在距离火星仅日，希望号在距离火星仅1000公里的地公里的地方飞过，非常遗憾的失去了最后的挽救机会。方飞过，非常遗憾的失去了最后的挽救机会。42高等课堂中国萤火一号中国萤火一号 萤火一号萤火一号是中国研制的第一颗火星探测是中国研制的第一颗火星探测器。于器。于2011年年11月月8日，从位于哈萨克日，从位于哈萨克斯坦境内的拜科努尔航天发射场，由一斯坦境内的拜科努尔航天发射场，由一枚俄罗斯的枚俄罗斯的“天顶天顶”运载火箭发射升空。运载火箭发射升空。 由于火箭故障，探测器组合体未能按计由于火箭故障，探测器组合体未能按计划脱离地球引力场并进入火星转移轨道，划脱离地球引力场并进入火星转移轨道，并最终遗憾的在并最终遗憾的在2011年年11月月17日左右与日左右与地面失去联系。地面失去联系。20