二、大行星及其卫星
上节介绍了热星球，下面接着介绍冷星球，即有壳的星球（固态星球）。
大行星也简称行星，是仅次于太阳的大星球。在太阳系内已经发现的大行星有九颗，从太阳处算起依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。1961年以来，美国和苏联等国已经向各大行星共发射了约50个空基或者陆基探测器。这些研究使我们对大行星有了一定的认识。中国古人对太阳系有一定的认识。在易学里记载：“天上原来有十个太阳，后来被后羿射落九个，现在止存金乌一星，乃太阳之真火。被射死的九个太阳的灵魂（热炁流）化作九处汤泉：香冷泉、伴山泉、温泉、东合泉、湟山泉、孝安泉、广汾泉、汤泉、濯垢泉”。这个叫做“后羿射日”的故事在《西游记》第72回有介绍，也是引自其他易学书籍的理论，不是该作者胡编乱造的。易学已经认识到太阳系原来是由十个太阳（发光发热的星球）组成的，被射死而失去火性的九个太阳就成了九大行星。所谓死去就是不能够像太阳一样生产出熊熊烈火和耀眼光芒了。可见易学的认识比西学先进了多少年。在宇宙的元会周期运动里，在星系四季多重迭加的大热季，太阳系的十个星球都被加热到全面点燃，星壳熔化，都成了能够发出光和热的“太阳”。过后，随着四季迭加减弱，星系炁子的内能减少，星系降温，大行星冷却重新凝结星壳。由于星壳的屏蔽作用，大行星失去发光发热的能力，就成了如今的状态。
除了水星和金星，其他七个大行星都有卫星存在。卫星是围绕行星转动的星球，卫星在行星的引力和斥力的共同作用下绕行星公转，形成了行星系。行星系是由一个大行星和1个以上的卫星组成的星系，最简单的是由一个卫星组成的行星系，例如地球和月球组成的地月系。从某种意义上说，大行星可以看作是太阳的卫星，太阳等恒星则是河星的卫星，河星又是总星的卫星。除了月球之外，最早是在1610年发现了木卫，至今总共已经发现了60多颗卫星。其中地球有1个（就是月球），火星有2个，木星有16个，土星有至少23个，天王星有15个，海王星有2个，冥王星有1个。卫星的直径在10~5800公里之间，轨道半长径在9.4~23370千公里之间，公转周期在几小时~758天之间，相临两个卫星轨道间距在1000公里以上。除了公转运动，发现卫星也有自转运动。月球、木卫一到四、海卫一、火卫的自转周期与公转周期相同，因此总是以一面对着中心天体，这是由于星球摄动引起的。在太阳系里，比较特殊的是金星和水星，它们没有卫星，因此导致了两者发生了异常现象：水星有近日点进动，金星则是唯一逆向自转的大行星。
行星的轨道参数和基本物理参数见下表所列：
表5.7大行星轨道要素
行星
轨道长半径
AU
偏心率
倾角
升交点黄经
近日点黄经
公转的恒星周期
天
会合周期
天
自转的恒星周期
水星
0.387
0.206
7.0
48.1
77.2
87.969
115.88
58.646天
金星
0.723
0.007
3.4
76.5
131.3
224.701
583.92
243天
地球
1
0.017
0
-
102.6
365.256
-
23h56m4.1s
火星
1.524
0.093
1.9
49.4
335.7
686.980
779.94
24h37m22.6s
木星
5.205
0.048
1.3
100.3
14.7
4332.589
398.88
9h50.5m(赤道)
土星
9.576
0.055
2.5
113.5
95.4
10759.2
378.09
10h14m(赤道)
天王星
19.28
0.051
0.8
74.0
174
30685.4
369.66
24±3h
海王星
30.13
0.006
1.8
131.5
52.7
60189
367.49
22±4h
冥王星
39.87
0.256
17.1
110
223.1
90465
366.73
6.3867天
表5.8大行星物理参数
行星
质量
克
赤道半径
公里
体积
地球体积
平均密度
克/厘米3
表面g
地球为1
逃逸速度
公里/秒
卫星个数
个
水星
3.33×1026
2440
0.0562
5.46
0.37
4.3
0
金星
4.87×1027
6050
0.856
5.26
0.88
10.3
0
地球
5.976×1027
6378
1
5.52
1
11.2
1
火星
6.421×1026
3395
0.15
3.96
0.38
5
2
木星
1.9×1030
71400
1316
1.33
2.64
59.5
16
土星
5.688×1029
60000
745
0.7
1.15
35.6
23
天王星
8.742×1028
25900
65.2
1.24
1.17
21.4
15
海王星
1.029×1029
24750
57.1
1.66
1.18
23.6
2
冥王星
1.4×1025
1350
0.009
1.5
0.05
1.2
1
（一）、地球和月球
地球是我们人类生存的星球，是我们能够直接进行仔细研究的最熟悉的星球，还专门形成了地学。地球只是很普通的星球，并没有特殊的地方，因此通过地球我们可以了解其它大行星的基本情况。唯一特殊的是，至少到目前为止，根据观测发现，地球是太阳系内唯一一个有水圈、生物圈、富氧大气层存在的星球，是唯一具有生物存在的星球。但是我们相信宇宙中还存在很多文明世界，有地外生物存在，生命在宇宙中是必然的，而不是偶然的。飞碟现象是证明外星人存在的直接证据。
地球有一个唯一的天然卫星，就是月球。月球是距离地球最近的星球，对地球环境有巨大的影响作用，例如大海的潮汐、女性的月经、生物钟现象。月球绕地球转动，形成了地月系。自1957年起，地球开始有了人造卫星。人造卫星远远不能同月球相比，它们对地球几乎没有任何影响。月球是我们人类直接登陆过的唯一的地外星球，是我们认识比较清楚的卫星，可以作为卫星的代表。
1、地球的形状和基本数据。
公元前4世纪，古希腊的亚里斯多德根据月食现象首次科学地论证了地球是球形的，希腊的埃拉托斯特尼首次求得地球半径。就是这样，经过许多人的努力，用各种测量方法得到了今天的地球知识。从高空看地球可以看见地球是圆球形的，有兰色的海洋和白色的云层。仔细的测量知道，地球的形状接近球形，略扁，呈三轴椭圆球体，很像一个梨状的扁球，赤道半径是6378140米，极半径比赤道半径短21公里，为6357公里，扁率为1/298.257，北半球稍微细长些，南半球稍微短粗些，北半径比南半径长40米，体积为109（10亿）立方公里。日地距叫做天文单位，用AU表示，是近日距和远日距的平均值，为1.496×108Km（精确值是149597870.5公里）。地球内部温度随深度而升高，100公里处为1300℃，300公里处为2000℃，地核边缘处为4000℃，地核温度为5500~6000℃。地球内部热能可能主要来源于天然放射性元素的衰变。
图5.43地球的形状
我们用地球仪和地图直观地表示地球。地图上标示有比例尺、经纬度、方向、相对高度、海拔（绝对高度）、等高线、地形图、地形剖面图、图例、注记（名称和数字），以及国家、民族、人口、国界（疆域）、地形、地貌、地势、生物分布、水源分布等。
地球的基本数据见下表所列。
表5.9地球的基本数据
平均公转半长径,公里
1.496×108
质量,克
5.976×1027
黄赤交角
23°26′21″.488
平均密度,克/厘米3
5.52
偏心率
0.0167
标准大气压,毫巴
1013
平均轨道速度,公里/秒
29.76
年龄,亿年
37.8（45）
赤道半径,公里
6378.140
扁率
1/298.257
磁场强度,高斯
0.31(赤道)
0.6(两极)
重力加速度,厘米/秒2
978.023(赤道)
983.218(两极)
公转周期,平太阳日
自转周期，天
365.256
1
地月距离,公里
地日距离,公里
38.4万
1.50亿
2、地球的基本组成、结构和化学成分。
如图所示，地球是由几个同心层组成的星球，有地核、地幔、地壳、水层、大气层和磁层，前面四层为地球的内部结构，后面两层为地球的外部结构。对地球内部的了解主要来自地震波。根据地震波的横波和纵波的传播速度的不同，可以了解地球的内部构造。
图5.44地震波和地球的结构
地表。地球表面叫做地表。地表有山脉、土石、水圈和生物圈存在。地球内部、海洋、大气层、生物一直处在运动之中。地表面积为5.1亿平方公里，其中陆地面积是1.49亿平方公里，约占29%（1/3），海洋面积是3.61亿平方公里，约占71%（2/3）。地球上的水资源，海洋占96.5%，淡水资源只有3.5%，其中陆地占3.47%，冰川占66.7%。地表由七大洲（七块陆地：亚洲、非洲、欧洲、北美洲、南美洲、大洋州和南极洲）和四大洋（太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋）组成。在地球自转作用和太阳、月球引力作用下，轻的上浮，重的下沉，逐渐形成了如今的状态。土壤是由矿物质、有机质、水分和空气四种物质组成的，有一定的肥力，是植物生长所必须的东西。水层是地球特有的，可能是地球形成时就存在了，这些水是从岩石里析出来的。地表的地质地形（土壤、岛屿、平原、高原、盆地、丘陵、山地、山脉、火山）、物产（矿产、森林）、气候（风雨雷电气温）、水文（海洋、江河湖海、水、冰川）、生物（动物、植物和微生物）、人文（农业、工业、商业等产业，人口、城市、交通）等形成了地理环境——自然环境和人文社会环境。地球每天都要接受数吨的地外尘埃和陨石，绝大多数都在大气层被烧毁了。根据测量可知，地球以每年约5厘米厚的速度膨胀着。有大量的火山地震活动、水运动（水流、波浪）、空气运动（气候变化、台风、风雨雪雷电、冷热、日夜等）。炁学提示：地核炁子使炁体变成炁粒、炁流和炁子，结果是使地球变大。地表是生物的生存空间。一切炁粒都是由炁体经过炁子阶段形成的，生物也不例外。火山爆发是生物形成的外在条件，水源是生物生存的基本条件，地球经络穴位是形成生物的内在条件。地表现象是在地球经络穴位之炁流作用下形成的，就像生物的经络穴位之炁流使生物形成了生物特有的形状。
地壳。也叫做地壁，厚约30多公里，主要成分是花岗岩和玄武岩。地壳（包括水和大气层）的化学组成：氧占49%（重量比），硅占26%，其次是铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢等。地球岩石标本显示其年龄最老的只有37.8亿年，地表岩石绝大部分小于6亿年。地球的突出特征是不停地活动着，是一个充满活力的星球，进行着地质演化的过程。地质学对地质活动进行了专门的论述。地壳形成后一直在变化，地壳活动一直不停，这是由于地球质量大，初期没有全球性熔融，内部蕴藏的大量内能没有及时释放，而且地壳比较薄，造成地壳的构造运动和岩浆活动，所以地壳活动不断。地壳活动有构造运动、岩浆活动、垂直运动和水平的板块运动。按照大陆漂移假说，认为地球的陆地原先是一个整体，周围是海洋，后来大陆出现裂缝，分裂成若干块，这个就是板块构造学说。炁学提示：人们通常以地壳年龄作为地球年龄，这是不对的。地球是永恒存在的，变化的只是地壳的新旧替换。约40亿年前，新地壳形成，现在的地表是在6亿年前形成的。之后最底层的地壳将融化成为地幔，而上溢到地表的地幔将凝结成新的地表，如此新旧地壳更替不止。西学只是认识了地壳炁粒，对地壳炁子不认识。地核一直在生产炁流，地球活动不会停止。
地幔。在地壳下面，是一种具有变形能力的弹性固体，有一定的可塑性，厚约2900公里，主要成分可能是同橄榄岩相似的超基性岩，密度从地壳处的3.3逐渐增加到地核处的5.6克/厘米3。炁学提示：此层应该叫做外地幔，是很粘稠的流体态物质，最外面一层是由地壳熔化形成的地幔，也叫做地膜。西学只是认识了地幔微粒——量子、原子、分子、离子等化学炁粒，还不认识地幔炁子。
地核。在地幔下面，半径为3400多公里。有外地核和内地核，外地核可能是液态的，因为地震波不能够通过，内核是固态的。地核主要由铁镍等金属物质构成。地核中心物质密度相当大，为13克/厘米3，中心压力可超过370万大气压。炁学提示：外地核应该叫做内地幔，其成分同外地幔是一样的，由化学炁粒和地幔炁子组成。内地核才是地核，是一个炁子球，其化学成分是炁子（地核炁子），没有化学炁粒，是流体态的，不是固态的。地核炁子球是地能（地炁）的产地，是地球所有活动的动力源泉。炁子核把炁体变成炁流和炁子，再把炁子传送到地幔、地壳，形成地球的内部活动。
地气。地球大气（大气层、空气层）仅次于金星，是由生物产生的，是一个富氧大气，质量约5.3×1021克，是地球总质量的万分之一。大气密度随高度增加而指数下降。按质量计，90%大气集中在地表15公里高度以内，2000公里以上几乎就没有大气了，逐渐过渡到星际空间，没有明显的上界。地表的大气的化学成分以氮氧为主，占99%（体积比）以上，其中氮占78%，氧占21%，其它的是惰性气体、二氧化碳、甲烷等。地球的富氧大气是长期演化的结果。一般认为行星现在的大气是火山活动使地球内部气体释放出来形成了第二代大气，第一代原始大气已经逃逸到空间去了。第二代大气主要由二氧化碳、甲烷和氨组成。地球大气是植物演化而成的第三代大气。水层孕育了生物，生物改变了大气的组成，导致现在的富氧大气。大气的密度、温度、压力、化学组成都随高度变化，分成比较明显的层次，分对流层、平流层、臭氧层、中间层、热层（85~500公里）、外大气层（逃逸层）和地冕层（1000公里以上），还分均质层（100公里内）和非均质层、中性层和电离层。一切天气现象都发生在对流层里。臭氧层是指地面上空10~50公里的空气层，在30公里的平流层处达到最高值，为10ppm。臭氧层能够吸收大量的太阳紫外光，大大地减少了太阳紫外线对生物的危害（太阳紫外线会导致皮肤癌，破坏人体免疫系统，妨碍作物生长），对恒定大气温度也有很重要的作用（使平流层保持高温而使地面低温），对环境学、医学和气象学有重要影响。外大气层的大气极稀薄，密度只有107个原子/厘米3以下。电离层能够反射无线电波以实现短波无线电通讯。地球的电离层可以分为D、E、F三层，一般情况下D层反射低频长波，E层反射中频无线电波，F层反射高频短波。在非均质层中，大气的重分子在下，轻分子在上。地冕层是外大气的一部分，主要由氢和氦组成，发出很微弱的辐射。炁学提示：影响地球气候的因素有西学的生产活动和星系的四季活动两个方面。星系活动对气候的影响是缓慢的、周期性的、比较稳定的、不可控制的，西学活动对气候的影响是快速的、线性甚至指数增长的、可控制的。地气物质是化学炁粒、炁子、炁流和炁体，西学只认识了化学炁粒，未认识炁体、炁流和炁子。星系的四季运动主要影响炁子和炁流，西学活动主要影响炁粒。
图5.45地球大气层的结构
地磁。利用行星际探测器测知，地球有磁场、磁层和辐射带。地面磁场是偶极场，地球就像一个巨大的磁铁。地磁轴与地球自转轴有11.5°的交角。赤道表面的磁场强度为0.29~0.40高斯，北极为0.61高斯，南极为0.68高斯。磁极位置有长期变化，1970年地磁北极位于北纬78.6°，西经70.1°处。根据地质的剩余磁性测定发现，磁极曾经发生过多次倒转，磁极倒转的原因未明。69万年前、253万年前、332万年前都曾经发生过地球磁极倒转现象。地磁形成的自激发电机假说认为地磁的成因一般来源于地球内部：地球内部原来有微弱的磁场。地球外核由导电率很强的熔融铁镍流体组成，液态金属在磁场里流动能够进行电磁感应产生电流和磁场，从而使地磁维持下来并且使磁场增强。但是这个理论没有得到最后肯定。地球内部物质运动的某种不稳定性，就会造成地磁的变化。1765年欧拉预言极移（地极移动）的存在，1888年德国的屈斯特纳观测到了极移现象。1891年美国的张德勒发现了极移的两个主要周期：周年周期和14个月的周期（也叫做张德勒周期、张德勒摆动），此外还有多种周期的极移。测得极移的振幅为±0.4角秒，相当于地面15米×15米的范围内。人们认为是由于大气运动、地球非刚体转动、冰盖融化、日月潮汐、海洋等作用导致的结果。炁学提示：星核是和量子相似的物质，可以看作是放大了的量子。量子生产的阴阳炁流是电场和磁场，星核生产的阴阳炁流是阴阳星炁，例如地磁场和地电场炁流等。地电被地幔和地壳转化为引力场、地热等，地球引力是由星幔和星壳引起的。地球把炁体变成阴阳五行炁流，阴炁流有阴地磁和引力炁流，阳炁流有辐射能和阳地磁。太阳生产的磁场是阴磁场，地球生产的是偶磁场，这应该是地壳作用的结果，因为磁场炁流总要寻找出入口。地极是炁体（地磁炁流）进出地球的出入口，地壳变化导致出入口发生变化即磁极变化甚至倒转是很正常的。磁极倒转是由于地壳把磁场炁流封闭了，地核就会转动。也许地核生产的磁场同太阳一样是单极的，确切地说应该是阳磁，由于地幔和地壳作用变成了双极磁场。
3、地球资源。
资源不外乎是炁体、炁粒、炁流和炁子四类。西学所认识和使用的资源是炁粒资源（例如煤、油、可燃气）和炁流资源（例如太阳能、地热、风能）。地球的自然资源大体上分为土地、矿物（煤炭、石油、煤气、金属和非金属等化学炁粒）、生物、水、空气、海洋、森林（柴草树）、地能（主要是指地热、地震、火山）几种。这些资源一般需要探测、开采、加工、转化才能使用。地球上有各种各样的运动，有地壳运动（火山活动、地震）、水运动（水流、波浪）、空气运动（气候变化。台风、风雨雪雷电、冷热、日夜等）、生物运动。这些运动也是我们能够利用的资源。
海洋资源：海洋中有丰富的资源，铀的含量达40~50亿吨，比陆地储量多4千倍，还有盐、镁、溴、碘、稀有元素、石油、天然气、锰结核（多金属结核）、金属软泥等其它丰富的化学资源，以及各种海洋生物资源，还可以用来进行海水养殖，开发航运、航线、海港，海浪能发电。
矿藏资源：矿产分布很不均匀。例如在中国，铁主要分布在辽宁、冀东、川西等地，西北很少；磷矿集中在川、滇、湘、鄂等省；煤主要分布在华北（占60%）、西北、东北、西南等地，山西、内蒙古、新疆、贵州等最集中；石油主要分布在东北、华北；天然气主要在西南。全世界煤的储量是石油的20多倍，约2万亿吨，我国有8千亿吨；中东石油占世界的一半以上，为492.6亿吨。全世界每年消耗的标准煤在100亿吨以上，绝大部分国家的能源需要进口。石油、煤气、煤深藏地下，需要探测才能够开采利用。探测技术有重力勘测、地震勘测、钻井勘测等常规勘测方法，有生物探矿、油气地表化探测（通过地下油气泄漏到地面引起土壤变化进行探矿，具有投资少、见效快、成功率高的优点）等非常规探测方法。目前的钻探采矿深度只有约10公里。
地球气候变化与气压带、风带、热带、温带、寒带等有关，直接原因是太阳的热炁流作用。其中气压带有赤道低气压带、副热带高气压带（回归高气压带）、副极地低气压带、极地高气压带，风带有信风带、西风带、极地东风带，热带有热带雨林气候、热带草原气候、热带季风气候和热带沙漠气候，温带有温带海洋性气候、温带大陆性气候、温带季风气候，寒带有冰原气候、苔原气候两种极地气候。这五带形成了大陆自然带，有热带雨林带、热带草原带、热带沙漠带、温带草原带、温带森林带、苔原带和冰原带等几大自然带，见下图。
图5.46地球的气压带、风带和洋流
4、地球的运动。
由于地球的转动——自转和公转，使地球所受到的太阳引力、光照和热等太阳炁流发生变化，形成了各种天文和地理现象，例如四季星空、气候、日夜明暗、温湿度等变化。
公转。地球绕太阳进行公转运动，公转周期为一年，约365天。由于日地距离为1.496×108公里，求得公转速度为29.8km/s。炁学提示：太阳的自转周期是27.275天，求得太阳炁流在地球处的自转速度是约400公里/秒（由于太阳自转，炁流速度与距离的3/2次方成反比，因此要比此值小些）。正是这个转动着的太阳炁流牵引着地球绕太阳公转。炁流作用有滞后性，所以太阳炁流以400km/s的速度只能够让地球以近30km/s的速度转动。同理，地月距离为38.4万公里，求得地球炁流在月轨处转动速度为28.37km/s。正是这个转动着的地球炁流牵引着月球绕地球转动，月球的公转周期为1月，约30天，公转速度为9km/s。
自转。地球自转周期是一天，西学分为24小时，易学分为12个时辰。地球半径为6378公里（赤道），求得赤道处的自转速度为0.46公里/秒。地球的自转轴叫做地轴，对着北极星的地轴叫做北极，另一端叫做南极。经线从本初子午线（通过英国伦敦格林威治天文台原址的经线为0°经线）算起，分东经和西经，各占180°。平行赤道的叫做纬线，从赤道为0°算起，分北纬和南纬，各占90°。这样就把地球分成了东半球、西半球、南半球、北半球四块了。经纬线形成了经纬网，可以确定地上任何一点的地理位置。地球自转一周是24小时，1小时转过的经度是15°。地球的实际时间叫做地方时，每15°经度为一个时区，共分24个时区。时区的中间线处的时间叫做区时。180°经线处为日界线，是一天的起点和终点。地轴与公转轨道面有66.5°的夹角（即与赤道面的夹角是23.5°），所以太阳直射点总是在南北纬23.5°之间变化，这个界线叫做南回归线和北回归线，而南北纬66.5°分别叫做南极圈和北极圈。极圈以上有极夜、极昼现象，形成南寒带和北寒带，中间地带形成了南温带和北温带。发现黄赤交角处于长期变化（摆动）之中，大约1百年减少47″，还要持续1万5千年，然后转为增大。地轴移动有岁差和章动。炁学提示：地球自转和公转的力量是太阳炁流对地球炁流的作用，具体见“总星系”一节关于天体转动机理的论述。
图5.47地轴
地表活动有地震和海啸。地震可以分为构造地震（断裂地震）、火山地震和陷落地震三类，分别占地震总次数的90%、7%、3%。构造地震主要出现在几条主要的地震带上，震源深度一般在60公里以内。深度为70~300公里的叫做中深源地震，深度在300~700公里的叫做深源地震。造成地震的原因有三种流行的假说：弹性回跳说（岩石被地球内部积累的应变能冲破形成断层后回跳复原，释放能量，引起地震）、岩浆冲击说（部分岩石熔融膨胀导致围岩破裂形成地震）和相变说（地下物质发生相变化，体积突然增加，引起地震）。发生在海洋底下的地震经常会引起海啸。而对地壳运动也有三种主要学说：大陆漂移说（由一整块古陆分裂成几块如今的陆地）、海底扩张说（海底地壳是新形成的）和板块构造说（地壳由六大板块组成）。这些地球活动经常会对地球上物质造成巨大的伤害。引起地震的原动力和引起地壳运动的力量是什么呢？这些能量来自哪里呢？情况未明。地球的厄尔尼诺现象是南美洲的厄瓜多尔一带沿海的海水温度随季节变化的现象，多发生在12月圣诞节前后。厄尔尼诺是圣诞海流、圣子的意思。根据报道，18世纪出现了4次比较大的厄尔尼诺现象，19世纪为12次，20世纪为20次以上，呈现逐年上升的发展形势。炁学提示：一切地球能量都是来源于地核炁子球生产的炁流。
5、地人关系——生物对地球的影响。
地球上的生物对地球环境产生了重大影响，人类对地球资源的破坏更大。人类对资源的大量开采，导致资源短缺和环境恶化。人类生产对大气层、土地和水的污染破坏已经严重到十分可怕的地步。
生物圈阐述了生物和环境之间的联系性。绝大部分生物集中在地上100米，水下200米之间，土里、水里、空中都有发现生物的影子。绿色植物通过光合作用把二氧化碳等无机物合成有机物，同时产生氧气，并且把太阳能保存下来。动物都是直接或者间接依靠植物生存的。植物身上的有机物是其他生物的食物，最后将还原成无机物，完成一个循环。生物同环境进行着炁粒和炁流（西学里说成物质和能量）的交换，改变了地质、大气圈、水圈、石圈等，使地貌发生了根本改变。合适的温度、光照和水环境，则生物容易生长，生物是适应环境而生存的。
食物链和食物网。太阳能是所有生命活动的能量来源。植物把光能存贮在植物体内进入生态系统，然后通过食物链传播开来，进行分配。能量在食物链中是单向流动的，每级只能够吸收其中10~20%的能量，其余的通过呼吸作用变成热量损失了。
生态系统和生态平衡。生态系统有四个基本组成部分：生产者（主要是绿色植物）、消费者（各种动物）、分解者（微生物）和非生物环境，进行着炁流和炁粒循环（西学里说“能量和物质循环”）。在食物链中，当炁粒与炁流（西学说是“物质和能量”）的输入和输出平衡时，叫做生态平衡，表现为生物种类和数量的相对稳定上。砍伐森林、开垦土地、工业污染、过度开采资源（垦荒毁林、开矿山、修河道、造水库、移山填海、改造沼泽、建设公路、种植园）等人类生产活动对地球的影响是十分巨大的，造成了环境的严重破坏，破坏了生态平衡，引起植被退化、土地沙漠化、水土流失、气候恶化等。环境保护已经成为我们当前的紧要任务。
6、地日关系——太阳对地球的影响。
太阳和地球之间没有直接接触，也没有炁粒交换，而是通过炁流对地球产生影响的。太阳产生的炁流，经过1AU的距离对地球产生作用。太阳炁流有太阳的引力炁流和斥力炁流，就是太阳的场、波、热、光和射线等炁流，例如太阳风、日冕磁力线、太阳引力、阳光、太阳激波、太阳的热能、太阳辐射能等。太阳是距离地球最近的恒星，由于太阳产生的能量（太阳炁流）十分强大，所以太阳是对地球产生影响最大的星球，太阳的光和热是地球获得的主要能源之一。太阳各层大气活动有11年的活动周期（体现在太阳黑子、耀斑、日珥、光斑、谱斑等11年周期变化），在活动高峰期，紫外辐射和射线粒子等太阳炁流突然增强，严重干扰地球的磁场和电离层，影响日地空间环境，导致地面短波通讯中断，影响人造卫星的发射和寿命，干扰地球气象。当太阳发生大耀斑时，高能炁流增加，例如紫外辐射能量增加1~2倍，x射线辐射能量增加10~100倍，结果是使地球的电离层电离度增大，导致电离层性能受到影响，引起电离层突然骚扰现象，使短波衰退（D层电离增强，吸收了短波）和信号突增（D层电离增强，长波吸收减少）。树木的年轮有约11年的变化，太阳活动强烈的年份则树木生长也快，明显与太阳的活动有关。
在太阳风的作用下，地磁场被压缩成羽毛球的形状，形成磁层。如图所示，R为地球半径，约6380公里。太阳风里的带电粒子被地磁俘获形成了辐射带，也叫做范阿伦带，避免了这些高能射线对地球生物的伤害。辐射带分内外辐射带，内辐射带在距地心1~2R之间，主要由高能质子（50MeV）和高能电子（大于30MeV）组成，外辐射带位于3~4R之间，范围可延伸到磁律50~60°，粒子能量小些。
图5.48地磁层和地球辐射带
7、地月关系——月球对地球的影响。
地月系是了解地月关系的学问。这是我们最熟悉和认识最清楚的行星系，也是跟我们的关系最密切的行星系。地月系是由地球和月球两个星球构成的星系，是最小星系的代表。通过地月系我们大体上可以了解其他的行星系。有2个以上卫星的行星系比较复杂，而且同我们的关系不大，所以下面我们只介绍地月系。
月球是地球唯一的天然卫星，是我们直接研究过的第一个地外星球，其它星球都是通过间接研究认识的，都是通过探测器、卫星、望远镜等进行研究了解的。因此月球是我们认识最清楚的第三个星球（第一个自然是地球，第二个是太阳）。1837年，马德雷尔在《月亮：一般的和比较的月面学》首次提出了月球是一个无水、无空气、无生命的世界的看法，并且提供了大量的月面图。1959年苏联发射第一颗月球火箭，其后苏美共向月球发射各种探测器多达60多颗。美国在1969年首次登陆月球，其后又成功登月5次。同大行星一样，月球也是由月核、月幔、月壳、月炁组成的，只是没有月气和没有明显的月磁，同火星、水星的结构比较相似。月球半径是地球的1/4，为3476公里，体积是地球的1/49，质量是地球的1/81.3（1.23%），平均密度是3.34克/厘米3。因此推断月球基本上是由岩石构成的，没有大的铁镍核。月面引力是地球的1/6。月震仪显示，月壳厚度约为60公里，下面是近1000公里的月幔，中心的月核可能有部分熔融状态。月球正面有12个重力异常区，这种质量集中的地方叫做重力瘤。重力瘤靠近月面，说明月球是一个坚硬的星球，而且早已经固化，否则会沉下去。月球没有大气，没有液态水，没有明显的磁场。月石标本显示没有水份，说明没有其它水存在。这些环境条件不适合生物生存。炁学提示：月核是炁子球，月幔和月壳的成分同其他星球相似，都是由化学炁粒和炁子组成的。
图5.49月球的结构
月球表面是一层尘埃和岩屑，所以热容量和导热率极低，昼夜温差很大，白天可达127℃，夜间可达－183℃。月球明亮部分叫做月陆。对月陆的月石标本进行放射性检测知道，月球的年龄约在41~46亿年。月壳和月面主要由月石组成。月石主要是斜长岩，是一种高熔点的石头，说明月球是由全球性的表面熔融状态的岩石冷却而成的。月球的黑暗部分叫做月海，但是没有水，被玄武岩熔岩填充，有22个，比月陆低3~5公里，比月陆年轻，约形成于31~39亿年前。20亿年前是月球火山活动期，形成了月海平原。月面有大量的环形山，是陨石撞击形成的，有些还有撞击形成的辐射纹，最长达1800公里，形成于39亿年前。月坑周围的碎石含有玻璃微粒，可能是岩石熔化又迅速冷凝形成的。月球上有一些山脉，最长的1000公里，最高的约9公里。月球处于长期的稳定状态，保留了早期的古老遗迹。炁学提示：可见月球曾经在星系的四季运动中被激活过，现在的月壳形成于46亿年前，之后还在39亿年和20亿年前发生过火山爆发而形成月海。下次的激发时间将发生在什么时候呢？已经平静了20亿年，估计也差不多开始了吧。
月球在绕地球进行公转运动。月球的绕地轨道是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上。月球轨道面与天球的交圆叫做白道。利用激光测距技术测得近地点是363300公里，远地点是405500公里，月地平均距离是384401公里。月球轨道面与黄道面倾角平均为5°09′。月球的公转周期是27.32天（27日7分43秒。以恒星位置为准），叫做1个恒星月。月球公转引起了地、月、日位置的变化，形成了月相和交食现象。月相有朔月、新月、上弦月、望月、下弦月，交食有月食和日食。日食是月球遮挡阳光的现象，此时电离层、地磁、气象、阳光、温度等会发生变化。月食是地球遮挡阳光的现象。日食有日全食、日偏食、日环食，月食有月全食、月偏食。交食周期也叫做沙罗周期，是古巴比仑人发现的，为223个朔望月（18年零11.3天）。1朔望月=29.5306平太阳日，它是日月地三者的会合周期。炁学提示：转动的地炁使月球绕地转动。地月的阴阳二炁形成地月炁子，把月球同地球牢固地结合成星系。
图5.50月相、日食和月食
月球有自转运动。自转周期与公转周期相同，约30天，所以月球总是以一面面对地球。西学对此的解释是由于地球对月球的摄动（潮汛作用）引起的。炁学提示：这是不正确的。月球的自转和公转同步是地球引力作用大于自转力的结果，而月球的重力瘤是导致引力作用大的原因，并不是摄动作用引起的。Ff是地风作用，Qq是地炁转动作用。在地球的引力场、地磁、地球自转使地球炁流转动这三种炁流的共同作用下使月球围绕地球进行转动。在这里引力起主导作用，因为月球有重力瘤存在，所以总是重力比较大的一面面对地球，使其公转和自转同步，月球自转不起来。由于没有地球风存在，所以没有地球风作用。地球的斥力主要是地磁场贡献的。月球公转力主要是由自转的地炁贡献的：月球的公转速度是1km/s，月球处地炁的转动速度为27km/s，就是说，地炁以27km/s的速度才使得月球以1km/s的速度转动。需要指出的是，月球绕地球转动与人造卫星绕地球转动的机理是不同的。人造卫星靠火箭提供足够的公转速度——切向推动力，而且还要经常利用人工修正其轨道，否则就会脱离轨道。然而没有人给月球转动力，而且它的轨道在变，在波动，但是却不会被地球吸引过去，也不会脱离地球而去。这是由于月球生产的阴阳二炁同地球生产的阴阳二炁形成了地月炁子。
图5.51月球的转动及其机理
摄动和潮汐。由于月球是距离地球最近的星球，对地球的引力作用很大。引力作用引起了大海的潮汐现象：白天的叫做潮，晚上的叫做汐。有液潮（海水潮）、固潮（地壳变化）和气潮（大气层变化）。我国古代已经发现了这种作用关系：“潮之起也，随月盛衰”（汉代王充《论衡》）。地球上的潮汐现象主要就是由于月球的吸引作用引起的。月球绕地球一周达到头顶的时间是24h50m，会引起两次**和两次低潮。一个潮汐周期平均为12小时25分，每天的**时间平均推迟50分钟，与月球公转周期每天推迟50分钟是一致的。这50分钟是月球追上地球炁流的闭合点需要多转13°所需要的时间（因为地球也在自转着）。太阳也会引起潮汐现象，虽然太阳质量大，但是距离比较远，因此月球的潮汐作用是太阳的2.2倍。我们很难单独观测到日潮，日潮主要是影响月潮，起到推波助澜的作用。理论上推测，在朔、望日，日月地连成一线，形成大潮；在上、下弦时，日月处于地球的两侧，则形成小潮。但是实际上小潮要推迟1~3天，大潮要推迟几小时。一般规律是，农历初一和十五过后2~3天是大潮，初七和二十二过后2~3天是小潮。潮汐使天体的自转速度变慢，直至与公转同步。月球的自转和公转周期相同，就是潮汐作用的结果。月球炁流还引起妇女月经现象：妇女经期为约28天，月绕地的周期也是约28天，这不是巧合，而是月球炁流作用的结果，所以也叫做月经来潮。炁学提示：月球与地球的引力作用形成摄动和潮汐不是使月球总是一面向着地球的根本原因，而是重力瘤的结果。炁流作用有滞后性，所以会出现潮汐推迟现象。