獨特的地球 The Unique Earth

1. 獨特的地球 The Unique Earth 國立成功大學 地球科學系 袁彼得

2. 地球哪四個特徵，是其他行星都沒有的？ 1. 有生命  2.特殊的大氣成份 氧 21% 3. 有海洋  4. 有「海洋地殼」和「大陸地殼」 及奇特的「海底地形」 為什麼地球有這些特徵？

3. 　　　為什麼地球有這些特徵？ 1. 生命： 2.氧 21%： 植物光合作用放出氧氣  3. 海洋： 緊接著要討論 4. 「海洋地殼」和「大陸地殼」 及奇特的「海底地形」： 稍後再詳細介紹

4. 太陽和8大行星 天王星 海王星 金星 火星 水星 地球 冥王星 木星 土星 侏儒行星 Dwarf planet 石質 氣質

5. 距太陽最近的四個行星，都是「石質」。 水星 火星 金星 地球

6. 水 星

7. 金星雷達影像

8. 最大的氣質行星：木星 衛星

9. 氣質行星：木星 比重1.31 大氣：氫和氦 地表是液態氫 液態金屬氫 溫度10,000 ℃。 液態氫 石質核 重力：2.53 G 表面平均溫度-110 0C

10. 為什麼只在地球有海？

11. 地球雖小，但海水體積很大。

12. 為什麼只在地球有海洋？ (4 個原因) 1. 地球不斷產生水： －水從哪來的？ 　　　岩漿噴發，把地下岩石的「結晶水」帶到地表。 －為什麼別的星球沒有產生很多水？ 他們已冷卻，不再噴發岩漿。但地球內部一直很 熱，持續噴發岩漿，把水帶到地表。 －為什麼地球內部很熱？ 它体積最大，所以散熱最慢。

13. 地球的水從哪來？ 地球在哪噴發岩漿？ 　海溝旁的火山，也噴出岩漿和大量水。 海溝 海溝 中洋脊 中洋脊是地球最大的火山，不斷噴出岩漿，帶出內部的結晶水。還有何處在噴出岩漿？

14. 中 洋 脊 中洋脊噴發岩漿，帶出地下的結晶水。

15. 海洋地殼在海溝隱沒，熔融後噴出， 形成火山，把地殼的水釋放到地表 。 火山 海溝

16. 地球有海的4個原因 1. 地球不斷產生水。 2. 地球吸得住水。水星、金星、火星、 月球都吸 不住很多水。為什麼？ 　　　　吸水多少跟什麼有關？ 重力值。地球的質量最大，重力最高。 重力值比較 地球：1 水星：0.39 金星：0.91 火星：0.38 月球：0.17

17. 地球有海的4個原因 3. 地球的水很少被陽光分解。為什麼？ 大氣的水，易被紫外線分解成氫和氧，但地球大部份 的水在哪裡？ 在海裏，所以得以保存。 4. 地球表面溫度適中，使大部份水都是液態。 (原因後敘)

18. 地球表面溫度適中的原因 哪三個原因決定行星表面溫度的高低？ 1. 跟恒星的距離： 距恒星愈近則愈熱，愈遠愈冷。 2. 對陽光的反射率： 反射陽光愈多，溫度愈低。 3. 行星「溫室效應氣體」的含量： 「溫室效應氣體」愈多，氣溫愈高。

19. 地球反射33%的陽光。 使溫度下降25度。 金星反射71%的陽光。 使溫度下降84度。

20. 行星表面溫度跟三大因素的關係 黑體溫度陽光被 陽光反射 溫室效應 實際 反射的比例 造成的降溫 造成的增溫 溫度 ℃ ℃ ℃ ℃ 水星175 6 % －5 0 － 金星55 71 % －84 ＋460 ＋430 地球5 33 % －25 ＋35 ＋15 火星－50 17 % －10 ＋15 －45 黑體 Black body：完全塗黑的物體。它能100%吸收 入射光，沒有任何反射 。

21. 溫室效應 溫室效應的原理： 1.太陽的紫外線、Gamma 　線、X 光的能量高，多半 　在大氣層頂部被吸收。 2. 剩下可見光（短波）穿透大　 　氣，照射到地表。 3. 地表被可見光加熱，於是放 　出紅外線。 4. 但紅外線（長波）被溫室 氣体吸收，放出熱，使氣 　溫上升 。 主要溫室氣体： CO2、 　水蒸汽、CH4、N2O、O3 。

22. 英國倫敦的溫室(1844-1848建)

23. 溫室裡溫暖潮濕，可以種熱帶植物。 如何解釋玻璃屋的溫室效應？

24. 金星跟地球的極度差異。原因？ 地球1大氣壓 78 ％ 氮～15℃海洋 21 ％ 氧 3.45×10- 4 CO2 氣壓 大氣成份 氣溫 水 金星92大氣壓 96％ CO2 ＞400℃沒有海，大 3.4％ 氮 氣也無水蒸氣 注意:地球和金星大氣的差異不難解決。只要 1. 把金星大部分的CO2 移走， 2. 把剩下的CO2分解成C和O2，金星和地球的大氣 就很相近了(以氮和氧為主)。

25. 為什麼金星和地球差異這麼大 ？ 強烈的溫室效應 金星的大氣有很多CO2 氣溫高 使水蒸發，然後被紫外線分解成H2 ，O2 水都消失了！ 逸散到太空 把岩石氧化 所以，金星熱且沒有水的原因，是它的CO2太多。但是，為什麼它CO2多？而地球的CO2很少？

26. ◆ 為什麼地球大氣裡的CO2很少？ 地球的CO2其實很多，但極少留在大氣，反而儲存 在以下位置： 1. 存在動植物體內 － 植物體的碳（碳水化合物）是哪來的？ 植物分解 CO2和 H2O，把C 儲存在體內、放 出 O2到大氣、這叫什麼作用？ － 動物體的碳哪裡來的？

27. 地表的碳存在哪裡？ 絕對含量 相對含量 (1012噸) ◆全部活的動植物0.5 1 ◆ 大氣CO2 0.7 1.3 ◆ 死的動植物3 5.4 ◆ 石油及煤4 7.1 ◆ 海洋HCO3-,CO3-242 75 ◆ 油母質Kerogen 15,000 26,800 ◆ 石灰岩(Ca,Mg)CO3 60,000 107,100 石灰岩是地球上 CO2最大的藏身處。它的成因？ 動植物吸收 CO2， 製造的殼（珊瑚、石灰藻等） 。

28. 有孔虫 苔蘚虫 石灰岩裏的有孔蟲(單細胞動物)和苔蘚蟲，都是CaCO3 ，含大量CO2。

29. 台灣東部的港口石灰岩 石灰岩是降低地球氣溫的最大功臣，why？ 它含的CO2最多！

30. 跟金星比，地球很涼爽（因為大氣CO2少），主要跟金星比，地球很涼爽（因為大氣CO2少），主要 是誰的功勞？ 　是生物。生物改變了地球的大氣成份和氣候。 ◆ 假如沒有生物，地球的大氣成分會如何？ 沒有生物的結果: 1.把動植物、石油和煤裡的 C 和大氣的 O2 化合， 形成CO2，還給大氣。 2.把石灰岩CaCO3的CO2 也還給大氣。 ◆ 後果是什麼？假如地球沒有生物，它的大氣壓力和 CO2含量將跟金星一樣多！熱慘矣！

31. 獨特的地球結 語 地球是太陽系最特別的石質行星。 1. 哪四項特色只在地球出現？ 生命、氧氣、海洋、奇特的海底地形、「海洋地殼」 和「大陸地殼」。 2. 此外，它內部最熱，為什麼？ 因此導致的結果？ － 內部發生強烈的熱對流。於是在地表推動板塊， 　　　形成中洋脊和海溝，引發地震。

32. 中洋脊 海溝 地熱使地球內部發生對流。 對流牽引板塊，每年水平移動約 5～10公分。 板塊水平移動 熱對流

33. 熱流上升處，岩漿噴出，形成「中洋脊」和新的岩石圈。熱流上升處，岩漿噴出，形成「中洋脊」和新的岩石圈。 中洋脊 產生海溝 老的岩石圈 隱沒、下沉 軟流圈 地球內部的熱對流

34. 3. 為什麼只在地球有海呢？ ◆ 因為它產生很多水：水從那來？ 為什麼別的星球沒有產生很多水？ ◆ 因為地球能吸住很多水。為什麼？ ◆ 地球表面溫度適中。使大部份水都是液態。 哪三大因素控制行星表面的溫度？

35. 4. 為什麼地球的「溫室效應氣體」CO2很少？ 金星92 大氣壓 96％ CO2 3.4％ 氮 地球1大氣壓 3.45×10 - 4 CO2 78 ％氮 21 ％ 氧 地球的 CO2 躲在哪裡？

36. 5.地球的 CO2躲在哪裡？ 動植物體6.4 石油及煤 7.1 油母質 26,800 石灰岩 107,100 以上都是誰的傑作？ 生物！ 6. 所以，如果沒有生物，地球主要的大氣成份是？大氣壓力？氣溫？ 這樣的地球，會有海嗎？

37. 地球哪四個特徵，是其他行星都沒有的？ 1. 有生命  2.特殊的大氣成份 氧 21% 3. 有海洋  4. 有「海洋地殼」和「大陸地殼」 及奇特的「海底地形」 為什麼地球有這些特徵？