独一无二的地球

2022-10-18科学

我们的星球是微小的、孤立的、脆弱的。它是我们唯一的地方，是我们所知唯一存在生命的地方。它的宝贵是独一无二的。——Sir David Attenborough

1. 地球的诞生

太阳系 是在大约46亿年前从星际气体和尘埃云中凝结出来的，被称为原始太阳星云。像太阳这样的恒星是在巨大的分子云中形成的，这些分子云主要由 氢（p）和氦（He) 组成，但也包含少量的尘埃颗粒。尘埃粒子最初通过碰撞成长，那些变得足够大的尘粒可以在引力作用下吸引附近的其他尘粒，最终成长为千米大小的行星。其中，最终形成岩质的 类地行星 包括： 水星、金星、地球 和火星。

质量（相对地球）	平均半径（相对地球）	距太阳的平均距离(AU 天文单位)	主要成分
太阳	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. 地球的大气

地球的大小使它有足够的重力来留存着适当的大气层。地球的早期大气被认为是二氧化碳（CO2）、氮气（N2）和水蒸气（pO），还有微量的（p），和火山活动产生的气体类似。而此时，地球的气体还没有我们人类不可缺少的氧气（O2）。

在类地行星中，金星的质量和大小与地球相似，因此也可以保留其表明的大气层。但是由于，它离太阳比较近，金星的大气层比地球的要热得多，所以它已经通过各种大气逃逸机制失去了氢（p），并且几乎不能容纳下一个轻元素氦（He)。金星的大气层以二氧化碳（CO2）为主（96.5%），氮（N2）的贡献很小（3.5%）。大气中大量的二氧化碳导致表面温度超过470℃（温室效应），这使金星成为太阳系中最热的行星。

而地球离太阳的距离，使得地球的温度比金星要低，因而，在地表可以维持液态水。为生物的诞生创造了合适的条件。

与地球相比，火星的质量和体积都很小，因此，它能够支持一个稀薄的大气层，其中大部分是二氧化碳（95.97%），还有少量的氮（1.93%）和氩（1.89%）。由于火星离太阳比地球远，并且大气层稀薄，温室效应相对小，它总体比地球温度低。

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

3. 地球的生命

于是地球上最早的生物，通过光合作用释放氧气的蓝绿菌产生。对地球表面从没有氧气（O2）的大气环境变为有氧环境起了巨大的作用。