南方科普大讲堂第43期【2019年第3期】

“流浪地球”成长记

主讲  景志成  南方科技大学地球与空间系

时间：2019年3月24日10:00-11:00

地点：南方科技大学图书馆111报告厅

电影“流浪地球”火了。吸引观众最深层次的原因不只是宏伟的场面，或者扣人心弦的故事。其中还有一个重要原因是大多数人通过大屏幕，花一场电影的时间，第一次严肃地思考地球在宇宙中的位置，为其渺小感到震撼和失落，为人类的未来感到一丝担忧，从而得到某种人生意义上的升华。

景志成教授的这次科普，非常应景。我们的地球要去流浪，那么首先我们就更需要了解地球的前世今生。

节目预告:

1、太阳系的家庭成员

2、流浪地球的成长纪事

3、我要去流浪

课后活动：制作小火箭

虽然是第一次上科普讲台，景老师却显得经验十足。开场就给小朋友们发放了精美的太阳系行星卡片（背面印有行星介绍）。

在介绍太阳系大小时邀请小朋友们上台参与表演行星的位置，给每个表演者佩戴了一个有行星卡通图案的面具。

在介绍地球上的石头时，给小朋友们传看了花岗岩、玄武岩和橄榄岩岩石样品。

在讲解行星发动机时，现场给小朋友们表演了用泡腾片制作的“发动机”的爆炸过程，并讲解了原理。

最后给小朋友们讲解了用纸、吸管、矿泉水瓶等材料制作小火箭的方法，并在报告结束后在现场开展了小火箭手工的制作活动。

  

1、太阳系的家庭成员

什么是行星？

地球是行星。所谓行星，首先必须是在引力作用下环绕太阳运行的天体。其次它要足够大，在自身重力作用下形成接近圆球形的形状。最后的一点也很重要，就是它可以将临近轨道上的天体清除。一山不容二虎，在同一轨道上运行的天体，最终都会被吞并或捕获成为卫星。

什么是引力？

• 有质量的物体之间的相互吸引

— 地球对月球的吸引

— 地球对地球上物体的吸引

行星的真实大小

在太阳系中，太阳是巨无霸，拥有超过99.8%的总质量。和太阳比起来，行星都很渺小。

如果太阳有洋葱那样大，地球就像离太阳15米远处的一粒大米。

木星是距离太阳78米的一颗花生米。

海王星相当于距离太阳450米，而“洋葱”太阳的引力所能达到的奥尔特云的最外围相当于1500公里远的地方。

2、流浪地球的成长纪事

从太空中看地球

地球的内部是什么样子的呢？

怎么研究地球？

  

地球的结构

  

地球上的石头

  

地幔对流——地球内部物质的流动

  

板块构造和火山地震

  

精彩视频：https://v.qq.com/x/page/a0855gy7y7h.html（地球板块运动）

地球的内部像一个煮熟的鸡蛋，分为地壳、地幔和地核几个主要部分。

地幔上部主要由绿色的橄榄岩构成。橄榄岩发生部分熔融后，形成了玄武岩为主的海洋地壳和花岗岩为主的大陆地壳。

地球很特别，因为它内部的地幔在缓慢的流动，称为地幔对流，就像是烧水时水的循环运动，这种流动在地表展现为大陆板块和海洋板块的构造运动。

正是由于地球不停的构造运动，使得地球表面生机勃勃。时而火山喷发，时而地震隆隆，时而海啸狂袭。

这些可怕的自然现象，其实对地球演化以及生命演化至关重要。没有了板块构造运动，也就不会出现生命。

3、我要去流浪

木星

木星可比我们地球大多了，它是行星老大。和地球不一样，木星是气态星球，只在其深部有一个很小的固体内核。木星表面风暴肆虐，一个所谓的大红斑，就有地球那么大。

木星主要卫星

木星最大的作用之一，就是由于其巨大的引力作用，可以把太阳系中不少外来物体都吸引过去，免得撞上地球。要是没有木星的牺牲精神，我们的地球不知道被外来星体碰撞了多少次，每一次对生命来说都是致命的。

洛希极限

在电影《流浪地球》中，

提到了一个新名词，

洛希极限。

到达这个极限的位置，

外来小天体，

就会由于引力潮汐的作用，

被行星撕碎，

就像1994年撞向木星的

苏梅克-列维九号彗星那样

被撕成21块碎片。

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太阳

太阳的内部是什么样的？

太阳内的核聚变

太阳系的形成

月球的形成

精彩视频：https://v.qq.com/x/page/r085583wvcv.html（月球的形成——大碰撞）

地球几岁了？

西澳大利亚杰克山锆石——44亿年

太阳系最古老的物质——

碳质球粒陨石（46亿年）

地球成长大事记

太阳的一生

红巨星和氦的核聚变

本来地球、木星、太阳在各自的位置上，好好生活。可是，太阳内部实际上在发生着翻天覆地的变化。

太阳内部是一个大反应炉。消耗着大量的氢，形成氦，同时发光放热，供给地球。

可是，如果有一天，太阳内核中的氢燃料烧完了，太阳也就不再稳定，于是会发生膨胀，变成一个巨大的红巨星。

当太阳内部的氦也迅速烧完后，太阳会爆炸成为行星状星云，内部会慢慢变成一颗致密的白矮星。

太阳的质量还不是很大，所以，不会发生超新星爆发形成中子星，更不会形成黑洞。

在红巨星阶段，

地球会直接被太阳外部的热气吞没。

地球上的生物要想活命，

只能带着地球逃离家园。

这么大的地球，

需要经过木星引力加速，

但是还要防止靠木星太近，

否则会被木星捕获，

一样在劫难逃。

流浪地球线路图：

精彩视频：https://v.qq.com/x/page/w0855nqdgmc.html，给地球装上发动机，带着地球去流浪

发动机原理：

作用力与反作用力

•牛顿第三定律：对于每一个作用力，都有一个大小相等方向相反的反作用力

在地球上安装巨大的发动机，

这是《流浪地球》中给出的答案，

至于是否真的可行，

我们无法预知未来。

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目前走得最远的人类探测器——旅行者1号和2号

新视野号探测器飞掠“天涯海角” 2014 MU69

课后活动：制作小火箭

我们可以在课堂上感受一下

力与反作用力的原理，

通过亲手制作小火箭，

开始人生的科学之旅。

景老师的这场科普讲座

为今后的科普活动

做出了标杆的作用。

要全面调动小朋友的热情，

动手与思考并行，

知识与娱乐共举。

——南方科普大讲堂

来源：“天生地海科普”公众号

编辑：刘青松   叶云