说话人 1

同学们大家好，今天我们一起来学习高中地理必修 1 第一章第一节地球的宇宙环境我相信每个人都曾有过在满天星斗的夜晚，仰望星空的经历，当你望着满天繁星的时候，可曾想过宇宙里有什么？这些闪烁的星星是什么？他们跟地球一样吗？宇宙到底有多大？地球在宇宙中处于什么位置？其实人类在很早以前就开始关注这些问题了，并开始进行天文观测。

说话人 1

我国最早的天文观测可以追溯到几千年以前，古人通过观察日月星辰的位置及其变化，掌握它们的运行规律，从而确定 4G 编制立法，为生产和生活服务。随着天文望远镜的发明，人类使用天然望远镜进行进一步的观测，发现太阳是一个自己会发光、发热、巨大的、炽热的气体球。天文学家将这种由炽热的气体组成，能自己发光的球状活类球状天体称为恒星。

说话人 1

夜空中大多数的星星都属于恒星。当然，太阳看上去又大又亮是因为它距离我们最近约 1. 5 亿千米，而其它的恒星则距离我们很遥远。比如大家熟悉的牛郎星距离我们约 16 光年，织女星约 27 光年。注意，刚才提到的光年是计量天体间距离的单位，指光在一年中传播的距离。异光年大约是 9. 46 万亿千米，真的是天文数字了。因为距离远，所以其他的恒星看上去就只是一颗颗闪耀的星了。

说话人 1

当然，这里我们还要引入一个新的概念，天体，宇宙中一切物质存在形式连同通过天文望远镜或其他空间勘测手段才能探测到的星际空间物质，统称为天体。除了恒星，通过天文望远镜我们还观测到这种轮廓模糊的天体，它们是由气体和尘埃组成的，外表呈云雾状，主要组成物质是氢。天文学家称这样的天体为星云。

说话人 1

这张图片呈现的是距离我们 6500 光年的蟹状星云，它是非常有名的哈波望远镜拍摄的，这是猎户座星云，看起来是不是瑰丽雄奇？还有这张图片是哈波望远镜拍摄的最著名的影像之一，英壮星云的创生支柱，它们虽然是由气体和尘埃组成的，却构成了如此独特壮美的景象。

说话人 1

恒星和星云是宇宙中主要的组成物质，那有的同学会问了，我们地球属于哪一类天体？天文学家把像地球一样在椭圆轨道上绕恒星运行近似球状的天体称为行星。地球在宇宙中是什么样子的？我们虽然生活在地球上，却很少有人能亲眼见到地球的全貌。下面我们一起来看一看航天英雄杨立伟在他所著的天地九重一书中，是如何回忆他从太空中俯瞰地球的感受的。

说话人 1

书中写道，地球真的是太漂亮了，漂亮的无可比拟。在太空的黑幕上，地球就像站在宇宙舞台中央那位最美的大明星，浑身散发出夺人心魄的彩色的明亮的光芒。她披着浅蓝色的纱裙和白色的飘带，如同天上的仙女缓缓飞行。通过这段文字，大家一定感受到了地球的美丽，但有的同学可能会产生疑问，我们就生活在地球上，地球的表面是陆地和海洋，自身并不会发光，为什么在太空中看上去却是明亮的？这是因为地球是绕着太阳运行的，在绕着太阳运转的过程中反摄了太阳光，所以看上去是明亮的。除了地球外，还有其他 7 颗行星也像地球一样照太阳运行，在太空中能反射太阳光而发亮。除此以外，还有我们地球的卫星，月球也能反射太阳光而发亮，只不过我们在地球上看到它被太阳照亮的部分是圆缺变化的。

说话人 1

卫星是环绕行星运转的天体。月球是地球唯一的卫星，因为距离地球比较近，所以在夜空中看上去也是又大又明亮的。当然，随着科技的进步，人类也发射了很多环绕地形运转的卫星，我们称之为人造卫星。相较人造卫星，月球属于天然卫星，因此天体其实又可以分为天然天体和人造天体。不过大家一定要注意，一般情况下，我们所说的天体均指天然天体。除了刚才介绍的天体外，幸运的时候我们在夜空中还可以看到这种一闪即逝的流星和拖着长尾巴的彗星。由于时间关系，这两种天体我们就不在这里详细介绍了，感兴趣的同学可以上网去查询资料，做进一步的了解。

说话人 1

好，下面我们来小结一下。刚才我们学习了宇宙中物质存在形式，天体主要的类型有恒星、星云、行星、卫星、流星、彗星，还有通过空间探测手段才能够探测到的星际空间物质。希望通过对天体的了解，大家能够把天体与你们日常说的星星区分开。接下来请大家思考 2 个问题，刚才我们提到的这些天体，它们是运动的还是静止的？它们之间有没有关系？第一个问题我想对大家来说是比较容易回答的，只要观察过星空的同学都知道，宇宙中的天体都在运动着，它们之间有什么关系。通过刚才的学习，大家不难发现，这些运动着的天体之间是互相吸引，互相绕转的关系，他们因为互相吸引，互相绕转，形成了天体系统，就像华尔兹舞者那样，只不过他们的舞台是整个宇宙天体系统有不同的层次。

说话人 1

我们来看一下地球所处的天体系统由低到高是怎样的。首先，月球围绕地球转形成地月系，地球是地月系的中心天体，地球与月球距离约 38. 4 万千米。地乐系又与其他的行星系共同围绕着太阳转，形成太阳系。太阳是太阳系的中心天体。地球与太阳之间的距离刚才我们提到过，大约是 1. 5亿千米。太阳系和众多恒星系统组成了银河系的直径，约 10 万光年。太阳系并不在银河系的中心，而是距离银心约 2. 6 万光年的地方。你们知道吗？在银河系中，有至少 1000 亿颗像太阳这样的恒星。夜晚我们看到的银河只是一抹淡淡的光带，而银河系的广袤却超乎了人类的想象。有学者比喻，如果把太阳系比作一枚 1 元的硬币，银河系相当于中国国土面积那么大。

说话人 1

银河系外又有上千亿个同银河系类似的天体系统，我们称为河外星系、银河系和现阶段能观测到的河外星系统称为可观测宇宙。目前人类可观测宇宙范围的直径达 200 多亿光年，真正的宇宙范围其实会更广。华尔兹舞曲一曲终了，但天体系统的绕转持续了 100 多亿年，并在时间和空间上无限延伸。好，下面我们来总结一下天体系统的层次关系。天体之间相互吸引和相互绕转，形成天体系统。天体系统从低级到高级，意思是地乐系和其他行星系属于太阳系，太阳系和其他恒星系统属于银河系，银河系和河外星系组成，可观测宇宙，大家注意这里我用红色笔标注的是地球所处的天体系统。

说话人 1

宇宙如此浩瀚，宇宙中到底有没有外星人一直是亘古不变的热门话题。随着科技的发展，人类在探索宇宙的同时，也尝试与地外文明取得联系。图中这块镀金铝板是在 1972 年的时候，美国安装在它的太空探测器先驱者号上的讯息牌，就像给地外文明发送的名片，板上刻有一男一女的画像，还用一些符号表示地球在宇宙中的位置等信息，就像把讯息放进漂流瓶里，然后投进大海里一样。这段讯息将在星际之间漂浮，希望有一天能够联系上其他星球的高级智慧生命。

说话人 1

但是大家仔细看一下这块板上的符号，不知道你是什么感觉？我在看的时候，如果不看他的注解的话，真的很难明白他想要表达的意思，就连科学家也几乎没有一位能完全明白这些符号的意思。所以我担心，假如真的有外星人看到了这块讯息牌，会不会像我们看到古埃及的象形文字一样难以破解。所以我给大家布置一个小任务，如果未来在我国发射的太空探测器中，要安装一块讯息牌，用来介绍地球在宇宙中的位置，你会如何设计？尝试绘制并用文字介绍你的设计方案。大家一定要充分发挥想象力。这个任务在课下完成，我们已经知道地球在宇宙中的位置了，也了解到地球在宇宙中十分渺小，想在银河系找到它都很困难，但作为一颗行星，地球在太阳系中却是一颗既普通又十分特殊的行星。所以下面我们就将目光锁定在太阳系，了解一下行星地球。请同学们观察这张太阳系示意图，说出太阳系有哪些家庭成员，地球又排在第几位？我们来看一下示意图。首先可以看到太阳系的中心天体是太阳的，质量占整个太阳系的 99. 86%，所以按照比例来说，真实的太阳应该比这张示意图上要表示得更大。我们还可以看到图中有金星、水星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，这些是围绕太阳传的行星，还应该包括围绕它们转的卫星。除此之外，我们还可以看到在火星和木星之间有很多的小行星，以及大名鼎鼎的哈雷彗星。总结一下，太阳系是由中心天体太阳，还有 8 颗行星及其卫星，小行星，彗星以及一些行星际物质组成的。

说话人 1

那么地球排在第几位？我们先从距离太阳的远近说起，距离太阳由近及远分别为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。地球排在第三位，距离太阳 1. 5亿千米，这是第三次提到日地距离了，希望大家能够记住它。我们再来看看其他的特征，其中水星、金星、地球、火星，它们更靠近太阳，有着固体的表面，体积也比较小，所以我们称它们为内地行星、木星和土星一目了然，可以看出他们的体积巨大，所以被称为巨型星、天王星、海王星因与太阳距离很远，所以称为远日行星。在这要注意的是，这张图也是一张示意图，八大行星距太阳的远近并不是均匀分布的，天王星和海王星实际上距太阳会更远，大家可以参考教材的第6页和第7页下面的图来看一下。大家有没有想过 8 颗行星都绕着太阳公转，那它们之间会不会发生碰撞呢？接下来我们来看看 8 颗行星的公转轨道。请同学们结合图片和表格来分析一下 8 颗行星公转轨道有什么共同的特征。首先从图片中可以看出公状轨道的形状像是椭圆形。接着我们找一找表格中有没有与轨道的形状有关的数据，好的有同学们找到偏心率，从数据可以看出，公转轨道的偏心率几乎都为0。从这两点可以判断出，公转轨道的形状应该是近似于圆形的椭圆，那么 8 条轨道就像是以太阳为圆心的 8 个同心圆了，所以并没有交叉。

说话人 1

表格中还有一组数据，轨道清剿，我们可以看到这个数据也都是很小的，其中地球的轨道倾角为0，那说明是以地球的轨道倾角作为参照物。其他的 7 颗行星的公转轨道几乎跟地球所在的轨道面是在同一平面上。另外，图中并没有显示，但是同学们需要知道，八大行星的公转方向均是自西向东运动的，所以实际上他们的公转方向也是相同的。那么概括来说，公转轨道应该具有一进源性、二共面性、三同向性的特征，因此，八大行星在太阳系中各行其道，互不干扰，有着安全的宇宙环境，且都能获得稳定的太阳光照。从前面的分析可以看出，与其他的 7 颗行星相比，地球无论是在距离太阳的远近，还是体积、质量大小，还是公状轨道的特征，都是一颗普通的行星。但是在太阳系中，地球却是唯一拥有高级智慧生命的星球，这使地球又是一颗特殊的行星。地球为什么会有生命生存？请大家结合地球的自身条件分析。地球有高级智慧生命生存和繁衍的条件。地球上有像我们人类这样的高级智慧生命，要想生存和繁衍，必须具备的条件，有适宜的温度，不能太冷，也不能太热，液太水，还要有适合呼吸的大气。那么从地球自身条件看，有哪些特殊的地方保证了这些条件得以满足？首先，日地距离适中，距离太阳不远也不近，所以地球的温度不冷不热，平均 15 摄氏度左右，这样的温度就保证了水以液态的形式存在。所以日低距离适中，不仅让地球有了适宜的温度，同时还保证了液态水的续存。

说话人 1

地球有适合生物呼吸的大气，是由于地球的体积和质量适中，能够吸引足够后的大气，形成稳定的大气层，不仅为我们提供了可以呼吸的空气，还对地球起到了保护作用。那么在太阳系中，还有没有别的星球也适合我们人类生存？在众多天体中，科学家认为火星与地球的条件最为相似，于是从 20 世纪 60 年代开始，人类向火星发射探测器，开启了火星探测之旅，现在我们中国也加入了其中。那火星是否具备人类生存的条件？现在想象你坐着宇宙飞船来到火星，当你走出宇宙飞船的时候，首先采在富含铁元素的红色尘土上，这时候你就知道为什么人们把火星称为红色星球了，接着也会在火星的表面行走，这个时候你一定要十分小心，因为火星的体积和质量比地球要小，所以引力就小，那么你的体重就只有地球上的 1/ 3。

说话人 1

走路的时候会感到很不适应，因为引力小，所以也不像地球有一层厚厚的大气，不能抵挡有害的紫外线，因此你必须要穿上密封的宇航服才能避免紫外线的伤害。你还必须带上氧气，因为在火星稀薄的空气中，有 95% 是人类不能呼吸的二氧化碳。你的宇航服还必须能保暖。因为距离太阳的距离较远，所以火星的气温很低，白天的温度很少高过冰点，到了晚上气温又会骤降到零下 100 摄氏度以下。因此，一件密封的、能供氧的、保暖的宇航服是你在火星上生存下来的最基本保障。科学家曾经设想在火星上建立人类定居点，假设技术能够解决所有难题。为了应对火星给人类带来的一系列问题，也需要从地球向火星运送大量的补给，这个代价也是相当昂贵的。因此，从目前的情况来看，太阳系地球仍是人类唯一的家园，所以我们必须要好好地保护我们的地球。

说话人 1

除了保护我们身边的环境外，也要保护宇宙环境。因为随着人类宇宙探索的不断深入，航天活动日益频繁，留在太空中的垃圾也越来越多，比如大量失控的卫星、报废的航天器等等，这些都可能成为威胁到地球的隐患。因此，很多科学家都致力于研究捕捉和清理太空垃圾的措施。

说话人 1

保护好地球安全稳定的宇宙环境就是保护生命和我们人类自己。好，我们来总结一下这节课我们学到的主要内容。这节课我们主要学习了地球的宇宙环境，首先知道了地球在宇宙中的位置，包括地球所属的天体类型和所处于的天体系统。还知道了地球作为一颗行星，它既是一颗普通的行星，又有特殊性，由于它的特殊性，让它成为我们人类唯一的家园，所以我们一定要好好地保护地球的宇宙环境。

说话人 1

虽然这节课上完了，但是希望大家对宇宙的探索不要停止，去学习你想知道的，去探索，人类还不知道的，把你知道的告诉身边的人，让我们共同携起手来保护我们的家园，地球和地球的宇宙环境。最后希望大家也开始做一些简单的天文观测，我这有两个实践活动，大家可以二选一，也可以两个都完成。第一个是做月线观测，具体的观测方法和步骤请大家看一下教材的第4页和第5页。第二个活动是仰望星空的活动，大家可以使用活动星图或者是星图 APP 来观测夜空中的亮星和星座。活动器材和步骤请详见课后练习。今天这节课我们就上到这，同学们再见。