地球周长:800公里=360°∶7。2°
计算结果,地球周长约为40000公里,这和我们今天所知道的数值极为接近。
埃拉特色尼的方法是正确的。至今,天文大地的测量工作,也还是根据这一原理进行的。不过,精确的测量不是靠太阳,而是靠某恒星的高度和方位来进行测量和推算的。
后来,又有人重做埃拉特色尼的实验,由于仪器精度不高所测得的结果为28800公里。但当时,人们迷信仪器的测量,相信这个与实际长度误差很大的数字。所以,一直到15世纪以前,西方人一直认为地球的周长只有28800公里。哥伦布采用的也是这个较小的数值。他错误地估计,只要向西航行几千公里就可以到达亚洲的东部。如果他当时知道了地球的真实大小也许就不会做那次冒险的航行了。
在近代大地的测量中,是利用恒星来测定地球某两地间子午线弧长的。只要精确测知一段子午线弧长,便会很容易地计算出地球的周长。这同埃拉特色尼的方法基本一致。
近年来,由人造地球卫星测得的地球大小更为精确。目前所采用的有关数值是:
地球赤道半径(a)6378。140公里
地球极半径(b)6356。755公里
地球扁率(a-ba)1/298。257
地球平均半径R(3a2b)6371。004公里
赤道周长(2πa)40075公里
地球面积(4πR2)510100934平方公里
地球体积(34πR3)10820亿立方公里
认识地球的基本形状和大小,在生产和科学研究上具有重大的实际意义。譬如,在大地测量中,高精度坐标系统的建立;在空间技术应用中,导弹和人造卫星飞行轨道的确定;在对地球内部结构和地球表面一些物理现象的认识,以及天体物理研究等方面,都必须掌握地球有关方面的各种精确数值方能进行。
地球的“体温”
人们常说,太阳带给我们光明和温暖。地球上的光明固然归功于太阳,但地球上的温暖却不都是由太阳那里得到的。地球和人一样,也有自己的“体温”。
我们都知道,由于阳光的照射,地表温度会随昼夜和季节而发生变化,从而使地球表面和表层受到影响。但是,在地球深处,太阳热量所产生的影响越来越小,以至消失。实验证明,太阳的照射只能影响地下十几米以内的温度,这部分地层叫做变温层。十几米以下的地层不再随昼夜和季节而变化,被称做恒温层。
那么,如果我们再往地层深处去,温度又会怎样呢?是不是还会继续保持恒温呢?
从很深的矿井和钻孔得到的资料表明,地球深处的温度是随着深度而增高的。从地壳深处冒出的温泉,水温可高达百度;而从地幔喷出的岩浆,温度则高达千度。我们把每深入地下100米,地温增加多少度,即温度随深度而增加的变化速度叫做“地温梯度”。
如果按照这个增温速度推算,地下100公里深处的温度将是3000℃,1000公里深处将是3万度,地心的温度则会高达20万度。地球如果真有这样的高温是不堪设想的。因为那样的高温条件,地球将不再是固体球,而会被汽化。多数人认为,地球内部温度最高不超过4000℃。还有人指出,地心温度必须小于8000℃,因为若超过这个温度,无论压力情况如何,地核的铁都会变成气体状态。所以,前面所列举的地温梯度的数值,只适用于一定深度。随着深度的增加,地温梯度值会不断减小。
至于地球内部的热能从何而来,对于这个问题,目前尚有争议。但一般认为可能来源于三个方面:第一,在地球形成过程中,由于尘埃和陨石物质积聚,位能(即势能)转化为热能而保存至今。第二,在地球分层过程中,由于较重元素如铁,不断渗入地心,重力位能转变为热能,而保存下来。第三,地球内部有镭、铀、钍等放射性元素,会在缓慢蜕变过程中释放热能,为地球不断补充“体温”。不管哪种意见,都认为地球靠它自身可以产生热能。
有人计算过,地球自身每年散出的热量,相当于燃烧370亿吨煤的热量,这个数字是目前世界产煤量的12倍。还有人估计,在地下10公里深的范围内蕴藏着300×1027卡热量,相当于目前世界年产煤所含热量的2000倍。
地球蕴藏着这么多的热量,如果用它发电、取暖,造福人类,岂不是天大的好事!这的确是很诱人的课题,目前很多国家已把开发地热能列入日程。
地球的里面
在这向你们讲述的是关于地球里面的事情。说得清楚一点的话,就是地球里都有些什么东西,这些东西处在一种什么状态下,它们是怎样分布的等等,即有关地球内部的结构、成分和环境等。
怎样才能了解地球内部的情况呢?最好的办法,就是钻到地球里头看一看,就像法国科幻小说作家凡尔纳写的《地心游记》那样。可惜科学幻想小说毕竟代替不了现实,到目前为止,人们还没有能力自由自在地钻到地球中心去活动。
按照目前的科学技术水平,我们采掘的矿井,最深能达到一两千米,我们的钻井一般深度也只有三五千米。为了特殊的目标打的超深钻井,最大钻探深度也不过万米左右。
可是,地球的半径有多少呢?足有6300多千米!对于6000多千米半径来说,一两千米、最多只有10千米的深度,就像我们吃苹果时,用刀子划破了的薄薄的苹果皮。苹果皮自然不能代替整个苹果,所以我们今天真的无法确切地知道地心深处到底是什么。