地球

地球は、太陽系の惑星のうち、太陽に3番目に近いものである。太陽系の中では岩石質の「地球型惑星」に分類され、その中で大きさ、質量ともに最大のものである。放射性元素による隕石の年代測定により、誕生してから約46億年経過していると推定される。太陽系の年齢もまた隕石の年代測定に依拠するので、地球は太陽系の誕生とほぼ同時に形成されたとしてよい。10個程度の火星サイズの惑星（原始惑星）の衝突合体によって形成されたと考えられている。 組成は地表面からの深さによって異なる。地表付近は酸素とケイ素が主体で、他にアルミニウム・鉄・カルシウム・ナトリウム・カリウム・マグネシウムなどの金属元素が含まれる。ほとんどは酸化物の形で存在する。対照的に、中心部分は鉄やニッケルが主体である。地表面の70%は液体の水で被われており、地表から上空約100kmまでの範囲には窒素・酸素を主成分とする大気がある。大気の組成は高度によって変化する。 太陽の周りを円に近い楕円形の軌道を描いて1.0000太陽年に1回公転し、また0.9973平均太陽日に1回自転している。 1太陽年とは太陽が春分点から春分点まで一巡りする時間、すなわち季節が一巡する時間をいい、365.2422日である。1平均太陽日とは、天の赤道上を等速運動するとした仮想太陽が、南中してから次に南中するまでの時間をいう。地球の歳差により春分点が移動するため、1太陽年は、恒星が動かないものとして見た時に地球が太陽の周りを一周する時間として定義される1年より短い。1恒星年は365.25636日である。春分点が南中してから次に南中するまでの時間を1恒星日といい、1日は1平均太陽日以外にいくつか存在している。1太陽年や1恒星年を表現するのに用いられる1日は、太陽系天体の位置計算における時刻引数として使用される力学時における1日であるが、1平均太陽日と考えても特に問題はない。 地球の赤道面は、公転面に対して23度26分傾いている。この傾きは自転軸の傾きでもある。季節変化の主な要因として軌道離心率と自転軸の傾きが考えられるが、地球の場合、自転軸の傾きが効いている。軌道離心率が0.0167ということは、太陽に最も接近したときと太陽から最も遠ざかったときで、太陽約3個分距離が違うことを意味している。光量に直すと約7%の変動ということになるが、これよりも自転軸の傾斜を原因とする太陽高度の変化と日照時間が効くのである。太陽に最も接近するのは1月2日前後、最も離れるのは7月2日前後である。離心率や自転軸の傾斜は、木星などの引力の影響により数万年周期で変動している。 天の北極から見て、自転、公転ともに反時計回りである。

地球は赤道半径が6,378.137km、極半径が6,356.752kmで回転楕円体に近い形である。極半径よりも赤道半径のほうが21.385km大きい。地球の形状を考えるとき、平均的な海水面を大陸にも延長した仮想的な形状ジオイドを想定する。ジオイドは回転楕円体に近いとはいえ、地球内部の物質の分布が均一でないため、ずれが生じる。測地学では、回転楕円体とジオイドの違いをジオイドの高さと表現する。さらに、ジオイドにもっとも近い形状の回転楕円体を地球楕円体、特定の地域のジオイドに近い回転楕円体を最適楕円体と呼び、区別する。最初に計算された地球楕円体はジョージ・エベレストによるインド地方の子午線測定によるもので、1830年に公表された。この地球楕円体構造によりエベレスト山頂よりも南米のチンボラソ山頂が地球の中心点からの距離が最も長い。 地球の質量は5.974 ×1024 kgである。大きさと質量から平均密度が求まり、5,515kg/m3 である。これは水の5.5倍、花崗岩の2倍、鉄の0.7倍程度に相当する。地球は太陽系で最も密度の高い惑星である。逆に、一番密度が低いのは土星である。水星や金星の密度は地球に近い。 地球を構成する物質の種類と分布を探るには、地球内部での圧力上昇によって圧縮される程度を考慮して、1気圧下の密度に直す必要がある。このような補正を加えると地球の平均密度は約4,100kg/m3になる。地球以外の惑星の内部構造は観測データがないのでモデルに依存するが、モデルによる補正平均密度の違いはそれほど大きくない。推定された補正平均密度は、水星は約5,400kg/m3、金星は地球とほぼ同じで約4,000kg/m3、火星は約3,800kg/m3である。これら補正された平均密度の違いは金属の含有量の違いを反映している、金属量は太陽から離れるにしたがって減少するように見えるが、その理由はわかっていない。 （ウィキぺディアから参照しています）

Copyright © 地球. All rights reserved.