第2章地球的宇宙环境

第二章地球的宇宙环境地球与空间2/4/20231地球与空间一、宇宙物质形态的总体特征二、宇宙的基本“细胞”一恒星三、银河系和星系四、恒星的演化五、宇宙的演化第一节我们的宇宙及其演化2/4/20232地球与空间（一）宇宙是物质的1.宇宙物质以多种形式存在：电磁波星际物质（气体、尘埃、粒子）弥散态天体暗物质积聚态天体（行星、恒星、星云）一、宇宙物质形态的总体特征2/4/20233地球与空间2.天体系统天体常常聚集成群，组成一个个天体群或集团。这样的天体群或天体集团，称为天体系统。（1）天体系统有不同的级别。2/4/20234地球与空间（二）物质是运动的宇宙物质因其质量和万有引力的存在而互相吸引并相互绕转，构成不同等级的天体系统：2/4/20235地球与空间（2）在我们的宇宙中，质量主要集中在积聚态天体和天体系统中问题：在我们的宇宙中彼此相距非常遥远的积聚态天体和天体系统是如何形成的？天体或天体系统会无限地收缩吗？由于万有引力的作用，我们的宇宙中的物质或天体趋于积聚或聚集在广漠的空间的一个个分离的小局部。2/4/20236地球与空间二、宇宙的基本“细胞”：恒星1.恒星的基本特征（1）由炽热气体组成，能自身发光的球状或类球状天体。（中心温度700万K以上）（2）化学组成主要以氢、氦为主（3）质量巨大；（4）密度差异巨大（5）距离地球遥远，看上去静止，实际速度极高2/4/20237地球与空间2.恒星的内部结构和物理过程恒星的内部结构大体呈对称结构，或同心圈层结构。2/4/20238地球与空间恒星的斥力或膨胀因素恒星的缩合力量----自引力或重力恒星作为炽热的气体球，生存于这两种主要力量的抗衡之中。2/4/20239地球与空间3.不同恒星的差异与分类赫罗图是丹麦天文学家赫茨普龙及由美国天文学家罗素分别于1911年和1913年各自独立提出的。赫罗图是恒星的光谱类型与光度之关系图，赫罗图的纵轴是光度与绝对星等，而横轴则是光谱类型及恒星的表面温度，从左向右递减。2/4/202310地球与空间2/4/202311地球与空间恒星在赫罗图上几个区域的分布，还具有重要的恒星演化的意义。（1）恒星质量与光度的关系（2）赫罗图右上方的红巨星或超巨星的温度较低，但光度却较高或很高。（3）赫罗图中下方的白矮星，温度不低，光度很低。致密星----白矮星、中子星、黑洞（4）主星序：左上角至右下角。2/4/202312地球与空间1.银河系的组成

由众多恒星及星际物质组成。像太阳这样的恒星有2000多亿颗恒星：双星聚星星团（球状星团、疏散星团）星际物质弥漫在恒星之间的星际气体和尘埃

三、银河系和星系2/4/202313地球与空间2.银河系的结构（1）核球：银河系中心物质最密集的部分。（2）银盘：内厚外薄，内有旋臂结构。P61T2-5（3）银晕：银盘上下两侧物质较为稀薄的部分。2/4/202314地球与空间3.银河系的形状侧视：像个中间厚四周薄的铁饼。俯视：像个大漩涡，四条旋臂从中心伸出4.银河系的大小银河系的直径约10万光年2/4/202315地球与空间2/4/202316地球与空间2/4/202317地球与空间侧面：中间凸起的大透镜（大多数恒星和星际物质密集在银河系中心平面附近）银河系侧面图更远地看2/4/202318地球与空间银河系正面图

银河系正面看像一个庞大的车轮状的漩涡系统，有四条旋臂从中间伸出。2/4/202319地球与空间2/4/202320地球与空间5.太阳系的位置2/4/202321地球与空间银河系1.组成由众多恒星及星际物质组成。像太阳这样的恒星有2000多亿颗4.大小：银河系的直径约10万光年侧视：像个中间厚四周薄的铁饼。俯视：像个大漩涡，四条旋臂从中心伸出位于银河系的一条旋臂上，距银河系中心约3万光年。3.形状：5.太阳系位置：2.结构：银盘、核球、银晕2/4/202322地球与空间6.星系和总星系浩瀚的宇宙中，银河系只是普通一员，在银河系以外，还有许多象银河系一样，是由千百亿颗恒星组成的，天文学家称它们为“河外星系”或“星系”。2/4/202323地球与空间仙女座星系2/4/202324地球与空间猎户座大星云2/4/202325地球与空间室女座河外星系2/4/202326地球与空间唧筒旋涡星座2/4/202327地球与空间宝瓶座环状星云2/4/202328地球与空间互扰星系2/4/202329地球与空间望远镜里看起来星系的形态各异，有的椭圆，有的像巨大的旋涡。现在已知的，无边无际的宇宙中大约有10亿个河外星系。星系离我们都很远，最远的超过100亿光年宇宙---总星系银河系河外星系（星系）约10亿个太阳系其他恒星世界地月系其他行星世界地球月球2/4/202330地球与空间四、恒星的演化1.弥漫星云阶段：星云物质在凝聚作用下形成密集气体球。2.主序阶段：质量密集，升温后点燃核火。3.红巨星阶段：核心收缩，升温点燃氦的热核反应；外层膨胀，体积增大。4.白矮星阶段：白光，高温，逐渐冷却2/4/202331地球与空间恒星的一生2/4/202332地球与空间宇宙最初的形态五、宇宙的演化2/4/202333地球与空间1.大爆炸中诞生的宇宙：3分钟造就一个宇宙2/4/202334地球与空间简言之早期现在温度：极高降低密度：极大变小体积：极小变大物质：基本各样粒子恒星形态体系物质宇宙中子衰变化学元素形成气体凝成气云如同一次规模巨大的爆炸2/4/202335地球与空间宇宙最初演化史—3分45秒宇宙年龄=0.01秒温度1011K一团混沌宇宙年龄=1.1秒温度1010K出现电子、中子、质子宇宙年龄=3分钟温度109K开始形成元素氢、氦宇宙年龄=3分45秒宇宙基本成形2/4/202336地球与空间大爆炸后30万年后：约3000度，化学结合作用使中性原子形成，宇宙主要成分为气态物质，并逐步在自引力作用下凝聚成密度较高的气体云块，直至恒星和恒星系统。2/4/202337地球与空间约在大爆炸后50-100万年热核爆炸首先由电子和质子合成氢原子接着是氦原子也大量生成随后其他所有元素的原子从轻到重依次聚合而成(达到1%以上的元素铁钴镍为极限)2/4/202338地球与空间爆炸后100万年到20亿年逐步形成各类天体星系2/4/202339地球与空间2.太阳的诞生及其对地球起源意义大约在50亿年前，银盘内一条悬臂中的一块较大的星云，很可能是在附近一颗超新星爆发的激波冲击下开始收缩，并瓦解城很多小云。其中一块大约1—2个太阳的小星云成为太阳的前身，且太阳最终未与其他恒星结合成双星或聚星。2/4/202340地球与空间太阳诞生的时间和环境对地球起源意义（1）太阳诞生时，宇宙空间已有足够多的较重元素和放射性元素，得以形成太阳系各类天体。（2）太阳是一颗单星。2/4/202341地球与空间一、太阳二、行星及其环绕天体三、太阳系中的小天体四、太阳系的演化和地球的起源第二节太阳和太阳系2/4/202342地球与空间一、太阳1.太阳综述太阳——具备普通恒星所有的一切特征（氢和氦，气体物质组成；极大的质量；炽热）（但对地球来说，其为重要）1）巨大的引力使地球绕日公转2）地球上能量的主要来源（光、热、煤炭、石油、天然气、水力、风力）3）太阳决定了自然地理环境的形成、演化，维持生态系统的平衡。

2/4/202343地球与空间太阳与太阳系2/4/202344地球与空间1）日地距离：1672年法国天文学家卡西尼根据克普勒第三定律测算出日地距离：1.5亿公里现代测算：日地距离为149597892公里。2）根据太阳视半径和日地距离计算出太阳半径R=69.6万公里太阳表面积与体积计算见讲义P383）根据万有引力定律算出它的质量M=1.989×1027吨（1989亿亿亿吨）4）太阳的平均密度：1.41g/cm3太阳的距离、大小和质量2/4/202345地球与空间1）总热能：以日地距离为半径的球表面积乘以太阳常数E=4πR2·K=3.826×1026J/sR日地距离太阳常数K=8.25J/cm2·min（1AU天文单位）2）地球得到的太阳热能E=πR2·K=1.74×1017J/sR地球半径仅占太阳总能量的22亿分之一3）太阳的温度：光球表面温度：5770K（5500℃）核心温度：1500万K色球温度：10万K日冕温度：100万K太阳的热能、温度和热源2/4/202346地球与空间这是美国宇航局于2007年3月21日发布的由“太阳-B”观测卫星拍摄的太阳图片，揭示了太阳光球和日冕之间色球层的动态特性。美国宇航局当日发布一批“太阳-B”观测卫星拍下的高质量太阳图片，并称这些“前所未见”的太阳观测图像显示，太阳磁场比人类此前知道的要狂暴得多、动态得多。2/4/202347地球与空间2.太阳内部圈层结构和太阳能的产生与输送根据物理属性分为：核心辐射层对流层太阳表层。2/4/202348地球与空间2/4/202349地球与空间（1）日核太阳的中心核反应区。约占太阳半径的20％，集中了太阳质量的一半。高温高压使这里的氢原子核聚变为氦。（2）辐射区范围：0.25~0.86太阳半径，边缘温度约为70万k。辐射：射线→X射线→极紫外线→紫外线逐渐变为→可见光和其他形式的辐射。2/4/202350地球与空间（3）对流层：在辐射区外侧，太阳气体呈对流的不稳定状态，厚度大约14万km。温度、压力和密度变化梯度很大，物质径向对流强烈又不均匀，可产生低频声波，将机械能通过光球传输到太阳的外层大气。（4）表层：2/4/202351地球与空间太阳大气的结构2/4/202352地球与空间3.太阳外部圈层（1）光球层：厚度为500km的不透明的黄色气体薄层，温度约5770k（太阳的平均有效温度）。光球层发射几乎全部可见光。光球层上最显著的现象是太阳黑子。在光球层有“米粒”、“超米粒”组织，“米粒”组织直径约1000到2000公里，寿命约十分钟；“超米粒”组织，尺度达三万公里左右，寿命约20小时。2/4/202353地球与空间（2）色球层红色的色球层厚度约1500km。色球层温度：4500k——8000k——50000k。日珥——色球上玫瑰红色的舌状气体如烈火升腾，大的日珥高于日面几十万公里。色球上有许多挺拔的针状物、彩色的谱斑、细细的网纹、冲天的日浪、耀斑。耀斑——在色球与日冕之间有时会突然发生剧烈的爆发现象。2/4/202354地球与空间（3）日冕太阳的最外层大气。由高温、低密度的等离子体组成。日冕温度达一二百万开。高温使气体获得克服太阳引力的动能，形成不断发射的较稳定粒子流太阳风，是造成彗星尾背向太阳的主要动力。日全食时看到的日冕2/4/202355地球与空间太阳风2/4/202356地球与空间这是美国宇航局2007年3月21日发布的由“太阳-B”观测卫星拍摄的太阳图片，显示太阳黑子垂直上方磁场向外扩散的情形。2/4/202357地球与空间（扰动太阳时，产生的光、磁、电、热等能量突变现象）1.太阳活动最明显标志——黑子（出现的时间较长）（1）是巨大的气体漩涡、温度偏低，约4500K；（2）在太阳赤道两侧成对出现；（3）由于太阳自转，基本表现为匀速位移；（4）有以11年为周期的盛衰变化。2.太阳活动最剧烈的能量爆发——太阳耀斑（出现时间短）来势猛，能量大，时间短暂。对地球的影响：电离层骚动；磁暴；极光现象。3.其它太阳活动表现形式：光斑、日珥等。4.太阳活动2/4/202358地球与空间周期活动规律活动形式太阳大气层对地球的影响11年①光球层中高速旋转的气体涡旋，温度相对较低②带电荷，能产生磁场③存在太阳活动高峰年与低峰年的交替黑子光球层对气候产生影响，不同纬度的年降水量与黑子多少有一定的相关性；太阳活动高峰年激烈天气现象出现的几率增加①色球层中激烈的能量爆发②以射电爆发和高能带电粒子等形式放出辐射能耀斑色球层耀斑爆发时产生的强烈射电扰乱地球大气的电离层，产生磁暴，影响短波通讯日冕层的带电粒子脱离太阳飞向宇宙空间太阳风日冕层在地球两极地区产生极光2/4/202359地球与空间太阳黑子的活动周期为11.2年，在开始的4年左右时间里，黑子不断产生，越来越多，活动加剧，在黑子数达到极大的那一年，称为太阳活动峰年。在随后的7年左右时间里，黑子活动逐渐减弱，黑子也越来越少，黑子数极小的那一年，称为太阳活动谷年。国际上规定，从1755年起算的黑子周期为第一周，然后顺序排列。1999年开始为第23周期峰年，而2003年10月有一次较大的爆发，成为近30年最大的一次。下列太阳黑子活动可能增强年份是：1.20102.20163.20224.20272/4/202360地球与空间黑子、日珥和耀斑2/4/202361地球与空间2/4/202362地球与空间二、行星及其环绕天体1.行星及其在太阳系中的地位——骨干天体（1）地内行星：水星、金星特别位置：上合、下合、东大距、西大距（2）地外行星：火星、木星、土星、天王星、海王星特别位置：合、冲、东方照、西方照2/4/202363地球与空间二、太阳系2/4/202364地球与空间水星Mercury金星Venus火星Mars天王星Uranus海王星Neptune地球Earth木星Jupiter土星Saturn2/4/202365地球与空间水星

水星是九大行星中最靠近太阳的行星，它是太阳系中运动最快的行星。由于水星距离太阳太近了，个头又小，人们平时很难看到它。水星的表面和月球表面极为相似。其上布满了大大小小的环形山。水星的大气极为稀薄，昼夜温差很大，白天表面温度可达427度以上，黑夜最低温度可降到零下173度左右。

2/4/202366地球与空间金星

金星，在中国民间称它为“太白金星”，也就是我们所说的“启明星”；按离太阳由近及远的次序是第二颗。它是离地球最近的行星。金星的表面温度很高，地表的温度高达400多度，比离太阳最近的水星还要热，他上面不存在液态水，金星大气中，二氧化碳最多，占97％以上。同时还有一层厚达20到30公里的由浓流酸组成的浓云。金星的自转很特别，自转方向与其它行星相反，因此，在金星上看，太阳是西升东落。金星的自转很特别，自转方向与其它行星相反，是自西向东。因此，在金星上看，太阳是西升东落。金星的自转很特别，自转方向与其它行星相反，是自西向东。因此，在金星上看，太阳是西升东落。金星的自转很特别，自转方向与其它行星相反，是自西向东。因此，在金星上看，太阳是西升东落。金星的自转很特别，自转方向与其它行星相反，是自西向东。因此，在金星上看，太阳是西升东落。金星的自转很特别，自转方向与其它行星相反，是自西向东。因此，在金星上看，太阳是西升东落。2/4/202367地球与空间地球

人类的家园“地球”已经是一个46亿岁的老寿星了，她起源于原始太阳星云。在地球引力的作用下，大量气体聚集在地球周围，形成包层，这就是地球大气层。地球就像一只陀螺，沿着自转轴自西向东不停地旋转着。地球就像一只陀螺，沿着自转轴自西向东不停地旋转着。地球就像一只陀螺，沿着自转轴自西向东不停地旋转着。地球就像一只陀螺，沿着自转轴自西向东不停地旋转着。2/4/202368地球与空间火星

火星是地球的近邻。它与地球有许多相同的特征。它们都有卫星，都有移动的沙丘、大风扬起的沙尘暴，南北两极都有白色的冰冠，只不过火星的冰冠是由干冰组成的。火星上也有明显的四季变化。但除此之外，火星与地球相差就很大了。火星表面是一个荒凉的世界，空气中二氧化碳占了95%。火星大气十分稀薄，密度还不到地球大气的1%，火星表面温度极低最低温度则可达到-123℃。

2/4/202369地球与空间木星

木星是九大行星中最大的一颗。其亮度仅次于金星，木星大气的成分和太阳差不多，中心温度达30000摄氏度,木星上还有很强的磁场，表面的磁场强度大约是地球磁场的10倍。木星自转速度非常快，是太阳系中自转最快的行星。木星是太阳系中卫星数目较多的一颗行星。迄今为止我们已经发现木星有16颗卫星，它们与木星组成了一个家族：木星系.2/4/202370地球与空间土星

土星好象是一顶漂亮的遮阳帽飘行在茫茫宇宙中,可算是太阳系中最美丽的行星了。土星是扁球形的，土星的大气运动比较平静，表面温度很低，约为零下140摄氏度,土星的美丽光环是由无数个小块物体组成的，它们在土星赤道面上绕土星旋转,其中最著名的“土卫六”上有大气，是目前发现的太阳系卫星中，唯一有大气存在的天体。2/4/202371地球与空间天王星

天王星是一颗远日行星，由于其大气层中的甲烷反射蓝色光，从而使天王星呈现蓝绿色。天王星的公转轨道是一个椭圆，它的自转轴几乎与公转轨道面平行，于是有些人把天王星称做“一个颠倒的行星世界”。天王星和土星一样，也有美丽的光环。它的光环由20条细环组成，每条环颜色各异，色彩斑斓，美丽异常。

2/4/202372地球与空间海王星

海王星是远日行星之一，海王星呈扁球形，大气中主要含有氢，海王星是一个狂风呼啸、乱云飞渡的世界，在大气中有许多湍急紊乱的气旋在翻滚。由于海王星离太阳太远，因此它表面温度很低，通常在零下200摄氏度以下。到目前为止，已经发现海王星有8颗卫星。2/4/202373地球与空间2.行星的运动八颗行星主要物理性质比较。分析这三类行星分别有哪些共同的特征？2/4/202374地球与空间八大行星共同的运动特征同向性：自西向东绕太阳公转，从天北极上空看，均为逆时针近圆性：近似正圆的椭圆轨道。共面性：公转轨道大体在同一平面。2/4/202375地球与空间3.行星的分布特征：内密外疏：四个类地行星密集分布在约1.5天文单位的范围内，而海王星达到30.13天文单位（45亿公里）基本符合提丢斯—波得定则an=0.4+0.3×2n（天文单位）n取值：-∞，0，1，2，3，4……

2/4/202376地球与空间

到太阳的平均距离(千米）水星58000000金星108000000地球150000000火星228000000木星778000000土星1427000000天王星2870000000海王星4497000000乘坐飞机乘坐火箭乘坐“光速飞船”从地球到太阳所需的时间从火星到太阳所需的时间从海王星到太阳所需的时间

假如我们要去旅行，可选择三种工具：1、每小时飞行2000千米的飞机2、每小时飞行40000千米的火箭3、每秒钟传播30万千米的光速飞船

太阳系内部极其空旷：

2/4/202377地球与空间行星质量体积密度公转周期自转周期卫星数水星0.050.0565.4687.9d58.6d0金星0.820.8565.26224.7d243d0地球1.001.0005.521a23h56m1火星0.110.1503.961.9a24h37m2木星317.941316.01.3311.8a9h50m61土星95.18745.000.7029.5a10h14m31天王星14.665.201.2484.0a约16h21海王星17.257.101.66164.8a约18h11冥王星0.00240.0091.50247.9a6d9h14.行星物理化学特征和分类2/4/202378地球与空间特点距离质量体积密度表面温度化学成分卫星光环类地行星近小小大高铁、镍、硅、铝、钙、钠、钾少无类木行星远大大小低氢、氦轻物质最多有2/4/202379地球与空间三、太阳系中的小天体1.小行星2.矮行星3.彗星4.流星、行星际物质和陨星2/4/202380地球与空间1766年德国天文学家提丢斯（J.Titius）偶然发现一个数列：(n+4)/10，将n=0,3,6,12,……代入，可相当准确地给出当时已知行星的轨道半径。那时天王星尚未发现，提丢斯──波得定则对土星以内的所有行星（包括地球）的位置都描述得很成功，只是在2.8AU处有个空档。1781年英国天文学家赫歇尔根据公式推算发现了天王星，天王星的发现进一步证实这公式有效，更激发了人们在火星和木星之间寻找这颗“缺失”行星的热情。

1.小行星1）提丢斯──波得定则2/4/202381地球与空间1801年，意大利的皮亚齐（G.Plazzi）在例行的天文观测中偶然发现在2.77AU处有个小天体，即把它命名为谷神星（Ceres）。其实它的半径只有500km，算不得是颗行星。1802年德国天文学家奥伯斯（H.Olbere）在同一区域内又发现另一小行星，随后命名为智神星（Pallas）。尔后数年，又有人发现另外两颗小行星——婚神星（Juno）和灶神星（Vesta）。2）小行星带的发现2/4/202382地球与空间现在拍摄下来的小行星有50多万。大部分小行星在火星和木星之间，到太阳的平均距离是2.8AU，其中半数的轨道在此数2.80.25AU的范围内。轨道与地球轨道相交的小行星，统称阿波罗小行星。轨道已查明的阿波罗小行星有28个，它们都很小（0.4-8km）。估计阿波罗小行星的总数约1300。与地球相撞的概率是25万年中有一次。近来天文界则认为，太阳与木星的引力平衡带是形成小行星带的主要原因。在这个引力平衡带中，任何大块的星体都会被太阳和木星的引力扯碎。2/4/202383地球与空间2/4/202384地球与空间冥王星是太阳系最外的行星，它很奇特，2006年确定为太阳系的二级行星——矮行星。冥王星到太阳的距离39.4AU。它的赤道半径1500km，体积是地球的0.009倍，质量是地球的0.0026倍。平均密度1.1g/cm3。自转周期6.3872地球日，公转周期是90800地球日，折合248地球年。卫星数(已确认的)32.矮行星（冥王星）

2/4/202385地球与空间冥王星2/4/202386地球与空间冥王星为什么会被“降级”？

国

国际天文学联合会大会2006年8月24日投票决定，不再将传统九大行星之一的冥王星视为行星，而将其列入“矮行星”。冥王星因何被“降级”？大会通过的决议规定，“行星”指的是围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状、能够清除其轨道附近其他物体的天体。在太阳系传统的“九大行星”中，只有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星符合这些要求。冥王星由于其轨道与海王星的轨道相交，不符合新的行星定义，因此被自动降级为“矮行星”。

国际天文学联合会大会2/4/202387地球与空间3、彗星(1)彗星概况1687年牛顿提出，彗星是和其它天体（行星）一样在绕日轨道上运行的天体，它们遵从同样的天体力学定律。哈雷（E.Halley）注意到，1682年出现的彗星与1607和1531年的管星极其相似，认为它们是同一天体，每76年出现一次，并预言它将在1758年再次来临。彗星与行星的重大区别之一，是它们轨道的偏心率很大，即近日点和远日点的距离相差甚远。2/4/202388地球与空间哈雷彗星2/4/202389地球与空间（2）彗星的成分与结构彗星的质量极小，其形状和大小随它们相对于太阳的位置显著地变化。彗星的结构主要由彗核（nucleus），彗发（coma）和彗尾（tail）三部分组成。1950年F.Whipple提出彗星的“脏雪球”理论，认为彗核由一些易挥发物质（如水、CO2、HCN、甲醛、甲烷、氨等）的冰组成，其中混杂着一些硅酸盐尘埃和岩石碎块。1986年2月当哈雷彗星再次到达近日点时，苏联发射的一对“金星一哈雷彗星（Vega）”飞行器在离彗核仅八、九千米处穿过它。探测的结果都肯定了脏雪球理论。2/4/202390地球与空间彗星的结构2/4/202391地球与空间

彗发体积的80%是水汽，其密度只有地球海平面上空气密度的310-12，。彗发中除水外，最多的成分是CO2。哈雷探测器还在离彗核106km处探测到CO+、CH+、C+、H2O+、H+、C2+、OH+、H3O+

等离子和OH、C2、C3、CN、NH、NH2等自由基，这些无疑是阳光光化学作用的产物。

彗尾有两个，第一个永远沿着背离太阳的方向，随着到太阳的距离而消长。这种彗尾由高激发态的气体离子组成，发着荧光。第二个彗尾的指向稍落后于前者，它弥散暗淡，由自身不发光的尘埃组成，只反射阳光。2/4/202392地球与空间2/4/202393地球与空间（3)特点：①轨道极扁；②绕日公转周期长；③质量小；④体积和形态变化大。2/4/202394地球与空间2007年1月19日在智利首都圣地亚哥拍摄的麦克诺特彗星2/4/202395地球与空间彗星2/4/202396地球与空间（1）流星体：太阳系中环绕太阳运动的微小颗粒。流星：流星体接近地球时，受地心引力作用，改变轨道闯入地球大气，摩擦燃烧，形成一闪而过的光痕。（流星是一种现象）（2）行星际物质指的是行星际尘埃和行星际气体（3）陨星：流星体穿过大气到达地面。（可分为陨石、石铁陨星、陨铁、陨冰）4、流星和流星体2/4/202397地球与空间彗星撞地球与生物大灭绝1983年美国古生物学家D.Raup和J.Sepkkdki对地球上2.5108年以来古生物资料进行统计分析后发现，在这段时间里至少发生过7次周期性的大规模物种灭绝事件。绝灭率最高的一次在白垩纪末，物种灭绝达70%，恐龙从此在地球上消失了。事件发生的周期是2.6107年，每次延续2106年。因此，L.W.Alvarez等人1980年在全球范围内发现了两层富铱的地质沉积物，其沉积年代与两次物种灭绝事件重合。此外，陨石坑形成的统计数据也表明有大体上一致的周期性。2/4/202398地球与空间狮子座流星雨2/4/202399地球与空间四、太阳系的演化和地球的起源1.太阳系的形成康德—拉普拉斯的太阳起源星云假说太阳系是由一块星云收缩形成的，先形成的是太阳，然后，剩余的星云物质进一步收缩演化，形成地球等行星。（1）银河系星云分裂，分离出太阳星云（2）星云自引力使体积收缩，因角动量守恒而自转加快。（3）星云盘形成（旋臂结构）碰撞、引力吸积。（4）星胚→星子→行星。2/4/2023100地球与空间2/4/2023101地球与空间50亿年前原始太阳星云因万有引力作用而收缩凝聚凝聚的星云，绕着轴旋转，形成中间增厚的大圆盘继续旋转，盘面形成几个同心圆的圆环中心部分质量较大形成太阳，圆环部分形成行星及卫星太阳系的形成2/4/2023102地球与空间gkxx2/4/2023103地球与空间gkxx太阳系家族诞生了!2/4/2023104地球与空间2.各类行星的分异行星形成是距离太阳的区位条件不同，其结果也有差异。类地行星的形成:类木行星的形成：2/4/2023105地球与空间一、月球1、月球综述地球的天然卫星第三节月球和地月系2/4/2023106地球与空间1.照明：夜间月球的亮度超过全部的恒星。2.周期：月相圆缺变化的周期是人类历法参考的依据。3.日地月关系造成日、月食现象。4.月球的潮汐作用是潮汐现象的主体（潮汐以太阴日为周期）5.人类对月球的好奇心。1969～1972年美国阿波罗登月计划，分6批，12人次登月成功。中国的嫦娥1号于2007.10.24.18:05准时发射，第一阶段近地点205km，远地点50930km与计划中的200和51000km偏差非常小。月球对地球的作用：2/4/2023107地球与空间1.月地距离：阿波罗登月放置了激光反射板精确测定平均=384400公里2.月球的半径=1738公里月球的体积为地球体积的49分之一月地距离与月球体积大小3.月球的质量：=7.19×1019吨4.月球的平均密度：3.341g/cm35.月球上的重力加速度：1.622m/s2

2/4/2023108地球与空间（1）月海：低凹，无水，由暗色的玄武岩组成（反照率低）。（2）月陆：高地、由浅色花岗岩类岩石组成。（反照率高）（3）环形山：陨石的撞击坑，（新、旧不同，风化差异）（4）山脉：连绵、高峻（5）辐射纹：熔岩玻璃体，反照率高，陨石撞击抛出物。（6）月谷：月球表面深陷的裂隙。2.月球的表面形态2/4/2023109地球与空间2/4/2023110地球与空间月球结构及表面特征2/4/2023111地球与空间2007年10月19日2/4/2023112地球与空间（月球的质量和重力都较小）（1）不能保持大气，处于真空状态。（2）是无声世界，黑暗的天空，与日同辉的星星从不闪烁。（3）无法保持水分，没有天气变化。（风云雷电、雨雪雾霜）（4）温度变化十分剧烈（夜间-183℃～+127℃白昼）（5）缺乏生命存在的必要条件。（6）月球正面月海中有12个重力瘤。飞船突降3～4米。（7）内部没有金属内核，磁场较弱。（8）月面重力仅及地球的六分之一，在地球上跳高3.1米，月球上大约可以跳过13.6米的高度。3.月球表面的自然环境2/4/2023113地球与空间1.月球的同步自转：月球的自转与其绕转具有相同的方向和周期。对地球来说，月球只有固定的半个球面面对我们，对月球来说，只有固定的半个月球上能看到地球。2.地月系的绕转地球和月球相对其共同质心（距离地心4671公里）的绕转。月球椭圆轨道的偏心率较大：405500公里～363300公里，相差42200公里。

黄白交角：平均5º09'；变化于4º58'～5º20'之间。月球的赤纬变化可以达到±28º46'。

月球绕转周期：恒星月27.3217日（真正周期）朔望月29.5306日（日月会合周期，日东移26º51'58"/月）二、月球的运动2/4/2023114地球与空间3.日月会合运动与月相变化：月相和朔望月日月的会合运动：农历日期月相日月距角初一日月合朔朔0º初八日月方照上弦90º十五日月相冲望180º二十三日月方照下弦270º2/4/2023115地球与空间海面的潮汐涨落1.海洋潮汐现象：午前的海水上涨称潮；午后的上涨称汐。海水朝朝朝朝朝朝朝落浮云长长长长长长长消

（1）涨潮、落潮——过程（2）高潮、低潮——水位（3）潮差——相邻高潮与低潮之间的水位差。（4）大潮（朔望潮）——潮差最大的海水涨落；小潮（方照潮）——潮差最小的海水涨落。（5）潮波——此起彼伏的海水升降运动。（6）潮流——海水由落潮海域流向涨潮海域的运动。

四、潮汐及其变化2/4/2023116地球与空间芬地湾的潮汐2/4/2023117地球与空间钱塘江喇叭口2/4/2023118地球与空间2/4/2023119地球与空间2/4/2023120地球与空间2/4/2023121地球与空间2/4/2023122地球与空间2/4/2023123地球与空间钱塘江潮2/4/2023124地球与空间钱塘江潮2/4/2023125地球与空间2/4/2023126地球与空间2/4/2023127地球与空间2/4/2023128地球与空间2/4/2023129地球与空间钱塘江潮2/4/2023130地球与空间钱塘江潮2/4/2023131地球与空间大潮过后2/4/2023