1.1人類認識的宇宙──第二課時
接下來,請同學們一起看一下教材上的表1.1“太陽系九大行星的比較數據”,了解一下九大行星在質量、體積、密度、周期等方面的情況。
通過這些比較數據,同學們看一看,地球的質量是不是最大的?(學生回答)
質量最大的是?(木星)
質量最小的是?(冥王星)
體積最大的是?
體積最小的是?
……
也就是說,從質量上看,地球的質量在九大行星中很普通,體積、周期亦如此。因此,我們說地球是太陽系中一顆普通的行星。
雖說九大行星有各異的質量、體積、平均密度和公轉、自轉周期,但有些行星在物理性質上較為接近,我們就將它們劃歸一類。按照這一標準,我們將九大行星分為以下三類:類地行星、巨行星、遠日行星。顧名思義,類地行星系指跟地球性質相近,類似地球的行星,包括水星、金星、地球、火星。巨行星是指該類行星的體積、質量都很大,如巨人般,包括木星、土星。遠日行星就是離太陽(日)較遠的行星,包括天王星、海王星、冥王星。
2.地球存在生命的原因
雖說在物理性質、結構、運動特征等方面地球并無什么特別突出的,但是有一點卻是其他行星所沒有的,那就是地球是目前我們所知的惟一有生命存在和繁衍的行星。那么為什么地球上會出現生物而其他8大行星上沒有呢?是不是在冥冥之中,上蒼對我們地球特別地眷顧垂愛呢?
其實,這與地球所處的宇宙環境以及地球本身的條件有著密切的關系。
地球所在的廣袤宇宙中,與地球關系最密切、對地球影響最深遠的就是太陽系。從太陽系誕生到地球上開始有原始的生命痕跡,中間經歷了漫長的階段(將近50億年),在這個階段里,太陽沒有明顯的變化,源源不斷地給我們地球提供光和熱,從而使生命從低級向高級的演化沒有中斷。如果太陽不穩定,隔三差五地來個大爆發,其放射出的各種射線將殺死地球上所有的生命。
同時呢,地球所在的行星際空間亦是一個較安全的宇宙環境,請同學們看圖1.3“地球在太陽系中的位置”,我們可以發現,大小行星繞日公轉的軌道面幾乎在同一平面上,繞日公轉的方向一致,都是自西向東運轉,而且各行星的運轉軌道都是橢圓形,這就使得行星在運行過程中不會出現交叉碰撞的情況,從而使得大小行星能夠各行其道、互不干擾。
講到這,同學們可能會問:這兩個條件其他行星同樣具備,是共同條件。為什么其他行星還是沒有生命的發生和繁衍呢?這就要講到我們地球自身的條件。我們知道,溫度、大氣、水是生命生存所必需的條件,而地球恰恰具備這些條件。
首先,由于地球與太陽距離適中,使地球表面的平均氣溫為15℃,從而有利于生命過程的發生和發展。如果距離太陽太近,像水星、金星,則溫度過高,生命難以發生、繁衍。如果距離太陽太遠,像天王星、海王星、冥王星,就會因溫度過低,生物也無法生存。
其次,由于地球的體積和質量適中,其引力可以使大量的氣體聚集在地球周圍,形成包圍地球的大氣層。如果,體積和質量過小,則其引力將不足以留住足量的大氣,會造成氣體的大量逃逸;反之,如果體積和質量過大,則會造成星球外圍的大氣層太厚,使太陽熱量難以穿透,從而造成行星表面溫度偏低。同時,由于地球上生物的作用又反過來對大氣的成份進行改造,使由co2、co、ch4、nh3組成的原始大氣通過大氣演化,形成以n2、o2為主的適于生命呼吸的現代大氣。