地球
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地球
アポロ17号ミッションによって撮影された地球の写真。アラビア半島、アフリカ、マダガスカルは円盤の上半分に位置し、南極大陸は下半分に描かれている。
ブルー・マーブル、アポロ17号、1972年12月
指定
形容詞
  • 地上の
  • 地上
  • テラン
  • 地球
シンボル🜨そして♁
軌道特性
エポックJ2000 [ n 1 ]
遠日点152,097,597 キロ​​
近日点147,098,450 km [ n 2  ]​
149 598 023  km [ 1 ]
偏心0.016 7086 [ 1 ]
365.256 363 004  d [ 2 ] ( 1.000 017 420 96  a j )
29.7827 km/s [ 3 ]
358.617°
傾斜
−11.260 64 ° – J2000 黄道[ 3 ]
2026年1月3日
114.207 83 ° [ 3 ]
衛星1、月
身体的特徴
6,371.0 km [ 5 ]​
赤道半径
6,378,137 km [ 6 ] [ 7 ]​
極半径
6,356.752 km [ 8 ]​
平坦化1/298.257 222 101 ( ETRS89 ) [ 9 ]
周
  • 510 072 000  km 2 [ 11 ] [ n 4 ]
  • 土地：148,940,000  km 2​​
  • 水：361 132 000  km 2
音量1.083 21 × 10 12  km 3 [ 3 ]
質量（5.972 17 ± 0.000 28）× 10 24  kg [ 12 ]
平均密度
5.513 g/cm 3 [ 3 ]
9.806 65  m/s 2 [ 13 ]（正確には 1 g 0）
0.3307 [ 14 ]
11.186 km/s [ 3 ]
1.0日 （24時間00分00秒）
0.997 269 68 日[ 15 ] (23時間56分4.100秒)
赤道自転速度
時速1674.4キロメートル[ 16 ]
23.439 2811 ° [ 2 ]
アルベド
温度255 K (-18 °C) (黒体温度) [ 17 ]
表面温度分平均最大
 [ n 5 ]−89.2℃14.76℃56.7℃
表面等価線量率0.274マイクロシーベルト/時[ 21 ]
−3.99
雰囲気
表面圧力
101.325  kPa（海面）
体積構成
出典: [ 3 ]

地球は太陽から3番目の惑星であり、生命を宿すことが知られている唯一の天体です。これは、地球が海洋世界であり、太陽系で唯一、地表に液体の水が存在することによって可能になっています。地球上の水のほぼすべては地球全体の海に含まれており、地球の地殻の70.8％を覆っています。地球の地殻の残りの29.2％は陸地で、そのほとんどは地球の陸半球内の大陸の形で位置しています。地球の陸地の大部分は少なくともいくらか湿潤であり、植物に覆われていますが、地球の極地砂漠の大きな氷床は、地球の地下水、湖、川、および大気の水を合わせたよりも多くの水を保持しています。地球の地殻はゆっくりと移動するプレートで構成されており、相互作用して山脈、火山、地震を引き起こします。地球には液体の外核があり、破壊的な太陽風と宇宙放射線のほとんどを逸らすことができる磁気圏を生み出しています。

地球には動的な大気があり、それが地球の表面状態を維持し、地球に突入する際のほとんどの流星体や紫外線から地球を守っています。大気は主に窒素と酸素で構成されています。水蒸気は大気中に広く存在し、地球の大部分を覆う雲を形成しています。水蒸気は温室効果ガスとして作用し、大気中の他の温室効果ガス、特に二酸化炭素（CO2 ）とともに、太陽光からエネルギーを捕捉することにより、液体の地表水と水蒸気の両方が持続する条件を作り出します。このプロセスにより、通常の大気圧下で水が液体である現在の平均地表温度は 14.76 °C（58.57 °F）に維持されています。捕捉されるエネルギー量の地理的領域による違い（赤道地域では極地域よりも多くの太陽光を浴びるなど）により、大気流と海流が駆動され、異なる気候領域を持つ地球規模の気候システムと、降水などのさまざまな気象現象が生じ、炭素や窒素などの成分が循環します。

地球は円周が約 40,000 キロメートル (24,900 マイル) の楕円体です。太陽系で最も密度の高い惑星です。4つの岩石惑星の中では最大かつ最も質量が大きい惑星です。地球は太陽から約 8光分(1 AU ) 離れており、太陽の周りを公転しており、1 周するのに 1 年 (約 365.25 日) かかります。地球は、1 日よりわずかに短い時間 (約 23 時間 56 分) で地軸の周りを自転します。地球の自転軸は、太陽の周りの公転面に対する垂線に対して傾いているため、季節が生じます。地球の周りを公転している1 つの永久衛星は月です。月は、地球の周りを 384,400 キロメートル (238,855 マイル)、つまり 1.28 光秒で公転しており、その幅は地球の約 4 分の 1 です。月の重力は地球の軸を安定させ、潮汐を引き起こし、地球の自転を徐々に遅くします。同様に、地球の重力によって月の自転は潮汐固定され、同じ表側が地球に向けられた状態になっています。

地球は、太陽系の他のほとんどの天体と同様に、約45億年前、太陽系初期にガスと塵から形成されました。海の形成とその後の生命の発達は、地球の歴史の最初の10億年間に起こりました。生命は地球全体に広がり、地球の大気と地表を変化させ、20億年前の大酸化イベントにつながりました。人類は30万年前にアフリカで出現し、地球上のすべての大陸に広がりました。人類は生存のために地球の生物圏と天然資源に依存していますが、地球環境にますます影響を与えています。人類が地球の気候と生物圏に及ぼす現在の影響は持続不可能であり、人類や他の多くの生命体の生活を脅かし、広範囲にわたる絶滅を引き起こしています。

語源

現代英語の単語地球は、中英語を経て、古英語の名詞eorðeから派生した。[ 22 ]地球はあらゆるゲルマン語に同義語があり、ゲルマン祖語の * erþōが再構成された。最も古い記録では、eorðeという語は、ラテン語のterraとギリシア語のgēの多くの意味、すなわち地面、土壌、乾燥した土地、人間の世界、世界の表面（海を含む）、そして地球そのものを翻訳するために使われていた。ローマのTerra (またはTellus ) やギリシア語のGaiaと同様に、地球はゲルマン異教において擬人化された女神だった可能性がある。後期北欧神話には、トールの母とされることが多い巨人Jörð (「大地」)が登場する。[ 23 ]

歴史的に、地球は小文字で表記されてきました。初期中英語時代には、 「地球」という明確な意味が「 the earth」という語句で表現されるようになりました。初期近代英語時代には、名詞の大文字表記が普及し始め、特に他の天体と併せて言及される場合は、「the Earth」も「the Earth」と表記されました。近年では、他の惑星名との類推から、単に「Earth」と表記されることもありますが、「earth」や「earth」を含む表記は依然として一般的です。[ 22 ]現在、ハウススタイルは様々です。オックスフォード式綴りでは小文字表記がより一般的で、大文字表記も許容されるバリエーションです。別の慣習では、「地球の大気」の説明など、名称として「地球」が出てくる場合は大文字で表記しますが、「地球の大気」のように「」が前に付く場合は小文字を使用します。「一体何をしているんだ？」などの口語表現では、ほとんどの場合小文字で表記されます。[ 24 ]

テラ（Terra / ˈ t ɛr ə / TERR -ə）という名称は科学的な文章で時々使用されるほか、SFでは人類が居住する惑星を他の惑星と区別するためにも使用され、[ 25 ]、詩ではテルス（Tellus / ˈ t ɛ l ə s / TELL -əs）が地球の擬人化を表すために使用されている。[ 26 ]テラは、イタリア語やポルトガル語などラテン語から派生した一部のロマンス語の惑星名でもあるが、他のロマンス語では、スペイン語のTierraやフランス語のTerreのように、わずかに綴りを変えた名前を生み出した。ギリシャ語の詩名Gaia ( [ɡâi̯.a]または[ɡâj.ja] ) のラテン語形Gaea (英語: / ˈ dʒ iː . ə / DJEE -ə ) はまれですが、ガイア仮説により代替綴りのGaia が一般的になり、その場合の発音は/ ˈ ɡ aɪです。より伝統的な英語の/ ˈ ɡ eɪではなく、 ə / GYE -ə です。ə /ゲイ-ə。[ 27 ]

地球という惑星を表す形容詞はたくさんあります。アースリーという言葉は地球に由来しています。ラテン語のTerraは、 terran / ˈ t ɛr ə n / TERR -ən、[ 28 ]陸地/ t ə ˈ r ɛ s t r i ə l / tərr- EHST -ree-əl、[ 29 ]および (フランス語経由) terrene / t ə ˈ r iː n / tə-から来ています。 REEN、[ 30 ]、そしてラテン語のTellusから、 Tellurian / t ɛ ˈ l ʊər i ə n / teh- LUURR -ee-ən [ 31 ]とTelluricが来ています。[ 32 ]

自然史

形成

地球や他の太陽系の天体が形成された初期の太陽系の原始惑星円盤の描写

太陽系で発見された最も古い物質は4.5682+0.0002 −0.0004Ga （10億年前）[ 33 ]454 ± 0.04億年前に原始地球が形成されました。[ 34 ]太陽系の天体は太陽と共に形成され、進化しました。理論上、太陽系星雲は分子雲の重力崩壊によって体積を分割し、分子雲が回転して平坦化して恒星周円盤を形成し、その後、太陽と共にその円盤から惑星が成長します。星雲にはガス、氷粒、塵（原始核種を含む）が含まれています。星雲理論によれば、微惑星は集積によって形成され、原始地球の形成には7000万年から1億年かかったと推定されています。[ 35 ]

月の年齢の推定値は45億年からかなり若いものまで様々である。[ 36 ]有力な仮説は、地球の質量の約10%の火星サイズの天体であるテイアが地球に衝突した後に、地球から放出された物質が集積して月が形成されたというものである。[ 37 ]その天体は地球にかすめ当たり、その質量の一部は地球と融合した。[ 38 ] [ 39 ]およそ40億年から38億年前、後期重爆撃期に多数の小惑星が衝突し、月の広範囲にわたる表層環境に大きな変化が起こり、地球の表層環境にも大きな変化が起こったと推測される。[ 40 ]

形成後

地球の大気と海洋は火山活動とガス放出によって形成されました。[ 41 ]これらの発生源からの水蒸気は海洋に凝縮され、小惑星、原始惑星、彗星からの水と氷によって増加しました。[ 42 ]地球は誕生以来、海洋を満たすのに十分な水があった可能性があります。[ 43 ]このモデルでは、新しく形成された太陽の明るさが現在の70 ％に過ぎなかったときに、大気中の温室効果ガスが海洋の凍結を防いでいました。[ 44 ]35億年前に地球の磁場が形成され、太陽風による大気の剥離を防ぐのに役立った。[ 45 ]

淡いオレンジ色の点は、初期の地球の印象で、オレンジ色のメタンに富んだ初期の大気を特徴としている[ 46 ]

地球の溶融した外層が冷却するにつれて、最初の固体地殻が形成され、その組成は塩基性であったと考えられています。この塩基性地殻の部分溶融によって、より珪長質な組成を持つ最初の大陸地殻が形成されました。 [ 47 ]始生代堆積岩中に冥王代鉱物ジルコンの粒子が存在することから、少なくとも一部の珪長質地殻は紀元前1000年頃に存在していたことが示唆されます。4.4 Gaのみ地球形成後1億4000 万年。 [ 48 ]この初期の少量の大陸地殻がどのようにして現在の豊富さに達するまで進化したかについては、主に2つのモデルがある。[ 49 ]（1）現在まで比較的安定した成長が続いたというモデル[ 50 ]。これは、大陸地殻の放射年代測定によって全球的に裏付けられている。（2）始生代に大陸地殻の体積が最初に急速に増加し、現在存在する大陸地殻の大部分を形成したというモデル[ 51 ] 。 [ 52 ]これは、ジルコン中のハフニウムと堆積岩中のネオジムの同位体証拠によって裏付けられている。これら2つのモデルとそれを支持するデータは、特に地球史の初期段階における大陸地殻の大規模なリサイクルによって調和される。[ 53 ]

新しい大陸地殻は、地球内部からの継続的な熱損失によって引き起こされるプレートテクトニクスの結果として形成されます。数億年にわたる地殻変動によって、大陸地殻の一部が集合して超大陸が形成され、その後分裂しました。7億5000万年前、最古の超大陸の一つであるロディニアが分裂し始めた。その後、大陸は再結合してパノティアを形成した。6億～5億4000万年前、そして最後にパンゲアが崩壊し、1億8000万年前[ 54 ]

最近の氷河期のパターンはおよそ40 Ma、[ 55 ]そして更新世の間に激化した。300万年。[ 56 ]高緯度および中緯度地域では、それ以来、氷河期と融解のサイクルが繰り返され、約21,000年、41,000年、100,000年ごとに繰り返されてきました。[ 57 ]最終氷期は、口語的に「最終氷河期」と呼ばれ、中緯度までの大陸の大部分を氷で覆い、約11,700年前に終了しました。[ 58 ]

生命の起源と進化

約40億年前、化学反応によって自己複製する分子が初めて誕生しました。5億年後、現在のすべての生命の最後の共通祖先が誕生しました。[ 59 ]光合成の進化により、生命体は太陽エネルギーを直接利用できるようになった。生成された分子状酸素（O2）は大気中に蓄積し、太陽の紫外線との相互作用により、上層大気に保護的なオゾン層（O3 ）を形成しました。 [ 60 ]より小さな細胞がより大きな細胞の中に組み込まれることで、真核生物と呼ばれる複雑な細胞が発達しました。[ 61 ]真の多細胞生物は、細胞がコロニー内でますます特殊化していくことで形成されました。オゾン層による有害な紫外線の吸収に助けられ、生命は地球の表面に定着しました。[ 62 ]生命の最も古い化石証拠には、西オーストラリアの34億8000万年前の砂岩で発見された微生物マット化石、[ 63 ]西グリーンランドの37億年前の変堆積岩で発見された生物起源の黒鉛、[ 64 ]西オーストラリアの41億年前の岩石で発見された生物物質の残骸があります。 [ 65 ] [ 66 ]地球上での生命の最も古い直接的な証拠は、微生物の化石を示す34億5000万年前のオーストラリアの岩石に含まれています。[ 67 ] [ 68 ]

地球形成後の太古代、始生代の印象。数十億年前の初期の酸素産生生命体である球状のストロマトライトが見られる。後期重爆撃期以降、地球の地殻は冷え、水に富んだ不毛の地表には大陸と火山が点在している。月は地球の周回軌道を現在の半分ほど周回し、2.8倍の大きさで強い潮汐を生み出している。[ 69 ]

新原生代には、10億年から5億3900万年前まで、地球の大部分は氷に覆われていた可能性がある。この仮説は「スノーボール・アース」と呼ばれ、多細胞生物の複雑さが著しく増大したカンブリア爆発に先行していたため、特に興味深い。 [ 70 ] [ 71 ]カンブリア爆発の後、5億3500万年前から、少なくとも5回の大規模な大量絶滅と多くの小規模な大量絶滅が発生している。[ 72 ]現在提案されている完新世の絶滅イベントを除けば、最も最近のものは6600万年前、小惑星の衝突により非鳥類型恐竜やその他の大型爬虫類が絶滅しましたが、昆虫、哺乳類、トカゲ、鳥類などの小動物はほぼ生き残りました。哺乳類は過去において多様化してきました。6600万年前、そして数百万年前、アフリカの類人猿の一種が直立する能力を獲得しました。[ 73 ] [ 74 ]これにより道具の使用が容易になり、コミュニケーションが促進され、より大きな脳に必要な栄養と刺激が得られ、人類の進化につながりました。農業の発達、そして文明の発展は、人類が地球や他の生命体の性質と数に影響を与え、それは今日まで続いています。[ 75 ]

未来

地球を表す濃い灰色と赤の球体が、太陽を表すオレンジ色の円形の物体の右側の黒い背景に横たわっている。
太陽が赤色巨星段階に入った後の焦土化した地球の想像図。約50億～70億年後の未来。

地球の長期的な将来は太陽の将来と結びついています。今後11億年で太陽の光度は10％増加し、今後35億年で40％減少する。[ 76 ]地球の表面温度の上昇は無機炭素循環を加速させ、CO2濃度を現在の植物にとって致死的なレベルまで低下させる可能性がある（C4光合成の場合10  ppm）約1億～9億年かかると予測されています。[ 77 ] [ 78 ]植生の減少により大気中の酸素が失われ、現在の動物は生存できなくなります。[ 79 ]光度の増加により、地球の平均気温は15億年後には100℃（212℉）に達し、海水はすべて蒸発して宇宙空間に失われ、16～30億年後には暴走温室効果が引き起こされる可能性があります。 [ 80 ]たとえ太陽が安定して永遠であったとしても、地球の核が徐々に冷えるにつれて中央海嶺から噴出する水蒸気が減少するため、現代の海水のかなりの部分がマントルに沈んでいくでしょう。[ 80 ] [ 81 ]

太陽は約1000年後に赤色巨星へと進化する。50億年後には、太陽は約1  AU（1億5000万km、9300万マイル）まで膨張すると予測されている。これは現在の半径の約250倍に相当する。[ 76 ] [ 82 ]地球の運命はそれほど明確ではない。赤色巨星となった太陽は質量の約30%を失うため、潮汐力の影響がなければ、太陽が最大半径に達した時に地球は太陽から1.7 AU（2億5000万km、1億6000万マイル）離れた軌道に移動することになる。潮汐力の影響があれば、太陽は太陽の大気圏に突入して蒸発し、より重い元素は死にゆく太陽の中心部に沈んでいく可能性がある。[ 76 ]

身体的特徴

サイズと形状

地球の西半球は、一般的な地形図のように平均海面ではなく、地球の中心を基準とした地形を示しています。

地球は静水力平衡により丸い形をしており、[ 83 ]平均直径は12,742キロメートル（7,918マイル）で、太陽系で5番目に大きい惑星サイズであり、最大の陸生物体となっています。[ 84 ]

地球の自転により、地球は赤道で膨らんだ楕円体の形をしており、その直径は極よりも赤道で43キロメートル（27マイル）長くなっています。[ 85 ] [ 86 ]地球の形には地域的な地形的変化もあります。最も大きな地域的変化、例えばマリアナ海溝（現地海抜より10,925メートルまたは35,843フィート下）は[ 87 ]地球の平均半径を0.17%短縮し、エベレスト（現地海抜より8,848メートルまたは29,029フィート上）はそれを0.14%長くしています。[ n 6 ] [ 89 ]地球の表面は赤道の膨らみで質量中心から最も離れているため、エクアドルのチンボラソ火山の山頂（6,384.4キロメートルまたは3,967.1マイル）が最遠点となります。[ 90 ] [ 91 ]陸地の地形が硬直しているのに対し、海洋はより動的な地形を呈している。[ 92 ]

測地学では、地球の地形の局所的な変化を測定するために、理想的な地球を用いてジオイド形状を描きます。このような形状は、潮汐や風などの擾乱を受けず、地球を完全に覆う理想的な海を仮定した場合に得られます。その結果、滑らかでありながら不規則なジオイド面が形成され、地形測定の基準面として平均海面が得られます。[ 93 ]

表面

地球の合成画像。地球のさまざまな表面が識別できます。地球の表面の大部分を占める海洋 (青)、緑豊かな陸地 (緑) から乾燥した陸地 (茶色) までのアフリカ、そして南極海を覆う南極海氷(灰色)と南極大陸を覆う南極氷床(白)という地球の極地の氷です。
地球の地殻の隆起

地球の表面は、大気圏と固体地球および海洋との境界です。このように定義すると、その面積は約5億1000万km²（1億9700万平方マイル）です。 [ 11 ]地球は2つの半球に分けられます。緯度によって極地の北半球と南半球、または経度によって大陸の東半球と西半球です。

地球の表面の大部分は海水で、その70.8%または3億6100万km2 （ 1億3900万平方マイル）に相当します。[ 11 ]この広大な塩水のプールはしばしば世界の海と呼ばれ、[ 94 ] [ 95 ]ダイナミックな水圏を持つ地球を水の世界[ 96 ] [ 97 ]または海洋の世界[ 98 ] [ 99 ] となっています。[ 100 ]実際、地球の初期の歴史では、海が地球を完全に覆っていた可能性があります。[ 100 ]世界の海は、一般的に、大きいものから小さいものの順に、太平洋、大西洋、インド洋、南極海、北極海に分けられます。海洋は地球の海洋地殻を覆い、棚海は大陸地殻の棚をより狭い範囲で覆っています。海洋地殻は、深海平原、海山、海底火山、[ 85 ]海溝、海底峡谷、海洋高原、地球全体に広がる中央海嶺システムなどの特徴を持つ広大な海洋盆を形成しています。[ 101 ]地球の極地では、海面は季節によって変化する量の海氷で覆われており、極地、永久凍土、氷床とつながって極地の氷冠を形成しています。

地球の陸地は地球の表面積の 29.2%、つまり 1 億 4,900 万 km2 (5,800 万平方マイル) を覆っています。陸地には世界中の多くの島々が含まれますが、陸地の大部分は 4 つの大陸地塊で占められており、それらは (降順で)アフリカ-ユーラシア大陸、アメリカ大陸、南極大陸、およびオーストラリア大陸です。[ 102 ] [ 103 ] [ 104 ]これらの陸地はさらに細分化され、大陸としてグループ化されています。陸地表面の地形は大きく変化し、山岳地帯、砂漠、平原、高原、およびその他の地形で構成されています。陸地表面の標高は、死海の最低地点 -418 メートル (-1,371 フィート) からエベレスト山頂の最高標高 8,848 メートル (29,029 フィート) まで変化します。陸地の平均海抜は約797メートル（2,615フィート）である。[ 105 ]

陸地は、表層水、雪、氷、人工構造物、あるいは植生によって覆われている。地球上の陸地の大部分は植生に覆われているが[ 106 ]、相当量の陸地は氷床（10% [ 107 ] 、永久凍土の下にある同程度の面積の陸地は除く）[ 108 ]または砂漠（33%）[ 109 ]である。

ペドスフェアは地球の陸地表面の最外層であり、土壌で構成され、土壌形成過程の影響を受けています。土壌は土地を耕作可能にするために不可欠です。地球上の耕作地は陸地面積の10.7%を占め、そのうち1.3%は恒久的な耕作地です。[ 110 ] [ 111 ]地球には推定1670万km² （ 640万平方マイル）の耕作地と3350万km² （ 1290万平方マイル）の牧草地があります。[ 112 ]

陸地と海底は地球の地殻の最上部を形成し、上部マントルの一部と共に地球のリソスフェアを形成しています。地球の地殻は海洋地殻と大陸地殻に分けられます。海底堆積物の下では、海洋地殻は主に玄武岩質であり、大陸地殻には花崗岩、堆積物、変成岩などの低密度物質が含まれる場合があります。 [ 113 ]大陸表面の約75%は堆積岩で覆われていますが、堆積岩は地殻全体の質量の約5%を占めています。[ 114 ]

地球の表層地形は、海面の地形と陸地の表面形状の両方から構成されています。海底地形の平均水深は4kmで、海面上の地形と同様に多様です。地球の表面は、地震や火山活動などのプレートテクトニクス内部の活動、氷、水、風、気温によって引き起こされる風化と浸食、そしてバイオマスの成長と土壌への分解などの生物学的プロセスによって、絶えず形作られています。[ 115 ] [ 116 ]

プレート

プレートの範囲と境界を示し、プレートが支える大陸の輪郭を重ねて表示します。
地球の主要なプレートは以下のとおりである。[ 117 ]

地球の地殻と上部マントルの機械的に硬い外層であるリソスフェアは、プレートに分割されています。これらのプレートは、3種類の境界タイプのいずれかで互いに移動する硬い部分です。収束型境界では2つのプレートが接近し、発散型境界では2つのプレートが引き離され、トランスフォーム境界では2つのプレートが横方向に滑り合います。これらのプレート境界に沿って、地震、火山活動、造山運動、海溝形成が起こります。[ 118 ]プレートは、上部マントルの固体だが粘性が低い部分であるアセノスフェアの上に乗っており、プレートとともに流動し移動することができます。[ 119 ]

プレートが移動すると、海洋地殻は収束境界でプレートの先端の下に沈み込みます。同時に、発散境界ではマントル物質の湧昇によって中央海嶺が形成されます。これらのプロセスの組み合わせにより、海洋地殻はマントルへと再循環します。この再循環により、海底の大部分は1億年前。最古の海洋地殻は西太平洋に位置し、2億年前のものである。[ 120 ] [ 121 ]比較すると、最も古い大陸地殻は4,030 Ma、[ 122 ]ジルコンは始生代堆積岩中に礫として保存されているのが発見されており、4,400 Maで、少なくともその頃には大陸地殻が存在していたことを示しています。[ 48 ]

7つの主要なプレートは、太平洋プレート、北アメリカプレート、ユーラシアプレート、アフリカプレート、南極プレート、インド・オーストラリアプレート、南アメリカプレートです。その他の注目すべきプレートとしては、アラビアプレート、カリブ海プレート、南アメリカ西海岸沖のナスカプレート、そして南大西洋のスコシアプレートがあります。オーストラリアプレートは、インドプレートと融合しました。5000万年から5500万年前にかけてのプレートです。最も速く移動するプレートは海洋プレートで、ココスプレートは75mm/年（3.0インチ/年）[ 123 ]、太平洋プレートは52～69mm/年（2.0～2.7インチ/年）の速度で移動しています。一方、最も遅いプレートは南アメリカプレートで、典型的な速度は10.6mm/年（0.42インチ/年）です。[ 124 ]

内部構造

地球の地層[ 125 ]
地球の断面図（縮尺通りではない）
深さ[ 126 ] (km)コンポーネントレイヤー名 密度（g/cm 3）
0～60 リソスフェア[ n 8 ]—
0～35歳 地殻[ n 9 ]2.2～2.9
35～660 上部マントル3.4～4.4
660～2,890 下部マントル3.4～5.6
100～700 アセノスフェア—
2,890～5,100 外核9.9～12.2
5,100～6,378 内核12.8～13.1

地球の内部は、他の地球型惑星と同様に、化学的または物理的（レオロジー的）性質によって層状に分割されています。外層は化学的に異なるケイ酸塩固体地殻で、その下には粘性率の高い固体マントルが広がっています。地殻はモホロビチッチ不連続面によってマントルから隔てられています。[ 127 ]地殻の厚さは、海底で約6キロメートル（3.7マイル）から大陸で30～50キロメートル（19～31マイル）まで変化します。地殻と冷たく硬い上部マントルの頂部は総称してリソスフェアと呼ばれ、独立して運動するプレートに分割されています。[ 128 ]

リソスフェアの下にはアセノスフェアがあり、これはリソスフェアが乗っている比較的粘性の低い層です。マントル内の結晶構造の重要な変化は、地表から 410 km と 660 km (250 マイルと 410 マイル) 下で発生し、上部マントルと下部マントルを分ける遷移層にまたがっています。マントルの下には、固体の内核の上に、粘性の極めて低い液体の外核があります。[ 129 ]地球の内核は、地球の他の部分よりもわずかに高い角速度で回転しており、1 年に 0.1～0.5° ずつ進んでいますが、これより若干高い速度や、はるかに低い速度も提案されています。[ 130 ]内核の半径は、地球の半径の約 5 分の 1 です。密度は深さとともに増加します。太陽系の惑星サイズの天体の中で、地球は最も密度の高い天体です。

化学組成

地球の質量はおよそ5.97 × 10 24  kg (地殻の質量は5.97  Rgである。地殻は主に鉄（質量比32.1% ）、酸素（30.1% ）、ケイ素（15.1% ）、マグネシウム（13.9% ）、硫黄（2.9% ）、ニッケル（1.8% ）、カルシウム（1.5% ）、アルミニウム（1.4% ）で構成され、残りの 1.2% は微量の他の元素からなる。重力分離により、核は主に密度の高い元素、すなわち鉄（88.8% ）で構成され、少量のニッケル（5.8% ）、硫黄（4.5% ）、および 1% 未満の微量元素を含む。[ 131 ] [ 47 ]地殻の最も一般的な岩石成分は酸化物である。地殻の 99% 以上は11 種類の元素のさまざまな酸化物で構成されており、主にケイ素（ケイ酸塩鉱物）、アルミニウム、鉄、カルシウム、マグネシウム、カリウム、ナトリウムを含む酸化物である。 [ 132 ] [ 131 ]

内部熱

地球内部から地殻表面への熱の流れを示す地図。主に海嶺に沿っている。

地球内部の熱の主な発生源は、原始熱（地球形成時からの残り熱）と放射性崩壊による熱である。[ 133 ]地球内部で熱を発生する主な同位体は、カリウム40、ウラン238、トリウム232である。[ 134 ]中心部では、温度は6,000 °C（10,830 °F）に達し、[ 135 ]圧力は360  GPa（5200万 psi）に達する可能性がある。[ 136 ]熱の多くは放射性崩壊によって発生するため、科学者は、半減期の短い同位体が枯渇する前の地球の歴史の初期には、地球の熱生産ははるかに高かったと仮定している。30 億年の間に、現在の2倍の熱が発生し、マントル対流とプレートテクトニクスの速度が上昇し、今日ではほとんど形成されないコマチアイトなどの珍しい火成岩の生成が可能になった。[ 137 ] [ 138 ]

地球からの平均熱損失は87 mW/m 2、地球全体の熱損失は4.42 × 10 13  W。[ 139 ]核の熱エネルギーの一部は、マントルプルームによって地殻に向かって輸送されます。マントルプルームは、高温の岩石の湧昇からなる対流の一種です。これらのプルームはホットスポットや洪水玄武岩を形成することがあります。[ 140 ]地球の熱の多くは、プレートテクトニクス、つまり中央海嶺に伴うマントルの湧昇によって失われます。熱損失の最後の主要なモードは、リソスフェアを通じた伝導によるもので、その大部分は海中で発生します。[ 141 ]

重力場

地球の重力とは、地球内部の質量分布によって物体に与えられる加速度のことです。地表付近では、重力加速度は約9.8 m/s 2 (32 ft/s 2 )です。地形、地質、そして深部地殻構造の地域的な違いにより、地球の重力場には地域的および広域的な差異が生じ、重力異常として知られています。[ 142 ]

磁場

地球磁気圏の磁力線を示す図。磁力線は太陽風の影響を受けて、反太陽方向に後退している。
太陽風が左から右に流れる地球磁気圏の模式図

地球磁場の主要部分は、熱と組成によって駆動される対流の運動エネルギーを電場と磁場のエネルギーに変換するダイナモ作用の場である核で生成されます。磁場は核からマントルを通り、地球表面まで広がり、そこでほぼ双極子を形成します。双極子の極は地球の地理的極点付近に位置しています。磁場の赤道面では、地表での磁場強度は3.05 × 10 −5 T、磁気双極子モーメントは7.79 × 10です。2000年時点では22 Am 2がほぼ1世紀ごとに減少している（ただし、依然として長期平均よりは強い）。 [ 143 ]核内の対流運動はカオス的であり、磁極は移動し、周期的に配列を変える。これにより、主磁場の永年変化の磁場反転が。最新の磁場反転は約70万年前に発生した。 [ 144 ] [ 145 ]

地球の磁場の宇宙における広がりが磁気圏を規定する。太陽風のイオンと電子は磁気圏によって偏向され、太陽風の圧力によって磁気圏の昼側は地球半径の約10倍に圧縮され、夜側は長い尾を引いて広がる。[ 146 ]太陽風の速度は太陽風中を伝播する波の速度よりも速いため、太陽風内では昼側磁気圏に先行して超音速の衝撃波が発生する。 [ 147 ]磁気圏内には荷電粒子が含まれる。プラズマ圏は、地球の自転に伴って磁力線に沿って移動する低エネルギー粒子によって規定される。[ 148 ] [ 149 ]環電流は、地磁気に対してドリフトするが、その軌道は依然として磁場に支配されている中エネルギー粒子によって定義され、 [ 150 ]ヴァン・アレン放射線帯は、本質的にランダムな動きをする高エネルギー粒子によって形成されるが、磁気圏内にとどまっている。[ 151 ] [ 152 ]磁気嵐や磁気圏磁気圏のサブストームが発生すると、荷電粒子が外部磁気圏、特に磁気圏尾部から偏向し、磁力線に沿って地球の電離層に向かい、そこで大気中の原子が励起されて電離し、オーロラが発生する。[ 153 ]

軌道と回転

回転

地球の自転軸の傾きを示す衛星タイムラプス画像

地球の太陽に対する自転周期（平均太陽日）は、平均太陽時で86,400秒（ SI秒で86,400.0025秒）です。[ 154 ]地球の太陽日は潮汐減速により19世紀よりもわずかに長くなっているため、1日の平均太陽日に対する日差は0～2ミリ秒です。 [ 155 ] [ 156 ]

国際地球自転・基準系事業（IERS）では恒星に対する地球の自転周期を恒星日と呼んでおり、平均太陽時（UT1 ）で86,164.0989秒、つまり23時間56分4.0989秒である。[ 2 ] [注 10 ]歳差運動または移動平均3月春分点（太陽が赤道上で90°にあるとき）に対する地球の自転周期は、平均太陽時（UT1）で86,164.0905秒（23時間56分4.0905秒）である。[ 2 ]そのため、恒星日は恒星日よりも約8.4ミリ秒短い。[ 157 ]

大気圏内の流星や低軌道衛星を除けば、地球上空における天体の主な見かけの動きは西方向への15°/時 = 15'/分の速度である。天の赤道付近の天体の場合、これは太陽または月の見かけの直径が2分ごとに変化する速度に相当する。地球表面から見ると、太陽と月の見かけの大きさはほぼ同じである。[ 158 ] [ 159 ]

軌道

地球が太陽の周りを回る楕円軌道を誇張して描いたもので、軌道の極値（遠点と近点）が四季の極値、春分点、夏至点と同じではないことを示しています。

地球は太陽の周りを公転しており、太陽に3番目に近い惑星で、太陽系内部の一部となっています。地球の平均公転距離は約1億5000万km（9300万マイル）で、これは天文単位（AU）の基準となり、およそ8.3光分、つまり地球から月までの距離の380倍に相当します。地球は365.2564平均太陽日、つまり1恒星年ごとに太陽の周りを公転しています。地球の空における太陽の見かけの動きは、東向きで約1°/日の割合で、これは12時間で見かけの太陽または月の直径1つ分に相当します。この動きのため、太陽が子午線に戻るまで、地球が軸の周りを1回転するのに平均24時間（1太陽日）かかります。

地球の公転速度は平均29.7827 km/s（107,218 km/h、66,622 mph）で、これは地球の直径に等しい約12,742 km（7,918 mi）の距離を7分で移動できるほどの速さであり、地球から月までの距離である384,400 km（238,855 mi）を約3.5時間で移動できるほどの速さである。[ 3 ]

月と地球は、背景の星を基準として、共通重心の周りを 27.32 日ごとに公転しています。地球と月が太陽の周りを公転する共通軌道と合わせると、新月から新月までの朔望月の周期は 29.53 日になります。天の北極から見ると、地球、月、およびその軸の回転の動きはすべて反時計回りです。太陽と地球の北極の上の有利な地点から見ると、地球は太陽の周りを反時計回りに公転しています。公転面と軸面は正確には揃っていません。地球の軸は、地球と太陽の平面 (黄道)に対する垂線から約 23.44 度傾いており、地球と月の平面は地球と太陽の平面に対して最大 ±5.1 度傾いています。この傾きがなければ、2 週間ごとに月食と日食が交互に起こることになります。[ 3 ] [ 160 ]

地球のヒル球、すなわち重力の影響圏は、半径が約150万km（93万マイル）である。[ 161 ] [注11 ]これは、地球の重力の影響が、より遠くの太陽や惑星の影響よりも強くなる最大距離である。物体はこの半径内で地球を周回する必要がある。そうでなければ、太陽の重力摂動の影響を受けなくなる。[ 161 ]地球は太陽系とともに天の川銀河に位置し、その中心から約2万8000 光年の距離を周回している。オリオン腕の銀河面から約20光年上空に位置している。[ 162 ]

軸の傾きと季節

地球の軸の傾きにより、太陽の周りの軌道位置によって季節ごとの光の角度が異なります。

地球の地軸の傾きは約23.439281° [ 2 ]で、地球の公転面の軸は定義上、常に天の極を指しています。地軸の傾きにより、地表の任意の地点に到達する太陽​​光の量は年間を通して変化します。これが気候の季節変化を引き起こし、北半球では北回帰線が太陽に面しているときに夏が訪れ、南半球では南回帰線が太陽に面しているときに夏が訪れます。どちらの場合も、反対側の半球では同時に冬が訪れます。

夏の間は昼が長くなり、太陽は空高く昇ります。冬は気候が寒くなり、昼間が短くなります。[ 163 ]北極圏の上空と南極圏の下空では、一年のうちの一部の期間、全く日が照らないため極夜が発生し、極地ではこの夜が数ヶ月間続きます。これらの緯度では、太陽が一日中見える白夜現象も発生します。 [ 164 ] [ 165 ]

天文学の慣習によれば、四季は至点（太陽に向かう、または太陽から遠ざかる軌道上の地軸の傾きが最大となる点）と、春分点（地球の自転軸が公転軸と一直線になる点）によって決定されます。北半球では現在、冬至は12月21日頃、夏至は6月21日頃、春分は3月20日頃、秋分は9月22日または23日頃です。南半球では状況が逆転し、夏至と冬至が入れ替わり、春分と秋分の日付も入れ替わります。[ 166 ]

地球の軸の傾きは、長期間にわたって比較的安定しています。軸の傾きは、18.6年を主周期とするわずかに不規則な運動である章動運動を起こします。[ 167 ]地球の軸の向き（角度ではなく）も時間とともに変化し、 25,800年周期で完全に円を描いて歳差運動します。この歳差運動が、恒星年と熱帯域年の違いの原因です。これらの運動はどちらも、地球の赤道面における太陽と月の引力の変動によって引き起こされます。両極も地球表面を数メートル移動します。この極運動には複数の周期的な要素があり、これらは総称して準周期運動と呼ばれます。この運動には年周運動の要素に加えて、チャンドラーのぐらつきと呼ばれる14か月周期の要素があります。地球の自転速度も、昼の長さの変化として知られる現象によって変化します。[ 168 ]

地球の年周軌道は円ではなく楕円形であり、太陽に最も近づくことを近日点といいます。現代では、地球の近日点は1月3日頃、遠日点は7月4日頃です。これらの日付は歳差運動と軌道の変化により時間とともに変化し、軌道の変化はミランコビッチ・サイクルと呼ばれる周期的なパターンに従います。地球と太陽の距離の年周変化により、近日点では遠日点と比べて地球に到達する太陽​​エネルギーが約6.8%増加します。[ 169 ] [注12 ]南半球は地球が太陽に最も近づくのとほぼ同時に太陽の方に傾いているため、南半球は年間を通して北半球よりもわずかに多くのエネルギーを太陽から受け取ります。この影響は軸の傾きによる総エネルギー変化よりもはるかに小さく、余剰エネルギーのほとんどは南半球の高い割合の水によって吸収されます。[ 170 ]

地球・月系

月

火星探査機マーズ・リコネッサンス・オービターが撮影した火星から見た地球と月

月は比較的大きな地球型の惑星のような天然衛星で、直径は地球の約4分の1です。太陽系の中では、惑星の大きさに対して月は最大の衛星ですが、準惑星である冥王星と比較するとカロンの方が大きいです。[ 171 ] [ 172 ]他の惑星の天然衛星も、地球にちなんで「月」と呼ばれます。[ 173 ]月の起源に関する最も広く受け入れられている説である巨大衝突説は、テイアと呼ばれる火星サイズの原始惑星が初期の地球に衝突して形成されたというものです。この説は、月が鉄や揮発性元素を比較的少なく含み、その組成が地球の地殻とほぼ同じであるという事実を説明しています。[ 38 ]コンピューターシミュレーションは、この原始惑星の2つの塊状の残骸が地球内部に存在する可能性があることを示唆しています。[ 174 ] [ 175 ]

地球と月の間に働く重力は、地球上で月の潮汐を引き起こします。[ 176 ]同じ作用が月にも起こり、月の自転周期は地球を一周する時間と同じなので、月は常に地球に対して同じ面を向けます。[ 177 ]月が地球を周回する際、月の表面のさまざまな部分が太陽の光を受け、月の満ち欠けが生じます。[ 178 ]潮汐相互作用により、月は地球から約38 mm/年（1+1 ⁄ 2 インチ/年）。数百万年かけて、これらの小さな変化と地球の一日が約23 マイクロ秒/年長くなったことが積み重なって、大きな変化が生まれます。 [ 179 ]例えば、エディアカラ紀（およそ6億2000万年前、1年は400±7日で、1日の長さは21.9±0.4時間でした。[ 180 ]

月は地球の気候を緩和することで生命の進化に劇的な影響を与えた可能性がある。古生物学的証拠とコンピューターシミュレーションは、地球の自転軸の傾きが月との潮汐作用によって安定化されていることを示す。[ 181 ]一部の理論家は、太陽と惑星が地球の赤道隆起部に及ぼすトルクに対するこの安定化がなければ、自転軸は無秩序に不安定になり、火星の場合のように数百万年かけて大きな変化を示す可能性があると考えているが、これには異論もある。[ 182 ] [ 183 ]

地球から見ると、月は太陽とほぼ同じ大きさの円盤を持つほど遠くにあります。太陽の直径は月の約400倍ですが、月までの距離も400倍離れているため、これら2つの天体の角度の大きさ（立体角）は一致しています。 [ 159 ]これにより、地球上で皆既日食と金環日食が発生します。[ 184 ]

小惑星と人工衛星

静止軌道と低軌道上の地球周辺の人工衛星と宇宙ゴミの分布をコンピューター生成画像でマッピングしたもの

地球の共軌道小惑星群は、準衛星、馬蹄形軌道を持つ天体、トロヤ群から構成される。準衛星は少なくとも7つ存在し、その中には469219 Kamoʻoalewaがあり、直径は10メートルから5000メートルに及ぶ。[ 185 ] [ 186 ]トロヤ群小惑星の伴星である2010 TK 7は、地球の太陽周回軌道において、ラグランジュ三角点L4の周りを振動している。 [ 187 ]地球近傍小惑星の2006 RH 120は、約20年ごとに地球・月系に接近する。接近中は、短期間地球を周回することがある。[ 188 ]

2021年9月現在、地球を周回している運用中の人工衛星は4,550基ある。[ 189 ]また、現在軌道上にある最古の衛星であるヴァンガード1号を含む運用されていない衛星や、追跡されている宇宙ゴミも16,000個以上ある。[注 13 ]地球最大の人工衛星は国際宇宙ステーション（ISS）である。[ 190 ]

水圏

地球の表面と水圏の大部分を占める地球全体の海と雲の覆いを含む地球の眺め。地球の極地では、水圏が氷で覆われる広大な領域を形成しています。

地球の水圏とは、地球上の水とその分布の総体です。地球の水圏の大部分は地球全体の海で構成されています。地球の水圏は、雲、内海、湖、河川、地下水など、大気圏と陸上の水も含みます。海の質量は約1.35 × 10です。18 トン、つまり地球の総質量の約4400分の1に相当します。海洋の面積は3億6180万km 2 (1億3970万mi 2 )で、平均深度は3,682m (12,080フィート)です。そのため、推定体積は13億3200万km 3 (3億2000万立方mi)となります。 [ 191 ]

もし地球の地​​殻表面全体が滑らかな球体と同じ標高にあったとしたら、世界の海の深さは2.7～2.8km（1.68～1.74マイル）になるだろう。[ 192 ]水の約97.5%は塩水で、残りの2.5%は淡水である。[ 193 ] [ 194 ]淡水の大部分、約68.7%は氷床や氷河に氷として存在している。[ 195 ]残りの30%は地下水、1%は表層水（地球の陸地のわずか2.8%を覆う）[ 196 ]そして永久凍土、大気中の水蒸気、生物学的結合などその他の小さな形態の淡水堆積物である。 [ 197 ] [ 198 ]

地球上で最も寒い地域では、雪は夏の間も残り、氷へと変化します。この積もった雪と氷は最終的に氷河となり、氷河は自身の重力の影響を受けて流動します。アルプス氷河は山岳地帯に形成され、極地では広大な氷床が陸上に形成されます。氷河の流れは地表を侵食し、U字型の谷やその他の地形の形成など、劇的な変化をもたらします。[ 199 ]北極の海氷はアメリカ合衆国とほぼ同じ面積を覆っていますが、気候変動の影響で急速に減少しています。[ 200 ]

地球の海の平均塩分濃度は、海水1キログラムあたり約35グラム（塩分3.5％）です。[ 201 ]この塩のほとんどは火山活動によって噴出するか、冷たい火成岩から抽出されました。[ 202 ]海は溶解した大気ガスの貯蔵庫でもあり、多くの水生生物の生存に不可欠です。[ 203 ]海水は世界の気候に重要な影響を与え、海洋は大きな熱貯蔵庫として機能しています。[ 204 ]海洋温度分布の変化は、エルニーニョ南方振動などの重大な気象変動を引き起こす可能性があります。[ 205 ]

地球表面に水、特に液体の水が豊富に存在することは、太陽系の他の惑星と地球を区別するユニークな特徴である。太陽系の惑星には大気圏に水蒸気が部分的に存在するものの、安定した表層水が存在する条件が整っていない。[ 206 ]一部の衛星には地球の海よりも多くの量の地球外液体の水の大規模な貯留層が存在する兆候が見られるものの、その全ては数キロメートルの厚さの凍結した表層層の下にある大規模な水塊である。[ 207 ]

雰囲気

地球の大気のさまざまな層が見える画像：雲が影を落とす対流圏、地平線上の成層圏の青い空、そして宇宙の端にある高度100km付近の下部熱圏の緑色の大気光。

地球の海面での大気圧は平均101.325 kPa（14.696 psi）で、[ 208 ]スケール高は約8.5 km（5.3 mi）です。 [ 3 ]乾燥した大気は、窒素78.084％、酸素20.946％、アルゴン0.934％、微量の二酸化炭素とその他の気体分子で構成されています。 [ 208 ]水蒸気含有量は0.01％から4％の間で変化しますが[ 208 ]平均は約1％です。[ 3 ] 雲は地球の表面の約3分の2を覆い、陸地よりも海上でその割合が高くなります。 [ 209 ]対流圏の高さは緯度によって変化し、極の8 km（5 mi）から赤道の17 km（11 mi）までの範囲で変動し、天候や季節要因によって多少の変動があります。[ 210 ]

地球の生物圏は大気を大きく変化させてきた。酸素発生型光合成が進化した。27億年前、地球は大気圏をほぼ完全に覆うようになり、今日の窒素と酸素が主成分の大気が形成されました。[ 60 ]この変化によって好気性生物が増殖し、間接的に、大気中のO2がO3に変換されてオゾン層が形成されました。オゾン層は太陽からの紫外線を遮断し、陸上での生命の生存を可能にしています。[ 211 ]生命にとって重要な大気のその他の機能としては、水蒸気の輸送、有用なガスの供給、小さな流星が地表に衝突する前に燃え尽きさせること、気温の緩和などがあります。[ 212 ]この最後の現象が温室効果です。大気中の微量分子が地表から放出される熱エネルギーを捕捉し、平均気温を上昇させます。水蒸気、二酸化炭素、メタン、亜酸化窒素、オゾンが大気中の主な温室効果ガスです。この保温効果がなければ、地球の平均表面温度は現在の+15℃（59℉）ではなく-18℃（-0.4℉）となり[ 213 ] 、地球上の生命は現在の形では存在しなかっただろう。[ 214 ]

天気と気候

地球の大気には明確な境界がなく、徐々に薄くなり、宇宙空間へと消えていきます。[ 215 ]大気の質量の4分の3は、地表から11km（6.8マイル）以内に収まっており、この最下層は対流圏と呼ばれます。[ 216 ]太陽エネルギーはこの層とその下の地表を加熱し、空気を膨張させます。この低密度の空気は上昇し、より冷たく高密度の空気に置き換えられます。その結果、熱エネルギーの再分配を通じて気象と気候に影響を与える大気循環が生まれます。 [ 217 ]

主要な大気循環帯は、緯度30度以下の赤道地域の貿易風と、緯度30度から60度の間の中緯度の偏西風で構成されています。 [ 218 ]海洋の熱量と海流も気候を決定する重要な要因であり、特に赤道海から極地へ熱エネルギーを分配する熱塩循環が重要です。 [ 219 ]

地球は1361 W/m 2の 太陽放射を受けています。[ 3 ] [ 220 ]地球表面に到達する太陽​​エネルギーの量は、緯度が高くなるにつれて減少します。緯度が高いほど、太陽光は地表に到達する角度が低くなり、より厚い大気の柱を通過しなければなりません。その結果、海面での年間平均気温は、赤道から緯度1度ごとに約0.4 °C（0.7 °F）低下します。[ 221 ]地球の表面は、ほぼ均一な気候の特定の緯度帯に分割できます。赤道から極地にかけて、これらは熱帯（または赤道）、亜熱帯、温帯、極地の気候です。[ 222 ]

場所の気候に影響を与えるその他の要因としては、海への近さ、海洋と大気の循環、そして地形があります。[ 223 ]海に近い場所では、海が大量の熱を蓄えることができるため、夏は寒く、冬は暖かくなります。風は海の冷気や熱を陸地に運びます。[ 224 ]大気の循環も重要な役割を果たします。サンフランシスコとワシントンD.C.はどちらもほぼ同じ緯度にある沿岸都市です。サンフランシスコの気候は、海から陸への風向が優勢であるため、はるかに穏やかです。[ 225 ]最後に、高度とともに気温が下がるため、山岳地帯は低地よりも寒くなります。[ 226 ]

地表蒸発によって生成された水蒸気は、大気の循環パターンによって運ばれます。大気条件が温かく湿った空気の上昇を許すと、この水は凝結して降水として地表に降り注ぎます。[ 217 ]その後、ほとんどの水は河川システムによって低地へ運ばれ、通常は海に戻るか湖に堆積します。この水循環は陸上の生命を支える重要なメカニズムであり、地質学的期間における地表地形の侵食の主要因でもあります。降水パターンは大きく異なり、年間数メートルから1ミリメートル未満までの範囲です。大気循環、地形的特徴、気温差によって、各地域の平均降水量が決定されます。[ 227 ]

一般的に使用されているケッペンの気候区分には、5つの大まかなグループ（湿潤熱帯、乾燥、湿潤中緯度、大陸性、寒冷極性）があり、さらにより具体的なサブタイプに分かれています。[ 218 ]ケッペンのシステムは、観測された気温と降水量に基づいて地域を評価します。[ 228 ]デスバレーなどの暑い砂漠では地表気温が約55℃（131℉）まで上昇し、南極では−89℃（−128℉）まで下がることがあります。[ 229 ] [ 230 ]

上層大気

地球の夜側上層大気は、下から帯状の残光として現れ、対流圏を雲のシルエットとともにオレンジ色に、成層圏を白と青に照らしています。次に、中間圏（ピンク色の領域）が、高度約100キロメートルの宇宙の端、熱圏（目に見えない）の下端にある、オレンジ色と淡い緑色の最下層大気光まで広がります。さらに、数百キロメートルにわたって緑と赤のオーロラの帯が続きます。

対流圏より上の大気である上層大気は、[ 231 ]通常、成層圏、中間圏、熱圏に分けられます。[ 212 ]各層は異なる気温減率を持ち、高度による気温の変化率を定義します。これらの層を超えると、外気圏は薄くなり、磁気圏へと移ります。磁気圏では、地磁気が太陽風と相互作用します。[ 232 ]成層圏内にはオゾン層があり、これは地表を紫外線から部分的に保護する役割を果たしており、地球上の生命にとって重要です。地表から100 km (62 mi) 上空と定義されるカルマン線は、大気と宇宙空間の境界の実用的な定義です。[ 233 ]

熱エネルギーによって、大気圏外縁部の分子の一部は速度を増し、地球の重力から逃れられる速度まで加速します。これにより、大気はゆっくりと、しかし着実に宇宙空間へと失われていきます。固定されていない水素は分子量が小さいため、容易に脱出速度に達し、他の気体よりも速く宇宙空間へ漏れ出します。[ 234 ]水素の宇宙空間への漏れ出しは、地球の大気と地表が当初の還元状態から現在の酸化状態へと移行する一因となります。光合成は自由酸素の供給源を提供しましたが、水素などの還元剤の損失は、大気中に酸素が広く蓄積されるための必須条件であったと考えられています。[ 235 ]したがって、水素が大気圏から逃げる能力は、地球上で進化した生命の性質に影響を与えた可能性があります。[ 236 ]現在の酸素に富む大気では、ほとんどの水素は逃げる前に水に変換されます。その代わりに、水素の損失の大部分は上層大気におけるメタンの分解によって生じます。[ 237 ]

地球上の生命

陸上の生産性の高い植生（茶色が低く、濃い緑色が濃い）と海面の植物プランクトン（紫色が低く、黄色が高い）の密度の変化を示すアニメーション

地球は、生命が居住可能な唯一の場所として知られています。地球上の生命は、地球形成から約1億年後、およそ40億年前に、地球初期の水域で誕生しました。地球は液体の水、つまり複雑な有機分子が集合し相互作用する環境と、代謝を維持するのに十分なエネルギーを提供しています。[ 238 ]植物やその他の生物は、水、土壌、大気から栄養分を吸収します。これらの栄養分は、常に異なる種の間で循環しています。 [ 239 ]

地球上の生命は、地球上の多くの特定の生態系を形成し、そこに生息してきました。そして、最終的には地球全体に拡大し、包括的な生物圏を形成しました。 [ 240 ]地球上の生命は時間の経過とともに大きく多様化し、生物圏は、比較的類似した植物や動物が生息する異なるバイオームを持つようになりました。 [ 241 ]異なるバイオームは、異なる標高や水深、惑星の温度緯度、そして湿度の異なる陸上で発達しました。地球の種の多様性とバイオマスは、浅瀬と森林、特に赤道の暖かく湿潤な条件でピークに達します。一方、凍結する極地や高高度、または極端に乾燥した地域では、動植物の生命は比較的不毛です。[ 242 ]

そのため、生命は地球に影響を与え、長い時間をかけて地球の大気と地表を大きく変え、大酸化イベントのような変化を引き起こしました。[ 243 ]さらに、人間は地球とその生命と発展に影響を与えてきました。

地球上の生命にとっての課題

熱帯低気圧などの異常気象は地球上のほとんどの場所で発生し、その地域の生活に大きな影響を与えています。1980年から2000年まで、これらの現象によって年間平均11,800人が亡くなりました。[ 244 ]多くの場所で地震、地滑り、津波、火山噴火、竜巻、吹雪、洪水、干ばつ、山火事、その他の災害や災難が発生しています。[ 245 ]大気や水の汚染、酸性雨、植生の喪失（過放牧、森林破壊、砂漠化）、野生生物の喪失、種の絶滅、[ 246 ]土壌の劣化、土壌の枯渇と浸食により、人間の影響は多くの地域で感じられています。[ 247 ]人間の活動は大気中に温室効果ガスを放出し、地球温暖化を引き起こします。[ 248 ]これにより、氷河や氷床の融解、世界平均海面上昇、干ばつや山火事のリスク増加、寒冷地への種の移動などの変化が引き起こされています。 [ 249 ]

人文地理学

地球の地図上に夜間の人工発光を合成した画像

人類は、 30万年前に東アフリカに生息していた初期の霊長類から起源を持ち、それ以来地球上を移動し続け、紀元前10千年紀に農耕が始まると、地球上の陸地に定住するようになった。 [ 250 ] 20世紀には、南極大陸が人類が探検し定住した最後の大陸となったが、そこに居住する人類は依然として限られている。19世紀以降、世界の人口は飛躍的に増加し、2020年代には80億人に達し、[ 251 ] 21世紀後半には約100億人でピークを迎えると予測されている。[ 252 ]増加の大部分はサハラ以南のアフリカで起こると予想されている。[ 252 ] 

世界の人口分布と密度は大きく異なり、大多数は南アジアから東アジアに居住し、90%は地球の北半球に居住しています。 [ 253 ]これは世界の陸地が半球状に広がっていることが一因で、世界の陸地の68%が北半球にあります。[ 254 ]さらに、19世紀以降、人類は都市部に集中するようになり、21世紀までに大多数が都市部で暮らしています。[ 255 ]

地球表面以外では、人類は限られた用途の深部地下や海底、そして少数の宇宙ステーションでしか生活していません。人類は事実上、地球とその環境に完全に依存しながら、地球表面に留まっています。20世紀後半以降、数百人の人類が一時的に地球外に滞在しており、そのうちのごく一部が別の天体である月に到達しています。[ 256 ] [ 257 ]

地球には広範囲に渡って人間が居住し、多様な社会と文化を築いてきました。19世紀以降、地球上の陸地の大部分は、政治的な境界線で隔てられた主権国家によって領有権が主張されており、現在そのような国は205カ国存在しています[ 258 ] 。南極大陸の一部と少数の小さな地域だけが領有権を主張されていません[ 259 ]。これらの国々のほとんどが、世界をリードする政府間組織である国際連合を構成しており[ 260 ]、人間の統治権は海洋と南極大陸、ひいては地球全体に及んでいます。

天然資源と土地利用

2019年の地球上の土地利用（人間による農業）

地球には、人類が利用してきた資源がある。[ 261 ]化石燃料などの再生不可能な資源と呼ばれるものは、地質学的な時間スケールでのみ補充される。[ 262 ]石炭、石油、天然ガスからなる化石燃料の大規模な鉱床は、地球の地殻から得られる。[ 263 ]これらの鉱床は、エネルギー生産と化学生産の原料の両方として人類に利用されている。[ 264 ]鉱床はまた、マグマ活動、浸食、プレートテクトニクスの作用による鉱石生成のプロセスを通じて地殻内に形成されている。 [ 265 ]これらの金属やその他の元素は採掘によって抽出されるが、そのプロセスはしばしば環境や健康に損害を与える。[ 266 ]

地球の生物圏は、食料、木材、医薬品、酸素、有機廃棄物のリサイクルなど、人類にとって有用な多くの生物学的産物を生み出している。陸上生態系は表土と淡水に依存し、海洋生態系は陸地から洗い流された溶解栄養素に依存している。[ 267 ] 2019年には、地球の陸地面積の3900万km 2 (1500万平方マイル)が森林と林地、1200万km 2 (460万平方マイル)が低木と草地、4000万km 2 (1500万平方マイル)が家畜飼料生産と放牧に使用され、1100万km 2 (420万平方マイル)が農地として耕作されていた。[ 268 ]農地として利用されている氷のない土地の12～14％のうち、2015年には2パーセントが灌漑されました。 [ 269 ]人間は、住居やインフラを建設するために、天然および人工の建築材料を使用しています。[ 270 ]

人間と環境

1880年から2020年までのグラフを見ると、自然要因による気温上昇は約0.3℃の変動を示しています。人為的要因による気温上昇は、1980年までの100年間で0.3℃ずつ着実に増加し、その後過去40年間でさらに0.8℃と急激に増加しています。
平均地表気温の変化とその要因。人間の活動は気温上昇を引き起こし、自然現象も一定の変動をもたらしている。[ 271 ]

人間の活動は地球環境に影響を与えてきました。化石燃料の燃焼などの活動を通じて、人間は大気中の温室効果ガスの量を増加させ、地球のエネルギー収支と気候を変化させてきました。[ 248 ] [ 272 ] 2020年の世界気温は、産業革命以前の基準値よりも1.2℃（2.2℉）高かったと推定されています。[ 273 ]この気温上昇は地球温暖化と呼ばれ、氷河の融解、海面上昇、干ばつや山火事のリスク増加、そして生物種の寒冷地への移動につながっています。 [ 249 ]

地球への人類の影響を定量化するために、プラネタリーバウンダリーの概念が導入されました。特定された9つの境界のうち、5つは既に超えられています。生物圏の完全性、気候変動、化学汚染、野生生物の生息地の破壊、そして窒素循環は、安全域を超えたと考えられています。[ 274 ] [ 275 ] 2018年現在、プラネタリーバウンダリーを越えることなく国民の基本的ニーズを満たしている国はありません。持続可能な資源利用レベルの範囲内で、地球規模ですべての基本的な物理的ニーズを満たすことは可能だと考えられています。[ 276 ]

文化的・歴史的観点

窓越しに宇宙から地球を眺める女性
2010年9月11日、国際宇宙ステーションのキューポラモジュールから地球を観察しているNASAの宇宙飛行士、トレイシー・コールドウェル・ダイソン。

人類の文化は、地球について多様な見方をしてきた。[ 277 ]地球を表す標準的な天文学上の記号は、世界の四隅を表す四分円[ 278 ]と🜨、十字形である。地球は時に神として擬人化される。多くの文化において、母なる女神が主要な豊穣の神でもある。[ 279 ]多くの宗教の創造神話には、超自然的な神または神々による地球の創造が登場する。[ 279 ] 20世紀半ばに展開されたガイア仮説は、地球環境と生命を単一の自己調節型有機体に例え、居住可能な条件の広範な安定化につなげた。[ 280 ] [ 281 ] [ 282 ]♁

特にアポロ計画中に宇宙から撮影された地球の画像は、人々が住む地球を見る目を変えたとされ、概観効果と呼ばれ、地球の美しさ、独自性、そして一見脆弱な点を強調した。[ 283 ] [ 284 ]特に、これは人間の活動が地球環境に与える影響の範囲を認識するきっかけとなった。科学、特に地球観測によって、[ 285 ]人類は地球規模の環境問題に対して行動を起こし始め、[ 286 ]人間の影響と地球環境の相互関係を認識し始めた。[ 287 ]

科学的研究は、人々の地球観に文化的に根差した変革をもたらしました。古代ギリシャでは、地球平面説は、哲学者ピタゴラスとパルメニデスの両名に由来する球体地球説に徐々に取って代わられました。[ 288 ] [ 289 ]地球は宇宙の中心であると広く信じられていましたが[ 290 ]、16世紀に科学者たちは地球が太陽系の惑星の一つであり、移動する物体であると初めて結論づけました。 [ 291 ]

地質学者が地球の年齢が少なくとも数百万年であると認識したのは19世紀になってからでした。 [ 292 ]ケルビン卿は1864年に熱力学を用いて地球の年齢を2000万年から4億年と推定し、この問題をめぐる活発な議論を引き起こしました。19世紀後半から20世紀初頭にかけて放射能と放射性年代測定が発見されて初めて、地球の年齢を決定する信頼できるメカニズムが確立され、地球の年齢が数十億年であることが証明されました。[ 293 ] [ 294 ]

参照

注記

  1. ^すべての天文量は、永年的にも周期的にも変動する。ここで示す量は、すべての周期的変動を無視し、永年変動の瞬間J2000.0における値である。
  2. ^遠日点 = a × (1 + e ) ; 近日点 = a × (1 – e )、ここでaは軌道長半径、 eは離心率である。地球の近日点と遠日点の差は500万キロメートルである。—ウィルキンソン、ジョン (2009). Probing the New Solar System . CSIRO Publishing. p. 144. ISBN 978-0-643-09949-4。
  3. ^地球の円周はほぼ正確に 40,000 km です。これは、この測定でメーターが較正されたためです。より正確には、極と赤道の間の距離の 1000 万分の 1 です。
  4. ^自然変動、棚氷をめぐる曖昧さ、そして鉛直測地基準に関する地図作成上の慣例により、陸地と海洋の被覆率の正確な値は意味を持ちません。Wayback Machineの2015年3月26日アーカイブのVector MapとGlobal Landcoverデータセットのデータに基づくと、湖と河川の被覆率は地球表面の0.6%と1.0%という極端な値です。南極大陸とグリーンランドの氷床は、それを支える岩石の多くが海面下にあるにもかかわらず、陸地としてカウントされています。
  5. ^最低、 [ 18 ]平均、 [ 19 ]最高[ 20 ]表面温度の出典
  6. ^もし地球をビリヤードの球ほどの大きさに縮小したら、大きな山脈や海溝など地球上の一部の地域は小さな欠陥のように感じられ、一方で大平原や深海平原を含む地球の大部分は滑らかに感じられるだろう。 [ 88 ]
  7. ^アフリカプレートから分離して形成されたソマリアプレートを含む。参照： Chorowicz, Jean (2005年10月). 「東アフリカリフトシステム」. Journal of African Earth Sciences . 43 ( 1–3 ): 379– 410. Bibcode : 2005JAfES..43..379C . doi : 10.1016/j.jafrearsci.2005.07.019 .
  8. ^地域によって異なる5から200キロ。
  9. ^地域によって異なる5キロと70キロ。
  10. ^これらの数値の最終的な出典では、「平均太陽時の秒」ではなく「UT1の秒」という用語が使用されています。 — Aoki, S.; Kinoshita, H.; Guinot, B.; Kaplan, GH; McCarthy, DD; Seidelmann, PK (1982). 「世界時の新しい定義」.天文学と天体物理学. 105 (2): 359– 361.書誌コード: 1982A&A...105..359A .
  11. ^地球の場合、ヒル半径は です。ここで、 mは地球の質量、 aは天文単位、 Mは太陽の質量です。したがって、AU単位の半径は約 です。RH＝1つの（メートル3M）13{\displaystyle R_{H}=a\left({\frac {m}{3M}}\right)^{\frac {1}{3}}}（13⋅332、946）13＝0.01{\displaystyle \left({\frac {1}{3\cdot 332,946}}\right)^{\frac {1}{3}}=0.01}
  12. ^遠日点は近日点までの距離の103.4%です。反二乗則により、近日点における放射エネルギーは遠日点におけるエネルギーの約106.9%になります。
  13. ^ 2018年1月4日現在、米国戦略軍は合計18,835個の人工物体（主にデブリ）を追跡している。参照： Anz-Meador, Phillip; Shoots, Debi編（2018年2月）。「Satellite Box Score」（PDF）。Orbital Debris Quarterly News 22 ( 1): 12。2019年4月2日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF） 。 2018年4月18日閲覧。

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