个人介绍
天文学:为保卫地球而探测太空 萧耐园
提供学校: 南京大学
院系: 天文与空间科学学院
专业大类: 天文学
专业: 天体测量与天体力学
课程简介

天文学(Astronomy)是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科。内容包括天体的构造、性质和运行规律等。主要通过观测天体发射到地球的辐射,发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律。天文学是一门古老的科学,自有人类文明史以来,天文学就有重要的地位。

本课程主要讲述的是,在广阔的宇宙之中并不是只有我们的地球,除了地球外还有形形色色的天体。人们通过发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、内部结构、能量来源及其演化规律。发现地球在宇宙中不是绝对安全的,许多天体会对地球构成威胁。为此国际天文组织机构已经成立了监视和预警机构,对小行星中的危险分子和可疑分子进行密切的监视与追踪。

教师团队

萧耐园 教授

单位:南京大学

部门:天文系

地球科普

地球(英语:Earth),是太阳系八大行星之一,按离太阳由近及远的次序排列为第三颗。地球是太阳系的第三颗行星,也是太阳系中直径、质量和密度最大的类地行星。地球赤道半径6,378.2Km,赤道周长40075.7Km,是人类生存的唯一星球。

地球有上百万种生物的家园。地球是目前人类所知宇宙中唯一存在生命的天体。地球诞生于45.4亿年前,而生命诞生于地球诞生后的10亿年内。从那以后,地球的生物圈改变了大气层和其他环境,使得需要氧气的生物得以诞生,也使得臭氧层形成。臭氧层与地球的磁场一起阻挡了来自宇宙的有害射线,保护了陆地上的生物。西方人常称地球为盖亚,这个词有“大地之母”的意思。

      地球的物理特性,和它的地质历史和轨道,使得地球上的生命能周期性地持续。地球预计将在15亿年内继续拥有生命,直到太阳不断增加的亮度灭绝地球上的生物圈为止。

      地球的表面被分成几个坚硬的部分,或者叫板块,它们以地质年代为周期在地球表面移动。地球表面大约71%是海洋,剩下的部分被分成洲和岛屿。液态水是所有已知的生命所必须的,但并不在所有其他星球表面存在。地球的内部仍然非常活跃,科学家推测地球的内部结构有一层很厚的地幔,一个液态外核和一个固态的内核。

      地球会与外层空间的其他天体相互作用,包括太阳和月球。当前,地球绕太阳公转一周所需的时间是自转的366.26倍,这段时间被叫做一恒星年,等于365.26太阳日。地球的地轴倾斜23.4°(与轨道平面的垂线倾斜23.4°),从而在星球表面产生了周期为1恒星年的季节变化。地球唯一的天然卫星,诞生于45.3亿年前的月球,造成了地球上的潮汐现象,稳定了地轴的倾角,并且减慢了地球的自转。大约38到41亿年前,后期重轰炸期的小行星撞击极大地改变了表面环境。

      地球的矿物和生物等资源维持了全球的人口。地球上的人类分成了大约200个独立的主权国家,它们通过外交、旅游、贸易和战争相互联系。人类文明曾有过很多对于这颗行星的观点,包括神创造人类、天圆地方、地球是宇宙中心等。

     

46亿年前,地球诞生了。地球演化大致可分为三个阶段。

第一阶段为地球圈层形成时期,其时限大致距今4600至4200Ma(百万年)。刚刚诞生时候的地球与今天大不相同。根据科学家推断,地球形成之初是一个由炽热液体物质(主要为岩浆)组成的炽热的球。随着时间的推移,地表的温度不断下降,固态的地核逐渐形成。密度大的物质向地心移动,密度小的物质(岩石等)浮在地球表面,这就形成了一个表面主要由岩石组成的地球。

第二阶段为太古宙,元古宙时期。其时限距今4200至543Ma。地球自不间断地向外释放能量。由高温岩浆不断喷发释放的水蒸气,二氧化碳等气体构成了非常稀薄的早期大气层---原始大气。随着原始大气中的水蒸气的不断增多,越来越多的水蒸气凝结成小水滴,再汇聚成雨水落入地表。就这样,原始的海洋形成了。

第三阶段为显生宙时期,其时限由543Ma至今。显生宙延续的时间相对短暂,但这一时期生物及其繁盛,地质演化十分迅速,地质作用丰富多彩,加之地质体遍布全球各地,广泛保存,可以极好的对其进行观察和研究,为地质科学的主要研究对象,并建立起了地质学的基本理论和基础知识。

      为了证明生命起源与地球,人们在不断通过实验和推测等研究方法,提出各种假设来解释生命诞生。1953年美国青年学者米勒(Stanley L.Miller)在实验室用充有甲烷,氨气,氢气和水的密闭装置,以放电,加热来模拟原始地球的环境条件,合成了一些氨基酸,有机酸和尿素等物质,轰动了科学界。这个实验的结果更具说服力地表明,早期地球完全有能力孕育生命体,原始生命物质可以在没有生命的自然条件下产生出来。

      一些有机物质在原始海洋中,经过长期而又复杂的化学变化,逐渐形成了更大,更复杂的分子,直到形成组成生物体的基本物质---蛋白质,以及作为遗传物质的核酸等大分子物质。在一定条件下,蛋白质和核酸等物质经过浓缩,凝聚等作用,形成了一个由多种分子组成的体系,外面有了一层膜,与海水隔开,在海水中又经历了漫长,复杂的变化,最终形成了原始的生命。

      这时的地球一片汪洋大海。随着地壳的不断运动,大陆逐渐隆起,高出海平线。随时间的推移,终于出现了一块大陆。这时的大陆就是现在的七大洲,之后由于各各板块之间的地壳运动,一块大陆就分为了七大洲。这就是著名的大陆漂移假说。

陨石撞击地球



随身课堂


参考书籍


课程评价

教学资源
课程章节 | 名称   | 上传时间 | 大小 | 备注
1.1 引言
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2.5 流星体以及流星和陨星
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3.3 彗木相撞
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4.2.1 生物集群灭绝和撞击事件有关
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4.2.3 通古斯陨石之谜
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5.2 近地小行星危险的严重性和预警级别
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5.3 国际合作监测近地小行星
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