地球个头大小怎么量

世界上第一个测量地球大小的人是古代希腊天文学家埃拉托色尼，他是在亚历山大城长大的。在亚历山大城正南方的785千米处有一个叫塞尼的城市，塞尼城中有一个非常有趣的现象：每到夏至那天的中午12点，阳光都能垂直照到城中一口枯井的底部。也就是说，在夏至那天的正午，太阳正好悬挂在塞尼城的天顶。

虽然塞尼城与亚历山大城大致处于同一子午线上，但亚历山大城在同一时刻却不会出现这样的景象，太阳总是处于稍稍偏离天顶的位置。在一个夏至日的正午，埃拉托色尼在城里竖起一根小木棍，测出太阳光线与天顶方向之间的夹角是7．2°，相当于360°的1／50。

鉴于太阳与地球之间遥远的距离，太阳的光线可以近似地被看作是彼此平行的。埃拉托色尼根据有关平行的定理得出了∠1等于∠2的结论。

在几何学里，∠2被称作圆心角。根据圆心角定理，圆心角的度数等于它所对的弧的度数。因为∠2+=∠1，所以∠2的度数也是360°的1／50，所以，图中表示亚历山大城和塞尼城距离的那段圆弧的长度，应该等于圆周长度的1／50。也就是说，亚历山大城与塞尼城的实际距离，正好等于地球周长的1／50。

由此可知，测出亚历山大城与塞尼城的实际距离之后，再乘以50，就可以得出地球的周长。埃拉托色尼计算的地球周长为39250千米。

由于这个计算结果是按照大地是球状的假设来运算的，而且得出的数字大得惊人，所以没有人相信。从此以后，对大地的测量和计算在相当长的一段时间内在欧洲中断了。

公元8世纪初，我国唐代天文学家张遂曾亲自指导和组织了一次规模庞大的大地测量。测量的范围北起北纬5l。附近，南至北纬17。附近，围绕黄河南北平地这个中心，在全国13个点用传统的圭表测量法对各地冬夏至、春秋分的正午日影长和漏刻昼夜分差进行了测量。此外，张遂还对各点的北天极高度（即当地的纬度）进行了实地测量。例如，在河南省平原地区，他测得该地一纬度的经线的弧长约为129．4l千米。它与现代测算的北纬34．5°地方的子午线一度弧长110．6千米相比，相差20．7千米，相对误差为18．7％。

18世纪时，法国科学院曾派出两个大地测量队，一个队去了南美洲的赤道地区，另一个队到了瑞典的拉普兰，两队分别测定两个区域里的经线一度的长短。结果证实：地球上经线一度的长度在赤道要比在极区略短些，这说明地球是个扁球体。

科学家们从19世纪以来又对地球的大小进行了无数次的测量和计算。前苏联学者克拉索夫斯基和他的学生在前苏联、西欧和美国等地进行弧度重力测量后所得出的数值，在当时是较为精确的。

由于近年来测量技术不断进步，人类已获得了对地球测量的各种方法。特别是利用宇宙飞船和人造卫星进行测量，能够使人们获得更为精确的地球数据：地球的赤道半径是6378．140千米，极半径是6356．755千米。赤道半径和极半径之差同赤道半径之比是l：298．25。如果按照这个扁平率做成一个半径为298．25毫米的地球仪，极半径与赤道半径只有1毫米之差，这样一来，就像一个真正的圆球了。

运用现代科技测量出的相关数据显示：地球的经线圈周长约为40000．5千米，赤道周长大约是40075．5千米，整个地球的质量约为600000亿亿吨，表面积约为5．1亿平方千米，体积约为10830亿立方千米。“造’’山之谜

地理学家大致认为，地块必须至少高达海拔三千英尺，在地形上才算是山。例如，我们说珠穆朗玛峰高二万九千零二十八英尺，就是说高出海平面二万九千零二十八英尺。实际上它位于内陵，离海岸很远，比邻接的西藏高原仅高出约一万五千英尺。

地质学家把山字的意义加以精确的规定。他们从结构上给山下定义，说山之所以为山，是归因于地质结构，而不是归因于高出海平面。有一些形似平原或高原的崎岖高地，例如西藏那些高地，自然是“像山”，但并不是由于地质学上所谓造山运动形成的。另一方面，在加拿大及其他地区，有些低平的岩面，却是真正的山。它们现在很矮，那是因为受损蚀，快到地平面了。但它们仍然称为山，因为它们的基层地质结构符合山的定义。在海面下也有真正的山，例如中大西洋山岭。

为什么会有山？山又为什么会坐落在目前的位置？想彻底了解眼前所见的地球面貌，必先了解地球内部的性质，和地下几千英里处那股强大力量所起的作用。

多少年来，一般都以为我们这颗行星是一层薄壳包裹着面的熔融体。真是这样的话，地球自转所产生的内部浪潮就会极强烈，到最后可能使地壳破裂，尽管地壳坚硬得足以顶住这种动力，内部摩擦也可能使地球停止自转。想一想十九世纪英国科学家基尔文勋爵转动两枚鸡蛋，一枚是生的，一枚是煮熟的。生鸡蛋内部为流体，旋转的时间短得多。

假定我们这颗行星是一枚熟透了的大鸡蛋，基本上是个固体，只是构造不均匀，说得确切点是由几个同心“壳”或环带构成。环带间的界限至为清楚分明。

岩石在地面下越深，热度越高。平均来说，每深六十或七十英尺，热度则增高华氏一度。压力通常能使物质的熔点升高，因此，深处的岩石虽然遇到足以熔化的高温，但在高压力之下仍然是固体。

一般而言，地球内部分成许多层：上地壳、下地壳、上地幔、下地幔；中心是地核。上地壳厚度在各大陆下最薄处只有二十英里左右，在海洋下只有四英里。

上地壳虽只是包着地球其他部分的一层溥膜，却是重要无比。地壳因为有坚硬的岩石结构而相当稳定。地壳上部接触大气，地壳表面提供生物生存的条件。波澜壮阔的演化过程一直在这里进行，从在原始海里浮游的单细胞生物演化到能在陆上活动也能爬山的人类。不管是在地面之上还是在海面之下，山确实是地壳上的天然现象。

下地壳叫做岩石圈，约厚六十至一百英里，分成几个不同板块，各大陆就在板块上面。岩石圈之下是地幔，地幔上部约厚四百英里，是半熔融体，称为软流圈。再下面就是地幔较坚硬的一层，约厚一千七百英里。

最后在地球的中心是地核，厚二千七百英里，也分成两层，外层是流体，内层坚硬，而两层都是由铁及镍构成。地核的温度估计为华氏七千度至八千六百度。压力比地球表面高三百五十万倍。无论如何，千万别以为地壳以下的地球内部是类似水泥块那样结实的东西。

造山运动包括地壳的扭曲和弯折，以及地壳表面或其附近岩石的塌陷和喷发。这可能是一个连续不断的过程。阿尔卑斯山脉、喜马拉雅山脉、安第斯山脉、珞矶山脉及世界其他大山脉，并不是在地质史上某一段时间发生单独一次灾变而隆起的。这些山脉都是地壳内部经过长时间缓慢挤压而逐渐形成的。这种活动称为“地壳运动”。高山、深海、低洼沼泽、一望无际的草原、悬崖、峭壁、峡谷等等，所有这些不同的地形，主要都是地壳运动的结果。

最高的大山上有许多地方可以看出，海底某些部分已经升为陆地。阿尔卑斯山脉、安第斯山脉、喜马拉雅山脉及许多其他山脉间，在石灰石、砂岩及页岩里发现的化石，证明了这一点。什么原因使海底升到这样高？这个过程必是在巨量泥沙被冲人海洋的低洼海槽时开始的。随着构成地壳的板块移动，这些沉积物开始褶皱逐渐升到海平面以上。在其他地区，海底下面的热岩浆向上涌出，使海底升高。这些造山运动过程，持续亿万年，直至原来海底的某些部分成为高地。然后，遭受风化作用与侵蚀作用，把山摧毁，又把碎石岩屑再度冲入海。沉积物填塞盆地后，再次升高。在永无穷尽的循环下，山便这样诞生及毁灭。

升高的原因是什么？一种解释是均衡原理。推倒一个积木搭成的塔，积木就乱成一堆，有的积木压在其他积木上面，有的散在周围，端视积木的大小、形状、位置、重量、角度及跌落时速度而定。在地心引力使积木保持平衡，从而达成均衡状态之前，积木会不停地找平衡。

地壳的不同部分以不同方法想达到均衡状态。在某些地方，地壳的两个板块相遇而相互挤压时，产生极强会聚压力，使地壳上升和褶皱。喜马拉雅山脉、阿尔卑斯山脉及安第斯山脉都是板块压力造成的“褶皱”山脉。

有时板块压力是背向而行的。地壳板块彼此移开时，岩石裂分为巨块，有些向旁移动，有些向上划向下移动。这种地壳破裂称为“断层作用”。这样形成的山称为“断块”山，例如加里福尼亚州的内华达山。

在地壳活动强烈的地区，沿着断层线或脆弱地带，地球表面可能发生剧烈移动。这种地质现象的显著实例是加州的圣安底斯断层，以及起自死海附近贯穿东非的大峡谷。

有时地壳断层作用或褶皱作用并不强烈，轻微的褶皱却会形成好像巨大水疱似的地形，称为“穹形”山。英国湖泊区的山岳及南达科他州的黑山就是这类山的实例。

前面已经提到，由地球表面往下，温度渐增。由于下地壳及地幔层的岩石受到极大压力，除非把这压力减低，否则岩石不会熔化。在断层或地壳断口的地方，压力减轻了，接近表面的岩石就成为熔融的岩浆。这是一种黏滞的矽酸盐熔化物，可能像蜜糖似的流出地面，还会在地面上流动。

在有断层以及断口的地壳脆弱地点，火山可能会爆发，喷出的熔岩、浓烟与气体，冲上云霄。另一方面，海底喷出的热进入海洋，消散在数千立方里的海水中。热也可能造成断层，或逐渐把广大地区的岩层向上推升。

目前的主要地震带及火山活动地带，也正是幼年山脉出现的地区。现有的幼年高山，有些年龄还不足五千万年。阿尔卑斯山以及从中亚细亚帕米尔高原伸展出去的几条大山脉，年龄不过四千万年。如果我们能把地球历史紧缩起来，就会看到地质上千变万化的情景。震撼大地的山峦起伏的情形，一如怒海波涛那样汹涌。火山为何会“死亡"

火山进入老年期，就不再喷出碉浆火焰，但会形成温泉和冒泡泥塘，其内部结构或会暴露于地面。火山喷发所塑造的地形，最壮观的莫如巨大的圆形破火山口，那是古代大型火山爆发留下的遗迹，直径往往以数十公里计。

新西兰陶波湖就是典型的破火山口。两千年前，熔岩不断在一座巨大休眠火山内积聚，终于在公元一八六年爆发。由于威力强大，整个山峰中部塌陷到岩浆房内。直插云霄的高山消失，剩下一个大湖，四周是低矮峭壁，标出火山口崩塌的边界。

公元前一六四五年前后，希腊桑托林岛发生大规模爆发，把古代城市阿克洛提里化为灰烬，岛的中部塌陷。该岛可能就是传说中的阿特兰提斯岛（柏拉图说是海浪吞没的）。现今的桑托林由一圈小岛组成，即爆发后破火山口的外缘。泻湖内有一座新生的火山。

活火山沉寂下来时，常出现喷气口、温泉、泥潭等，大多位于破火山口内。温泉是地下水下渗遇到炽热的岩浆，受热涌上地面形成的。若地下水所受的温度和压力较高，水温达到沸点，蒸汽和热水从地下激射出来，就形成间歇泉。黄石公园的老信徒间歇泉，大约每一小时十五分钟喷一次热水和蒸汽；间歇的时间，供蒸汽在岩层间积聚压力。

由于表层岩石起隔热作用，火山深处的熔岩也许要几百万年才能冷凝。

休眠火山最终会熄灭，变为死火山，但地处活动板块边缘的火山随时可能死灰复燃。死火山受风化侵蚀，把火山灰和较软岩石剥蚀殆尽，露出内部塞满了凝固岩浆的火山筒。火山筒是岩浆流往火山口的通道，筒内充填物称为火山栓。由于岩浆凝成的岩石一般十分坚硬，不易风化，四周的岩石剥蚀掉后，老火山的火山筒和火山栓就凸出地面。

因著名电影《第三类接触》而出名的美国怀俄明州魔塔山，就是个火山栓。原来的火山长期风化，把较软的岩石侵蚀掉，剩下火山筒内凝固的结构：熔岩冷却时收缩，形成六角柱状的玄武岩。

熔岩流形成的柱状玄武岩较火山更为多见，如北爱尔兰的贾恩茨考斯韦角。岩柱像风琴管子，一个挨一个垂直熔岩流排列着。这类熔岩通常不是火山喷出而是从地面裂缝涌出来，覆盖大片土地。熔岩层层相叠，可能构成玄武岩高原。占印度面积五分之一的德干高原，就是大规模熔岩流造成的。

熔岩从岩石裂缝或岩层较弱处向上流，往往到不了地面而在地下凝固。在竖向岩缝中凝固成坚硬的岩壁，宽阔笔直，不易风化。美国新墨西哥沙漠中一堵岩壁从希普罗克峰伸出，长达十五公里。

岩浆若涌入水平岩缝，则冷凝成岩板，称为岩床。英格兰北部的暗色岩床原本在地下，其表层较软岩石风化剥蚀掉后，岩床露了出来，成为长长的陡崖。古罗马人以此作为英格兰与苏格兰之间的天然屏障，并沿其顶部修筑了部分哈德良长城。

熔岩流进沉积岩层有时会把岩层向上顶，形成蘑菇状的岩盘。若熔岩涌进一层层沉积岩中，就形成相叠的岩盘。美国蒙大那州朱迪斯山脉的形状，即由这类岩盘构成。

每座火山下都有一个容纳岩浆的空间，称为岩浆房，岩浆地下冷却，通常形成结晶岩石，例如花岗岩，称为岩基。由于地壳活动和风化作用，其表层岩石消失，露出岩基。在康沃尔，从岩浆房分支出来的花岗岩圆形岩株，露出地面，形成高原沼地，例如博德明沼地。美国加州的内华达山脉本为巨大岩基，表层风化消失才露出地面，成为绵互的山脉。约塞来蒂谷的花岗岩壁，不过是其小部分受冰川切割而成的地形。