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獨一無二的地球

2022-10-18科學
我們的星球是微小的、孤立的、脆弱的。它是我們唯一的地方,是我們所知唯一存在生命的地方。它的寶貴是獨一無二的。——Sir David Attenborough

1. 地球的誕生

太陽系 是在大約46億年前從星際瓦斯和塵埃雲中凝結出來的,被稱為原始太陽星雲。像 太陽 這樣的恒星是在巨大的分子雲中形成的,這些分子雲主要由 氫(p)和氦(He) 組成,但也包含少量的塵埃顆粒。塵埃粒子最初透過碰撞成長,那些變得足夠大的塵粒可以在重力作用下吸引附近的其他塵粒,最終成長為千米大小的 行星 。其中,最終形成巖質的 類地行星 包括: 水星、金星、地球 火星

品質(相對地球) 平均半徑(相對地球) 距太陽的平均距離(AU 天文單位) 主要成分
太陽 333,000 109.3 p,He
水星 0.0553 0.383 0.387 p,He,O2
金星 0.815 0.950 0.722 CO2, N2
地球 1 1 1.000 N2,O2
火星 0.107 0.532 1.520 CO2, Ar, N2
木星 317.83 10.97 5.200 p,He
土星 95.159 9.14 9.580 p,He
天王星 14.536 3.98 19.20 p,He
海王星 17.147 3.86 30.10 p,He
https://solarsystem.nasa.gov/basics/chapter1-2/

2. 地球的大氣

地球的大小使它有足夠的重力來留存著適當的大氣層。地球的早期大氣被認為是二氧化碳(CO2)、氮氣(N2)和水蒸氣(pO),還有微量的(p),和火山活動產生的瓦斯類似。而此時,地球的瓦斯還沒有我們人類不可缺少的氧氣(O2)。

在類地行星中, 金星 的品質和大小與地球相似,因此也可以保留其表明的大氣層。但是由於,它離太陽比較近,金星的大氣層比地球的要熱得多,所以它已經透過各種大氣逃逸機制失去了氫(p) 並且幾乎不能容納下一個輕元素氦(He)。金星的大氣層以二氧化碳(CO2)為主(96.5%),氮(N2)的貢獻很小(3.5%)。大氣中大量的二氧化碳導致表面溫度超過470℃(溫室效應),這使金星成為太陽系中最熱的行星。

地球 離太陽的距離,使得地球的溫度比金星要低,因而,在地表可以維持液態水。為生物的誕生創造了合適的條件。

與地球相比, 火星 的品質和體積都很小,因此,它能夠支持一個稀薄的大氣層,其中大部份是二氧化碳(95.97%),還有少量的氮(1.93%)和氬(1.89%)。由於火星離太陽比地球遠,並且大氣層稀薄,溫室效應相對小,它總體比地球溫度低。

Origin and evolution of the atmospheres of early 維納斯, Earth and Mars https://link.springer.com/article/10.1007/s00159-018-0108-y

3. 地球的生命

於是地球上最早的生物,透過光合作用釋放氧氣的藍綠菌產生。對地球表面從沒有氧氣(O2)的大氣環境變為有氧環境起了巨大的作用。

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  1. 表格來自:The Atmosphere: A Very Short Introduction Paul I. Palmer The Atmosphere: A Very Short Introduction
  2. Origin and evolution of the atmospheres of early 維納斯, Earth and Mars https:// link.springer.com/artic le/10.1007/s00159-018-0108-y
  3. The Atmospheres of 維納斯, Earth, and Mars: A critical comparison Just a moment...
  4. Atmospheric Chemistry and Physics https://www. wiley.com/en-us/Atmosph eric+Chemistry+and+Physics:+From+Air+Pollution+to+Climate+Change,+3rd+Edition-p-9781118947401
  5. 封面來自:https://www. dw.com/en/insight-missi on-on-mars-begins-to-say-goodbye-to-earth/a-61903152