熱和風(fēng)
太陽(yáng)的巨大能源有兩個(gè)主要副作用——紫外線和太陽(yáng)風(fēng)。紫外線可以導(dǎo)致癌癥、白內(nèi)障和其他健康問(wèn)題。太陽(yáng)風(fēng)是從太陽(yáng)涌出的帶電（即離子化）粒子流，可以剝?nèi)ゴ髿鈱?。幸運(yùn)的是，地球有針對(duì)這兩種災(zāi)害的天然防御措施。臭氧層可以保護(hù)我們免受紫外線的傷害，磁場(chǎng)可以保護(hù)我們免受太陽(yáng)風(fēng)傷害。
平流層是大氣層中的一層，就位于我們生活的這一層之上，包含薄薄一層臭氧 (O3)。如果沒(méi)有太陽(yáng)，這一層就不會(huì)存在。臭氧由三個(gè)氧原子組成。臭氧分子并不非常穩(wěn)定，但形成這種分子需要很多能量。當(dāng)紫外光照射到氧分子 (O2) 上時(shí)，將使氧分子分裂為兩個(gè)氧原子 (O)。其中一個(gè)原子接觸到氧分子時(shí)，將結(jié)合形成臭氧。該過(guò)程還是可逆的——當(dāng)紫外光照射到臭氧時(shí)，它將分裂為一個(gè)氧分子和一個(gè)氧原子。
NASA供圖
氧分子+光=兩個(gè)氧原子。
氧原子+氧分子=臭氧分子。
此過(guò)程稱為臭氧-氧循環(huán)，它將紫外光轉(zhuǎn)換為熱，阻止其到達(dá)地球表面。如果沒(méi)有太陽(yáng)，地球就不會(huì)有臭氧層——但沒(méi)有太陽(yáng)，地球也就不需要臭氧層。
但在太陽(yáng)創(chuàng)造臭氧層的同時(shí)，地球自身也在創(chuàng)建自己抵御太陽(yáng)風(fēng)的防御系統(tǒng)。如果沒(méi)有地球磁場(chǎng)，太陽(yáng)風(fēng)產(chǎn)生的離子化粒子就會(huì)揭掉地球的大氣層。這個(gè)磁場(chǎng)來(lái)自地核深層。內(nèi)核與外核的相互作用產(chǎn)生了磁場(chǎng)。
USGS供圖
地球?qū)哟伟瑑?nèi)核、外核、地幔和地殼。
地球的內(nèi)核由固態(tài)鐵組成。圍繞內(nèi)核的是熔化的外核。這兩層在地球內(nèi)部的極深處，通過(guò)厚厚地幔與地殼分隔開(kāi)。地幔是固態(tài)的，但可以延展，與塑料相似，并且是火山巖漿的來(lái)源。
地球內(nèi)核的自轉(zhuǎn)，與地球繞地軸自轉(zhuǎn)非常相似。外核也在自轉(zhuǎn)，但速率與內(nèi)核的速率不同。這就產(chǎn)生了發(fā)電機(jī)效應(yīng)，即地核內(nèi)部產(chǎn)生了對(duì)流和電流。從而產(chǎn)生地球的磁場(chǎng)——地球就像一塊巨大的
電磁體。當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)到達(dá)地球時(shí)，將與磁場(chǎng)（即磁層）碰撞，而不是與大氣層碰撞。
SOHO聯(lián)盟供圖。
SOHO是ESA和NASA聯(lián)合進(jìn)行的國(guó)際合作項(xiàng)目。
兩極實(shí)際上定期變更位置——在過(guò)去的3.3億年里大約變更了400次。在發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，磁場(chǎng)將變?nèi)?。但?jì)算機(jī)模擬預(yù)測(cè)，太陽(yáng)可在發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)磁場(chǎng)減弱進(jìn)行補(bǔ)償，通過(guò)與大氣層相互作用增強(qiáng)磁場(chǎng)。
地球的物理成分產(chǎn)生了地球磁場(chǎng)。這種成分是地球形成時(shí)的產(chǎn)物，沒(méi)有太陽(yáng)也就不可能有地球。
行星和恒星
極光地球的磁場(chǎng)是產(chǎn)生
北極光的原因 ，當(dāng)太陽(yáng)輻射被地球磁場(chǎng)彈回時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這種神奇的光。這種現(xiàn)象在南極也會(huì)發(fā)生。在南半球，這種光稱為南極光。
有關(guān)地球起源最著名的科學(xué)理論與被稱為太陽(yáng)星云的自轉(zhuǎn)塵云有關(guān)。這塊星云是大爆炸的產(chǎn)物。哲學(xué)家、宗教學(xué)者和科學(xué)家對(duì)于宇宙的起源有很多觀點(diǎn)，但接受度最廣的是大爆炸理論。根據(jù)這一理論，宇宙起源于一次巨大的爆炸。
在大爆炸以前，現(xiàn)在宇宙中的所有物質(zhì)和能量當(dāng)時(shí)都包含在一個(gè)奇點(diǎn)中。奇點(diǎn)是溫度極高、密度無(wú)窮大的點(diǎn)。
黑洞中心處發(fā)現(xiàn)的也是這種物體。這個(gè)奇點(diǎn)漂浮在整個(gè)真空中，直到發(fā)生爆炸，將氣體和能量向各個(gè)方向拋出。設(shè)想一枚炸彈在雞蛋內(nèi)爆炸——物質(zhì)以很高的速度向各個(gè)方向飛出。
隨著爆炸產(chǎn)生的氣體逐漸冷卻，各種物理力使得粒子聚集起來(lái)。隨著它們繼續(xù)冷卻，運(yùn)動(dòng)也逐漸減慢并且變得更有組織，最終成長(zhǎng)為恒星。這一過(guò)程大約耗費(fèi)了十億年。
大約五十億年前，其中一些氣體和物質(zhì)形成了太陽(yáng)。起初，它是一團(tuán)溫度很高的自轉(zhuǎn)氣體云，也包含一些較重的元素。這團(tuán)塵云在自轉(zhuǎn)過(guò)程中，匯集成為一塊稱為太陽(yáng)星云的碟形星云。地球和其他行星可能也是在這塊碟形星云中形成的。星云的中心繼續(xù)凝結(jié)，最終燃燒起來(lái)成為太陽(yáng)。
NASA供圖
太陽(yáng)星云
沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的證據(jù)確切表明地球是如何在這塊星云中形成的?？茖W(xué)家們有兩種主要理論。兩種理論都包含天體增大，即分子和粒子聚集在一起。它們的基本觀點(diǎn)相同——大約46億年以前，粒子聚集在一塊巨大碟形氣團(tuán)中形成了地球，它圍繞將來(lái)變成太陽(yáng)的物體飛行。太陽(yáng)燃燒起來(lái)后，吹開(kāi)了所有額外的粒子，形成我們今天所知的太陽(yáng)系。月球也是在太陽(yáng)星云中形成的。
起初，地球非常熱并且火山活動(dòng)頻繁。隨著地球冷卻形成固體地殼，小行星和其他碎片造成了許多表面坑洼。地球繼續(xù)冷卻，水填充了表面形成的盆地，從而產(chǎn)生海洋。
通過(guò)
地震、
火山爆發(fā)和其他因素，地球表面最終變成我們今天所知的形狀。它的質(zhì)量產(chǎn)生的萬(wàn)有引力固定住了所有物體，它的表面為我們提供了生活場(chǎng)所。如果沒(méi)有太陽(yáng)，整個(gè)過(guò)程都不會(huì)開(kāi)始。
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我們?cè)趺粗溃侩S著不斷
演變，大爆炸理論已經(jīng)引發(fā)了一些爭(zhēng)論。下面是科學(xué)家們認(rèn)為這一理論正確的幾個(gè)原因：宇宙中的所有物質(zhì)正以極快的速率互相遠(yuǎn)離?？茖W(xué)家們已經(jīng)通過(guò)測(cè)量恒星的哈勃紅移（即隨著離我們遠(yuǎn)去的物體所發(fā)出的光，其波長(zhǎng)會(huì)變得有多長(zhǎng)）證實(shí)了這一點(diǎn)。
科學(xué)家們可以探測(cè)和測(cè)量稱為宇宙微波背景 (CMB) 輻射或原始背景輻射的低水平輻射。這看起來(lái)是大爆炸的后果。新的 CMB 分析表明，宇宙在一瞬間從一個(gè)微小的點(diǎn)變成一個(gè)巨大的系統(tǒng)（
參考）。
要了解有關(guān)大爆炸的更多信息，請(qǐng)從NASA、
密歇根大學(xué)和
加州大學(xué)伯克利分校查看。
