地球的重力(1 / 2)

地球的重力

1911年4月,利比裏亞商人哈桑在挪威買了12000噸鮮魚,運回利比裏亞首府後,一過秤,魚竟一下少了47噸!哈桑回想購魚時他是親眼看著魚老板過秤的,一點兒也沒少分量啊!

歸途上平平安安,並沒有人動過魚。那麼,這47噸魚的重量上哪兒去了呢?哈桑百思不得其解。後來,這樁奇案終於大白於天下。原來是地球的重力“偷”走了魚。

地球重力是指地球引力與地球離心力的合力。地球的重力值會隨地球緯度的增加而增加,赤道處最小,兩極處最大。同一個物體若在兩極重190千克,拿到赤道就會減少1千克。

地球本身有相當大的質量,所以也會對地球周圍任何物體表現出引力。拿一個杯子舉例,地球隨時對杯子表現出引力,杯子也對地球表現出引力。地球的質量太大了,對杯子的引力也就非常大,所以就把杯子吸引過去了。

重力並不等於地球對物體的引力,由於地球本身的自轉,除了兩極以外,地麵上其他地點的物體都隨著地球一起,圍繞地軸做勻速圓周運動。這就需要有垂直指向地軸的向心力,這個向心力隻能由地球對物體的引力來提供。

因為挪威所處緯度高,靠近北極,利比裏亞的緯度低,靠近赤道,所以地球的重力值也隨之減少。哈桑的魚丟失了分量,就是因不同地區的重力差異造成的。

造成這種差異的原因正在研究之中。2002年,美國國家航空航天局發射了雙子衛星,對地球的重力場進行了詳細測量,這有可能幫助科學家盡快找到這種引力差距的原因。

地球重力的地區差異也為1968年墨西哥奧運會連破多項世界紀錄這一奇跡找到了答案。這是由於墨西哥城的特殊的地理位置決定的。

墨西哥城恰好處在北緯20度,此地區海拔2240米,這一地區要比一般城市遠離地心1500米以上。運動員們平時接受體育訓練的地方地心引力相對較大,而比賽的地方地心的引力相對較小,所以運動健兒們才會奇跡般地打破了男子100米、200米、400米、4×400米接力賽、跳遠和三級跳遠等多項世界紀錄。

拓展閱讀

離心力是指由於物體旋轉而產生脫離旋轉中心的力,也指在旋轉參照係中的一種慣性力,它使物體離開旋轉軸沿半徑方向向外偏離,數值等於向心加速度,但方向相反。

地球的內部結構

地球是一個巨大的球體,它的內部究竟是什麼樣的呢?研究結果表明,地球內部可以分成好幾個同心圈層。

粗略地看,地球大致可以分為地殼、地幔、地核3個圈層。

地殼是地球外部的一層堅硬的外殼。地殼由各種岩石組成,除地表覆蓋著一層薄薄的沉積岩、風化土和海水以外,上部主要由花崗岩類的岩石組成,而下部則主要由玄武岩或輝長岩類的岩石組成。

地殼的平均厚度為33000米,我國西藏地區地殼厚達60000米至80000米,東部平原地區則為30000米。

地殼的密度隨著地殼的厚薄不同而變化,壓力自上而下由一個大氣壓增加至1300個大氣壓,溫度至底部增加到1000攝氏度左右。

地幔介於地殼和地核之間,可分為兩層。上層離地麵33千米至900千米,其物質成分除矽、氧以外,鐵、鎂顯著增加,鋁則退居次位。地幔壓力為50萬個大氣壓,溫度為1200攝氏度至1500攝氏度,物質狀態為固態結晶質,但具有較大的可塑性。下層離地麵900千米至2900千米,物質成分除矽酸鹽以外,金屬氧化物與硫化物,特別是鐵、鎳顯著增加,壓力為150萬個大氣壓,溫度為155攝氏度至2000攝氏度,物質狀態屬非結晶狀態。

地幔的體積占地球總體積的83%,質量占整個地球的66%。由於高溫高壓的結果,地幔物質常處於熔岩狀態,成為岩漿的發源地。

地核是指地幔以下到地球核心的部分。此處的地球中心壓力可達350萬個大氣壓,溫度約為3000攝氏度至5000攝氏度,在這樣的高溫,高壓下,地球中心的物質已不能用我們熟悉的“固態”或“液態”的字眼來表示,它可能是一種人們還不熟悉的物質狀態。這種物態的特點是在高溫、高壓的長期作用下,猶如樹脂和蠟一樣具有可塑性,但對於短時間的作用力來說卻比鋼鐵還要堅硬。

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所謂矽酸鹽,指的是矽、氧與其他化學元素,主要是鋁、鐵、鈣、鎂、鉀、鈉等結合而成的化合物的總稱。它在地殼中分布極廣,是構成多數岩石和土壤的主要成分。