【深度認識】地球

當你每天走在香港街頭，身邊是熙來攘往的人群，腳下則是鋼筋混凝土建成的城市，有否試過抬頭望望天空，思考過我們腳下的這顆星球——地球（Earth）？這個我們生活其中的天體，看似平平無奇，與我們關係卻比宇宙中任何星體都要緊密。地球不只是我們的「家」，也是目前已知唯一適合孕育高級生命的行星。今次，就讓我這位天文迷帶大家以專業又親切的視角，深度探索地球之謎。

地球的基本身世——一瞥我們的「藍色家園」

地球是太陽系（Solar System）內八大行星之一，排名由內到外第三，是從太陽數過來繼水星（Mercury）、金星（Venus）後，最接近太陽的行星。正因這個「黃金位置」，地球才得以享受適合生命的條件，被稱為「可居帶行星」（Habitable Zone Planet）。

地球基本參數：

體積（Volume）：約1.08321 × 10¹² km³
直徑（Diameter）：約12,742公里（赤道直徑）
質量（Mass）：約5.972 × 10²⁴公斤
自轉週期（Rotational Period）：約23小時56分鐘4秒（一日）
公轉週期（Orbital Period）：約365.25日（一年）
平均與太陽距離：約1億4,960萬公里（1個「天文單位」Astronomical Unit, AU）
表面平均溫度：約15°C（極端可由-89°C至56°C）
成分：主要包括鐵、氧、矽、鎂等元素，表面70%覆蓋水（H₂O），其餘為陸地

從太空看地球——與其他星球的比較

若把地球與其他太陽系行星比較，地球可說是「剛剛好」——無論是體積、質量還是與太陽的距離。水星體積小很多，無法留住大氣；金星雖然質量與地球接近，但表面溫度高達470°C，可說是「地獄星」，表面還因厚厚的二氧化碳（CO₂）大氣，造成溫室效應（Greenhouse Effect）。火星（Mars）的表面氣壓極低，水只能以冰或氣態存在，亦不適合地球式生命。

至於地球，核心為固態鐵鎳（Iron-Nickel Core），外頭包著厚厚的岩石地幔（Mantle）及較輕的地殼（Crust），上方則是氣體組成的大氣層（Atmosphere），既能阻擋隕石及太陽有害輻射，也讓我們有氧氣可呼吸。地球的自轉速度，讓晝夜得以更替；與太陽的距離，剛好不冷不熱，容納液態水（Liquid Water），一切可說是「命中注定」。

地球的組成與結構——由內到外的多層防護

想像地球就像一隻雞蛋：核心（蛋黃）、地幔（蛋白）、地殼（蛋殼）。

核心（Core）：約佔地球半徑的1/3，主要是鐵（Fe）、鎳（Ni），溫度達到逾6,000°C，與太陽表面溫度相近。
地幔（Mantle）：佔地球體積逾80%，由矽酸鹽（Silicate）岩石組成，會因對流而移動，推動板塊運動（Plate Tectonics），是火山和地震的真正動力來源。
地殼（Crust）：厚度僅5-70公里，相對地球直徑，只等於蘋果薄薄一層皮！大部分生命和現代人類文明活動均發生於這層地殼。
大氣層（Atmosphere）：主要成分為氮（N₂，約78%）、氧氣（O₂，約21%），尚有氬（Ar）、二氧化碳、其他微量氣體。高度約100公里以內的範圍就是商業航班運行的地帶。

這些層層結構，就好像為家居安全而加裝的「防盜門」和「濾水器」，一方面保護地球免受來自宇宙的威脅，另一方面又創造適合生命存在的環境。

地球的歷史——46億年的滄桑故事

根據放射性定年（Radiometric Dating）和隕石、月岩樣本推算，地球約在46億年前形成。最初的地球是熾熱的熔岩球體，經過不斷冷卻、地殼逐漸穩定，才出現古老大洋和最早原始大氣層。初始大氣主要是水蒸氣、二氧化碳和氮，現代氧氣則主要來自古早藍綠藻（Cyanobacteria）光合作用釋放。

約40億年前，地球表面終於降溫形成液態水，這便是地球獨有的第一個「奇蹟」。隨後各種原始生命出現，歷經35億年的進化，最終誕生出人類。

最重要的地質事件之一，是「板塊構造」（Plate Tectonics）——地殼並非整塊，而是分割成多片「巨型拼圖」，會移動碰撞，造成地震、火山、山脈誕生。正是這些持續的運動，讓地球的地形、氣候和生物多樣性維繫下去。

地球的自轉與公轉——定義我們「日」與「年」

每當時鐘滴答響過一圈，地球便完成了微小的自轉。事實上，地球自轉一圈約需23小時56分鐘4秒（這是恆星日sidereal day；而我們的太陽日稍長約24小時），正因自轉，我們才能體驗早上陽光普照、晚上星空滿布。「晝夜交替」體驗，正是自轉所致。

而地球公轉太陽一圈則需時約365.25日，就是我們的「一年」。這「一年四季」的分別，來自地軸傾斜約23.4度。這個小小傾斜，令陽光照射分布改變，便造就春夏秋冬。

地球的氣候、多樣性與共生生命系統

地球的最大奇蹟，在於表面存在大量「液態水」（Liquid Water），溫度維持在水的冰點及沸點之間（0°C至100°C），讓海洋、河流、湖泊形成水循環。這種環環相扣的「水循環系統」（Water Cycle），驅動著地球的天氣、氣候，造就豐富生態環境。

地球大氣層中的「溫室效應」（Greenhouse Effect）也扮演關鍵角色。若沒有大氣中適量的二氧化碳、水蒸氣等溫室氣體，地球表面均溫或會如月球般降至-18°C，不適宜現存生命。適度的溫室效應，恰恰讓我們得以舒服生活。

地球的生物多樣性（Biodiversity），由南極冰層的企鵝、亞馬遜叢林的吼猴、沙漠仙人掌，到香港山坡的獼猴和雉雞，說明地球提供了適合各式生物生存的「小宇宙」。

地球的磁場——無形的保護罩

你可想像，地球其實像一粒巨型磁鐵，擁有獨特的地磁場（Geomagnetic Field）。這個由地核（Outer Core）液態鐵流動產生的「無形保護罩」，能有效阻擋太陽風（Solar Wind）和宇宙射線，保護我們免受輻射直接傷害。若沒有磁場，地球上的水分及大氣可能早已被太陽風吹走，如同如今的火星。地磁場亦致使我們能看到極光（Aurora），在北極和南極上空跳動。