地球
地球とは、太陽系第三惑星であり、太陽系における地球型惑星の中では最大の惑星である。また、2024年10月現在において唯一生命活動が観測されている惑星であり、人類が居住可能な唯一の天体である。
- 赤道直径…12,756km
- 軌道半径…1億4960万km
- 自転周期…23時間56分
- 公転周期…365.25日
- 衛星…月
地表と内部
[編集]大気圏
[編集]地球の大気は複数の元素から構成されている。下記が主要元素の体積比である。
- 窒素 - 78%
- 酸素 - 21%
- アルゴン - 1%
- 二酸化炭素 - 0.04%未満
酸素が21%も含まれているのは、他の太陽系惑星には見られない顕著な特色である。また、上記のほかに極少量含まれている元素として、ネオン、ヘリウム、クリプトン、キセノンやメタン（合計0.01%未満）、水蒸気（0.1 - 2%、観測地点の気候で変動）が含まれている。これらの大気は、海面では1気圧(1,013hPa)と定められており、低高度では10m高い位置に移動するとおよそ1hPa減るとされているが、実際には高度によって空気の密度は減衰するため、標高に応じて減衰具合に変化がある。以下が目安となる。
- 標高3,500m付近 - 0.7hPa/10m
- 標高5,500m付近 - 0.5hPa/10m
- 標高9,000m付近 - 0.3hPa/10m
また、大気圏は下記の大よそ５つの区分に分類できる。
- 対流圏（高度20kmほどまで）
- 人類の居住圏。蒸発した水が雲を生成する限界圏域。
- 成層圏（高度20km - 50kmほどまで）
- オゾン層が存在する圏域。
- 中間圏（高度50km - 80kmほどまで）
- 気圧変化の少ない安定圏域。
- 熱圏（高度80km - 800kmほどまで）
- 自由電子が多く、オーロラなどが発生する圏域。中間圏から含め電離層を構成する。
- 外気圏（高度800km - 10,000kmほどまで）
- 水素やヘリウム、プラズマで構成された圏域。気体分子や原子が宇宙空間へ放出される。
『宇宙との境界』は事実上存在しないものの、『無重力』且つ『真空状態』に近い空間を宇宙と定義するならば高度100kmあたりが宇宙との境界と考えることができるだろう。
磁気圏とヴァン・アレン帯
[編集]地球は、内部のダイナモ効果によって生じる地磁気により、強力な磁場を持つ。この磁場が形成する地域を磁気圏と呼び、その外部にある高エネルギー粒子から地球を保護している。磁気圏は、太陽からの荷電粒子が直接地表に到達するのを防ぎ、大気の浸食を抑える役割を果たす。
ヴァン・アレン帯は、地球の磁気圏内に存在する高エネルギー粒子が集まる領域であり、主に電子や陽子から構成されている。これらの帯は2つの主な帯（内ヴァン・アレン帯と外ヴァン・アレン帯）から成り、内ヴァン・アレン帯は主に陽子で、外ヴァン・アレン帯は電子が主成分である。ヴァン・アレン帯は、宇宙からの放射線から生物を守るための重要なシールドとなっており、特に宇宙探査や人工衛星の運用においても考慮すべき重要な要素である。
地表
[編集]人類は水中では生きることができないため、陸地にて生活する必要がある。しかしながら、その陸地はその海の面積に比較すると半分以下で、総表面積のおおよそ29%。残りの71%は海水面で構成されている。地表では多種の天候変化が発生し、季節と合わせて多様な変化を生み出す。
地球の内部構造
[編集]以下の表は、地球の内部構造を地表からの深さ、化学的層、力学的層の順に示したものです。
地球の内部構造 地表からの深さ (km) 化学的層 力学的層 0 - 5 ~ 70 地殻 リソスフェア（岩石圏） 5 ~ 70 - 2900 マントル リソスフェア（～100km） アセノスフェア（100 ~ 400km） 中間圏（400 ~ 660km） 下部マントル（660 ~ 2900km） 2900 - 5150 外核 外核 5150 - 6371 内核 内核
- 地殻（0 - 5 ~ 70 km）
-
- 化学的にも力学的にも最上層。
- 大陸地殻（平均30-50 km、最大70 km以上）と海洋地殻（5-10 km）で厚さが異なる。
- 主にケイ素とアルミニウムを含む岩石で構成。
- マントル（5 ~ 70 - 2900 km）
- 化学的には一つの層だが、力学的には複数の層に分かれる。
- リソスフェアの一部（～100 km）: 地殻と上部マントルの最上部を含む固い層。
- アセノスフェア（100 - 400 km）: 部分溶融状態で、プレートの動きを可能にする。
- 中間圏（400 - 660 km）: 上部マントルの下部。
- 下部マントル（660 - 2900 km）: マントルの大部分を占める。
- 外核（2900 - 5150 km）
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- 液体の鉄とニッケルで構成。
- 地球の磁場を生成。
- 内核（5150 - 6371 km）
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- 固体の鉄とニッケルの合金。
- 超高温・高圧状態。
この構造は、地震波の伝播パターン、重力場、磁場などの観測データから推測されています。各層の正確な境界深さは、観測方法や解釈によって若干の違いがある場合があります。
月
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地球は一つだけ衛星を所有している。それが月である。太陽系の衛星の中でも5番目に大きな衛星であり、その明るさは地球から見ると太陽に次ぐ。また、人類が初めて（唯一）到達した地球外天体である。さらに、星系の中心となる恒星を太陽と呼ぶように、ある惑星から見た衛星を月と表現することもある。
また、特異な点として、自転周期と公転周期が完全に同期しており、地球へは常に同じ一面を向け続けている。そのため、基本的には月の模様が変わることはない。ただし、離心率が0ではないため、（長いスケールで見ると）月の表面がある程度揺れるように見える。月の表面は多くのクレーターや平原で覆われており、特に「月の海」と呼ばれる広大な平原が特徴的である。