起点 · 海平面
深海
深度 200 m
阳光带
约 200 米是阳光带常用的下缘尺度。浮游植物利用光合作用,为表层海洋食物网提供能量;实际透光深度随水体清澈度、纬度与季节变化。
- 常用分区 0–200 m
- 表层食物网的能量来源
- 温度随纬度与季节变化
200 米处,光会突然消失吗?
不会。海水逐渐吸收与散射光线,红光通常比蓝光更早衰减。200 米是常用分区界限,能否进行光合作用还取决于水的清澈度、纬度和季节。
银色沙丁鱼型小鱼结群游动,鲭鱼与金枪鱼从不同距离经过。深色背部、浅色腹部、叉形尾鳍和各自的转向与摆尾帮助辨认体形;这些是远洋透光层代表类群的合成示意。画面将同一透光层中的不同深度压缩在一起,驻留读数指向约 200 米的下缘。
深度 1,000 m
暮光带
约 200–1,000 米之间,微弱的日光逐渐消失。生物冷光与沉降的「海洋雪」出现在黑暗里,上层有机物在此被摄食和分解,参与海洋的碳循环。
- 阳光残余 ≈ 0
- 多种生物具有发光能力
- 压强 ~101 bar
暮光里,生命为什么自己发光?
生物发光来自化学反应,可以参与捕食、防御和交流。海中常见蓝色光,因为它在海水里传播较远;并不是每个深海物种都会发光。
灯笼鱼的大眼、斧头鱼侧扁的身体和蝰鱼的细长轮廓出现在更暗的水层,腹侧点状发光器与水母、海洋雪一起建立暮光生态。鱼体和发光器被适当放大,供近距离观察。潜器照明只揭示附近环境,海洋并不会因为有发光生物就整体变亮。
深度 4,000 m
午夜带
日光无法抵达,背景海水约 2 °C。局地海底热泉却能喷出数百摄氏度的流体,化能微生物在这里支撑特殊食物网。更多深海环境仍依赖上方沉降的食物。
- 水温 ~2 °C
- 热泉流体 ~350 °C
- 压强 ~400 bar
没有阳光,热泉附近为何仍有生命?
部分微生物能够利用热泉环境中的化学能合成有机物,支撑局地食物网。热泉是海底的特殊地点,并不意味着整片深海都由热泉供能。
潜器靠近一片热泉烟囱,黑色矿物烟羽从喷口升起并向外扩散。浅色菌毯覆盖局部岩面,热泉虾与贻贝聚集在周围较冷的混合水域:化学物质为微生物提供能量,微生物通过被摄食或与动物共生支撑食物网。这里是典型热泉生态的合成示意,并非挑战者深渊谷底的复原,微生物个体不可用肉眼辨认。
深度 10,935 m
挑战者深渊
马里亚纳海沟南端,阳光无法抵达。潜器的探照灯照出沉积物、岩块和缓慢沉降的颗粒;光照之外仍是黑暗。极端水压下,端足类等生命依然存在。
- 代表深度 10,935 m
- 压强约 1,100 bar
- 深潜观测站点
一万米深处,为什么还有生命?
极端压力没有让所有生命消失。适应高压的微生物和端足类等仍能生存,食物可来自上方沉降的有机物。这里并不是已知深海鱼类活动范围的简单延伸。
离开午夜带的热泉观察点后,镜头沿有坡折的海沟岩壁持续下潜,越过约 4,000–6,000 米的深渊带,再进入 6,000 米以下的超深渊带,最后接近挑战者深渊的浅色沉积物。近处岩壁向上掠过,远处谷底逐渐靠近,建立深度与视差。过渡压缩了航行距离,也串联了不同地点的典型环境,不是一道垂直万米的悬崖。画面增加了便于辨认地形的辅助照明,并非深渊拥有自然日光;地形是观测场景示意。
地心
深度 6–7 km
莫霍面
继续向海床以下钻进,灰色的大洋地壳从身边掠过,前方进入上地幔。两种岩体之间就是莫霍面——地震波在这里改变传播速度。滚动跨越边界,也可切换总览查看位置。
- 大洋地壳约 6–7 km
- 大陆地壳约 35 km
- 由地震波识别边界
无法直接看见的边界,是怎样发现的?
地震波穿过不同介质时,传播速度与路径会改变。莫霍面附近的明显速度变化揭示了地壳与地幔的分界;它不是环绕地球的一条空隙。
默认镜头紧贴大洋地壳与上地幔的横切面向下移动,岩壁填满视野,近处岩脊与较远切面形成视差。实拍岩石材质用于表现颗粒和裂隙,不代表地下原位照片。需要比较整体层次时,点击“地层总览”查看海床、地壳与地幔的位置关系。
深度 100 ~ 410 km
软流圈
上地幔中能在漫长时间里缓慢变形的软弱层,以固态岩石为主,局部可能部分熔融。构造板块在其上方运动,每年移动几厘米——大约和你指甲生长的速度一样快。
- 深度 100–410 km
- 板块移动 2–10 cm/年
- 温度 ~1,300 °C
能“流动”的地幔,为什么仍是固体?
岩石在几秒的地震过程中表现为固体,在数百万年的持续应力下却能缓慢变形。软流圈以固态为主,局部可能部分熔融,不是一层托着大陆的岩浆海。
飞船经过一个局部部分熔融区:暗色固态岩体之间的橙红熔体缓慢变化,热光照亮邻近岩壁。熔体分布被放大以便观察,不表示软流圈是一层岩浆海,也不代表海沟下方普遍具有这样的剖面。约 1,300 °C 是教学代表值,实际熔融条件取决于压力、成分和含水量。
深度 660 ~ 2,891 km
下地幔
从约 660 km 延伸到核幔边界,构成地球体积的大部分。这里以高压固态矿物为主;地震波与高压实验帮助我们研究缓慢的物质运动与热量传递。
- 厚度 2,231 km
- 约占地球体积 55%
- 底部压强 135 GPa
没有钻探,我们如何认识数千公里深处?
地震波记录、地球质量与重力信息,加上高压实验和计算模型共同约束内部结构。这些方法相互检验,但仍无法把每一处深部结构画成确定的照片。
近距离下钻镜头保持在致密岩体中,沿程材质转为较暖的矿物色调。下地幔以固态为主,暖色不能理解为岩石全部熔化;更深处才跨越核幔边界,进入金属外核。
深度 2,891 ~ 5,150 km
外核
富铁的导电液体缓慢运动,与地球自转等因素共同维持地磁场。横波无法穿过、纵波路径发生改变,是判断外核为液态的重要地震学证据。
- 液态 Fe-Ni
- 发电机效应 → 地磁场
- 估计温度 ~4,000–6,000 °C
科学家凭什么说外核是液态?
地震横波无法穿过液态外核,纵波进入外核后会改变速度和路径。全球地震记录中的这些特征,是液态外核的重要证据。
跨越核幔边界后,岩体变成大范围流动的炽热金属。橙金亮带与较暗流纹持续变化,舱窗边缘映出暖色,突出外核的液态与高温。约 4,000–6,000 °C 是概略估计范围,随深度及模型变化;不是仪器实测值。热辐射的色彩、亮度和流速经过艺术压缩,橙色不代表岩浆,也不是真实可见光照片。
深度 6,371 km
内核
半径约 1,220 km 的固态铁合金核心。温度估计约 5,400 °C,巨大压力使它仍保持固态。6,371 km 标记地心深度;这片结晶表面是科学推断的可视化。
- 半径 ~1,220 km
- 估计温度 ~5,400 °C
- 固态 · 极高压力
比外核更热,为什么反而凝固了?
是否熔化同时取决于温度、压力与成分。地心的巨大压力提高了铁合金的熔化条件,因此内核虽然极热,仍以固态存在。
进入内核,流动纹理停住,变为稳定、致密的晶粒切面。明亮的金白热光保留晶粒明暗,表达极高温度;温度标注约 5,400 °C,同时强调极高压力下仍为固态。颜色和晶粒尺寸经过艺术处理,不能根据像素颜色反算温度,也不代表内核实际照片。
抵达地心 · 下行路线终点
大气
海拔 +10.7 km
民航巡航
民航客机的巡航高度就在对流层顶附近,舱外气温约 -56 °C,气压只有海平面的四分之一。这一高度仍然位于大气层内,距离太空还有很长一段路。
- 海拔 10.7 km
- 舱外 -56 °C
- 气压 ~25% 海平面
为什么客机喜欢在这一带巡航?
较稀薄的空气有利于降低阻力,许多天气过程又集中在更低的对流层。实际航高取决于机型、载重和天气,对流层顶高度也随纬度、季节变化。
低处的云与海面逐渐离开视野,天空仍然明显呈蓝色。舱外温度和压力是代表环境,并非当前航班的实时数据。
海拔 +25 km
臭氧层
臭氧浓度峰值出现在 20–30 km 高空,吸收掉阳光中大部分高能紫外线。它减弱了到达地表的有害紫外辐射。折算到地表气压,它只有 3 mm 厚。
- 峰值高度 20–30 km
- 吸收 UV-B / UV-C
- 折算厚度仅 ~3 mm
臭氧层是一张看得见的薄膜吗?
不是。臭氧稀疏地分布在一段高度范围里。“约 3 毫米”指把整柱臭氧压缩到规定温压后的等效厚度,不是天空中实际的厚度。
镜头继续越过稀薄大气。没有给臭氧画一层实体壳,因为它和周围空气混合,无法像地层切面那样肉眼辨认。
海拔 +80 km
中间层 · 流星
许多流星在这一带的大气中发光:高速进入的碎屑加热、激发周围气体,并不断烧蚀。中间层顶也是地球大气中最冷的区域之一,可低至约 -90 °C。
- 流星烧毁 ~80 km
- 最低温 ~-90 °C
- 夜光云 80–85 km
流星的光真的只是“摩擦起火”吗?
高速进入大气的小天体与空气发生碰撞,周围气体被压缩、加热并激发发光,物体也会烧蚀。亮迹包含气体和脱落物质的发光,不能简单等同于一颗着火的石头。
短促光迹划过地球弧线附近,强调进入大气的高速事件。尘埃尺寸和发光高度各不相同,示意流星不代表一场正在发生的流星雨。
海拔 +100 km
卡门线
国际航空联合会(FAI)采用的 100 km 太空界线。大气并没有在这里突然终止。越过这条线与进入稳定轨道是两回事,后者还需要足够的水平速度。
- 海拔 100 km
- FAI 认定太空起点
- 并非大气终点
飞过 100 千米,为什么还不算入轨?
高度只是条件之一。进入轨道还需要足够的水平速度,让飞行器持续下落时“错过”地面。亚轨道飞行可以越过卡门线,随后仍然落回地球。
地平线开始呈现明显弯曲,蓝色大气逐渐收成薄边。100 千米只是约定界线,大气不会在这里突然断开。
海拔 +100 ~ +300 km
极光
太阳风的带电粒子被地磁场导入两极上空,在 100–300 km 高度撞击氧与氮,激发出绿色与红色的光幕。强磁暴时,中纬度也能看到它们。
- 高度 100–300 km
- 氧绿线 557.7 nm
- 可绵延数千 km
为什么极光会出现不同颜色?
带电粒子把能量传给高层大气中的原子和分子,它们释放光时产生不同波长。氧的绿光与红光、氮相关的发光,以及发生高度共同影响颜色。
沿地球弧线升起稀薄光幕。亮度与观察视角经过调整,用来呈现高空结构;颜色不对应此刻的空间天气。
近地轨道
海拔 +408 km
国际空间站
空间站在约 400 km 的近地轨道运行,以约 28,000 km/h 绕地球飞行,约 90 分钟一圈。本旅程采用 408 km 作为代表高度,实际轨道高度会变化。
- 约 28,000 km/h
- 90 min / 圈
- 16 次日出 / 天
空间站里没有重力吗?
这个高度仍有很强的地球引力。宇航员与空间站一起绕地球自由下落,所以相对于彼此呈现失重;并不是飞出大气后重力就消失了。
空间站由真实 NASA 模型提供结构参照,太阳翼、桁架与地球弧线同时入画。场景采用代表姿态,不对应当前飞行位置。
地月系
海拔 +20,200 km
GPS 星座
GPS 卫星星座运行在中轨道,约 11 小时 58 分绕地球一圈。你的手机同时收到至少 4 颗卫星的信号,便可解算三维位置与接收机时钟偏差;实际精度受到环境和设备影响。
- 海拔 20,200 km
- 周期 ~11 h 58 min
- 至少 24 个基本星座位置
为什么定位至少需要四颗卫星?
接收机通常同时求解三个位置坐标和一个自身时钟偏差。卫星发来的精确时间让信号传播时长可以换算为距离;卫星几何分布、遮挡和大气传播也影响误差。
倾斜轨道上的多个卫星位置说明星座覆盖。卫星被放大方便观察,轨道线是图解辅助,不是太空里的实体轨道。
海拔 +35,786 km
地球静止轨道
在这个高度的赤道顺行圆轨道上,周期与地球自转同步——卫星相对地面停留在赤道上空一点,天线不必转动就能对准它。通信、气象、广播卫星都挤在这条环带上。
- 海拔 35,786 km
- 周期 23 h 56 min
- 轨道环 ~265,000 km
同步轨道和静止轨道是一回事吗?
地球同步轨道要求周期与地球自转一致;要从地面看似静止,还必须接近赤道上空的顺行圆轨道。倾斜或椭圆的同步轨道不会固定在天空一点。
镜头靠近展开太阳翼的通信卫星,远处保留地球与赤道环带。几何模型表现典型构造,并非某颗在轨卫星的工程复原。
距离 384,400 km
月球
月球到地球的平均距离是 384,400 km,光要走 1.3 秒。它是人类唯一踏足过的地外天体——共有 12 个人在这里留下过脚印。
- 距离 384,400 km
- 光行时 1.3 s
- 12 人登月
月球总以同一面朝向地球,是因为它不自转吗?
恰恰相反:月球自转一圈的时间与绕地球公转一圈相近,这种同步让同一半球大致面向我们。背面也有昼夜,并不是永远黑暗的一面。
明暗交界突出撞击坑与月海,球面纹理提供真实地貌线索。月相由太阳、月球和观察者的几何关系决定,这里采用便于阅读表面的照明。
太阳系
距离 1 AU
太阳
一个天文单位,即日地距离。阳光走到地球需要 8 分 20 秒;光球温度约 5,500 °C。太阳一家就占了太阳系总质量的 99.86%。
- 1 AU ≈ 1.496 亿 km
- 光行时 8 min 20 s
- 质量占比 99.86%
为何太阳系里几乎所有质量都在太阳?
太阳系形成时,大部分物质聚集到中心,形成太阳。行星虽然在图中十分醒目,合计质量仍远小于太阳;轨道半径和天体大小必须分别压缩才能同时展示。
太阳的发光表面与八颗行星的轨道共同入画。行星大小、相互距离和太阳日冕亮度采用不同的显示比例,不能直接用像素计算真实尺寸。
距离 30 AU
海王星
30 个天文单位外,行星太阳系的边缘。旅行者 2 号飞了 12 年才在 1989 年抵达,拍下一颗刮着 2,100 km/h 飓风的深蓝色星球。
- 30 AU
- 旅行者 2 号飞行 12 年
- 风速至 2,100 km/h
“冰巨星”意味着它是一颗冰球吗?
“冰巨星”描述的是成分与形成背景。海王星外层主要是气体,内部的水、氨、甲烷等处于高温高压环境,不能理解成地表冰块堆成的球。
近景保留蓝色大气层与明暗边缘,远景轨道提示它在太阳系中的位置。纹理经过可视化增强,蓝色的饱和度不等同于肉眼观测的严格色标。
距离 50 AU
柯伊伯带
海王星轨道外、主要位于约 30–50 AU 的冰质天体环带,是冥王星和众多小天体的家园。新视野号 2015 年飞掠冥王星、2019 年飞掠柯伊伯带天体「天涯海角」。
- 主体约 30–50 AU
- 冥王星 · 天涯海角
- 新视野号 2015 / 2019
穿过柯伊伯带,需要躲开密集冰块吗?
真实天体之间距离非常大,柯伊伯带不是电影里拥挤的障碍场。近处几块冰质天体被特意放大,它们的密度不能作为飞行风险或真实间距的依据。
由行星转向不规则、带撞击痕迹的小天体;远处稀疏的环带表达总体分布。表面细节是典型冰岩混合体的示意。
距离 ≈ 165 AU
旅行者 1 号
人类最远的造物。它 2012 年穿过日球层顶进入星际空间,这里用约 165 AU 作为尺度示意,实际距离随时间增长,无线电信号要走近一整天才能回到地球。
- 距离 ~165 AU
- 信号延迟 ~23 h
- 飞离速度 17 km/s
进入星际空间,等于离开太阳系吗?
旅行者 1 号跨越了太阳风主导区域的边界——日球层顶,但太阳的引力影响与遥远冰质天体分布延伸得更远。“太阳系边界”取决于你讨论的是哪一种边界。
白色抛物面天线、金色仪器舱与长杆重建探测器的典型轮廓。本站距离为固定教学尺度,最新距离需要查看任务数据。
尺度 ≈ 100,000 AU
奥尔特云
理论上包围太阳系的稀疏冰质天体云,从几千 AU 一直延伸到约 100,000 AU——外缘已接近 1.6 光年,但仍未抵达最近的恒星。长周期彗星从这里落下,还没有任何探测器到过。
- 范围 ~2,000–100,000 AU
- 外缘 ≈ 1.6 光年
- 长周期彗星之源
奥尔特云被直接拍到过吗?
还没有得到它的整体直接观测图像。它主要由长周期彗星的轨道分布与动力学模型推断而来,边界和总天体数都有较大不确定性。
稀疏球壳中的亮点表达假说中的分布。转场飞船与星光拉伸属于叙事效果,不是已经实现的航行技术,也不是亚光速观察的精确相对论模拟。
银河系
距离 4.24 ly
比邻星
离太阳最近的恒星,一颗 4.24 光年外的红矮星,至少拥有一颗类地行星比邻星 b。以旅行者 1 号的速度飞过去,大约要 75,000 年。
- 距离 4.24 ly
- 旅行者需 ~75,000 年
- 行星比邻星 b
最近的恒星,也能很快抵达吗?
4.24 光年表示光在真空中也需要约 4.24 年。现有深空探测器远慢于光速;“最近”是相对其他恒星而言,并不等于适合近期往返旅行。
红矮星与一颗近轨道行星作为尺度参照。行星的表面纹理是想象示意,不能据此断言比邻星 b 有陆地、海洋或生命。
距离 26,000 ly
银心方向
太阳系以约 230 km/s 绕银心公转,一圈约 2.3 亿年——恐龙出现至今,太阳刚好带着我们走完一圈。
- 距银心 26,000 ly
- 公转 230 km/s
- 1 银河年 ≈ 2.3 亿年
银河中心的黑洞把整座银河吸住了吗?
银河系的运动由恒星、气体、暗物质等共同产生的引力决定。中心超大质量黑洞在近邻区域十分重要,却不是整座银河唯一的引力来源。
镜头逐步拉开,核球与旋臂从星群中显现。可见的暖色亮核主要表现密集恒星,绝不是把黑洞本身画成一个发光球。
尺度 100,000 ly
银河系全景
我们的星系直径约 10 万光年,包含数千亿颗恒星,是一个棒旋星系。太阳系位于猎户臂上,从外面看,它只是旋臂间一颗不起眼的亮星。
- 直径 ~100,000 ly
- 数千亿颗恒星
- 太阳位于猎户臂
身在银河里,如何知道它的全貌?
我们把恒星位置、距离、运动及多波段气体观测拼合进模型。银河外观图包含推断成分;由于我们没有飞到银河外给它拍照,旋臂细节仍会随研究更新。
立体星点、薄盘、核球与暗尘带共同表现棒旋星系。太阳定位点是地图标记,亮度被放大;普通恒星在这一尺度上无法作为独立小太阳显示。
距离 254 万 ly
仙女座星系
离银河系最近的大型旋涡星系,暗夜中肉眼可见为一小片光斑。它正以 110 km/s 向我们靠近,两者未来是否发生碰撞、何时碰撞仍存在不确定性。
- 距离 254 万 ly
- 接近速度 110 km/s
- 未来是否碰撞尚不确定
我们看到的是现在的仙女座吗?
它的光大约旅行了 250 万年才到达我们。天文学中的“看得更远”也意味着“看得更早”,这一延迟不表示我们能够在当前时刻直接观察它的近况。
仙女座以倾斜星盘呈现,旁边逐渐缩小的银河帮助建立相对尺度。两者未来相遇的概率与过程需要动力学研究,不能从静态构图推算。
本星系群
JOURNEY COMPLETE
上行终点 · 你已抵达本星系群
从这里回望,太阳系只是一个像素。一个由约 80 个星系组成的引力束缚集团,横跨约 1,000 万光年。
认识本星系群 ↗已抵达上行路线终点 · 站点阅读记录单独保存