我們腳下的大地是個(gè)碩大無比的球體，這個(gè)巨大的球體到底有多“重”呢?
地球那么大，用普通的秤稱地球的質(zhì)量，那是不可思議，也是不可能的。首先，世界上沒有這樣一桿能稱得起地球的巨秤。其次，誰也無法拿得起這桿秤。就算有一個(gè)力大無窮的大力士能提得起地球，也無法稱我們的地球，因?yàn)槟莻�(gè)能夠拿得起地球的人，站在什么地方去稱地球呢?總不能站在地球上稱地球吧!
英國科學(xué)家卡文迪許經(jīng)過深入研究，認(rèn)為利用萬有引力定律才是唯一可行的辦法。可是，在實(shí)驗(yàn)室里采用這個(gè)方法是極困難的，當(dāng)時(shí)沒有精密的速度測(cè)量儀器，測(cè)量中失之毫厘，結(jié)果謬以千里。怎樣才能提高儀器的精確度呢?1750年，英國19歲的科學(xué)家卡文迪許向這個(gè)難題發(fā)起了挑戰(zhàn)。
那么，他是怎樣稱出地球的質(zhì)量的呢?卡文迪許是運(yùn)用牛頓的萬有引力定律稱出地球質(zhì)量的。根據(jù)萬有引力定律，兩個(gè)物體間的引力與兩個(gè)物體間的距離的平方成反比，與兩個(gè)物體的質(zhì)量成正比。這個(gè)定律為測(cè)量地球提供了理論根據(jù)�？ㄎ牡显S想，如果知道了兩個(gè)物體之間的引力和距離，知道了其中一個(gè)物體的質(zhì)量，就能計(jì)算出另一個(gè)物體的質(zhì)量。這在理論上完全成立。但是，在實(shí)際的測(cè)定中，必須先了解萬有引力。
卡文迪許通過兩個(gè)鉛球測(cè)定出它們之間的引力，然后計(jì)算出引力常數(shù)。兩個(gè)普通物體之間的引力是很小的，不容易精確地測(cè)出，必須使用很精確的裝置。當(dāng)時(shí)人們測(cè)量物體之間引力的裝置用的是彈簧秤，這種秤的靈敏度太低，不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求�？ㄎ牡显S利用細(xì)絲轉(zhuǎn)動(dòng)的原理，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)定引力的裝置。細(xì)絲轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，就能計(jì)算出兩個(gè)鉛球之間的引力。然后，計(jì)算出引力常數(shù)。但是，這個(gè)方法還是失敗了。因?yàn)閮蓚�(gè)鉛球之間的引力太小了，細(xì)絲扭轉(zhuǎn)的靈敏度還不夠高。靈敏度問題成了測(cè)量地球質(zhì)量的關(guān)鍵�？ㄎ牡显S為此傷透了腦筋。有一次，他正在思考這個(gè)問題，突然看到幾個(gè)孩子在做游戲，有個(gè)孩子拿著一塊小鏡子對(duì)著太陽，把太陽反射到墻壁上，產(chǎn)生了一個(gè)白亮的光斑。小孩子用手稍稍地移動(dòng)一個(gè)角度，光斑就相應(yīng)地移動(dòng)了一段距離�？ㄎ牡显S猛然醒悟，這不是距離的放大器嗎?靈敏度不可以通過它來提高嗎?于是，卡文迪許在測(cè)量裝置上裝上一面小鏡子。細(xì)絲受到另一個(gè)鉛球微小的引力，小鏡子就會(huì)偏轉(zhuǎn)一個(gè)很小的角度，小鏡子反射的光就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)相當(dāng)大的距離，就能很精確地知道引力的大小。
利用這個(gè)引力常數(shù)，再測(cè)出一個(gè)鉛球與地球之間的引力。根據(jù)萬有引力公式，計(jì)算出了地球的質(zhì)量，即為60萬億億噸。
現(xiàn)在，美國華盛頓大學(xué)貢德拉赫教授領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組，已正式向美國物理學(xué)會(huì)提交了一份研究報(bào)告，宣布地球質(zhì)量為5．972×10。。千克，比卡文迪許的計(jì)算要輕些。
地球有多大歲數(shù)
地球到底有多大歲數(shù)?從人類的老祖先起，人們就一直在苦苦思索著這個(gè)問題。
瑪雅人把公元前3114年8月13日奉為“創(chuàng)世日”；猶太教說“創(chuàng)世”是在公元前3760年；英國圣公會(huì)的一個(gè)大主教推算創(chuàng)世時(shí)間是公元前4004年10月里的一個(gè)星期日；希臘正教會(huì)的神學(xué)家把“創(chuàng)世日”提前到公元前5508年。著名的科學(xué)家牛頓則根據(jù)《圣經(jīng)》推算地球有6000多歲。而我們民族的想象更大膽，在古老的神話故事“盤古開天地”的傳說中，宇宙初始猶如一個(gè)大雞蛋，盤古在黑暗混沌的蛋中睡了1．8萬年，一覺醒來，用斧開天辟地，又過了1．8萬年，天地形成。即便如此，離地球的實(shí)際年齡46億年仍是差之甚遠(yuǎn)。
人們是用什么科學(xué)方法推算地球年齡的呢?答案是天然計(jì)時(shí)器。
最初，人們把海中積累的鹽分作為天然計(jì)時(shí)器。認(rèn)為海中的鹽來自大陸的河流，便用每年全球河流帶人海中鹽分的數(shù)量，去除海中鹽分的總量，算出現(xiàn)在海水鹽分總量共積累了多少年，就是地球的年齡。結(jié)果得數(shù)是1億年。為什么與地球?qū)嶋H年齡相差45億年呢?一是沒考慮到地球的形成遠(yuǎn)在海洋出現(xiàn)之前；二是河流帶人海洋的鹽分并非年年相等；三是海洋中鹽分也常被海水沖上岸。種種因素都造成這種計(jì)時(shí)器失真。
人們又在海洋中找到另一種計(jì)時(shí)器————海洋沉積物。據(jù)估計(jì)，每O．3萬～1萬年，可以造成1米厚的沉積巖。地球上的沉積巖最厚的地方約1100千米，由此推算，地球年齡在3億～10億年。這種方法也忽略了在有這種沉積作用之前地球早已形成。所以，結(jié)果還是不準(zhǔn)確。
幾經(jīng)波折，人們終于找到一種穩(wěn)定可靠的天然計(jì)時(shí)器————地球內(nèi)放射性元素和它蛻變生成的同位素。放射性元素裂變時(shí)，不受外界條件變化的影響。如原子量為238的放射性元素鈾，每經(jīng)45億年左右的裂變，就會(huì)有一半蛻變成鉛和氧�？茖W(xué)家根據(jù)巖石中現(xiàn)存的鈾量和鉛量，算出巖石的年齡。地殼是巖石組成的，于是又可得知地殼的年齡，大約是30多億年，加上地殼形成前地球所經(jīng)歷的一段熔融狀態(tài)時(shí)期，地球的年齡約46億歲。
地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)是指地球內(nèi)部的分層結(jié)構(gòu)。今天探測(cè)器可以遨游太陽系外層空間，但對(duì)人類腳下的地球內(nèi)部卻鞭長莫及。目前世界上最深的鉆孔也不過12千米，連地殼都沒有穿透。科學(xué)家只能通過研究地震波、地磁波和火山爆發(fā)來探究地球內(nèi)部的秘密。一般認(rèn)為地球內(nèi)部有3個(gè)同心球?qū)樱旱睾恕⒌蒯：偷貧�。中心層是地核；中間層是地幔；外層是地殼。
地殼是地球的表面層，也是人類生存和從事各種生產(chǎn)活動(dòng)的場(chǎng)所。地殼實(shí)際上是由多組斷裂的、很多大小不等的塊體組成，它的外部呈現(xiàn)出高低起伏的形態(tài)，因而地殼的厚度并不均勻：大陸下的地殼平均厚度約35千米，我國青藏高原的地殼厚度達(dá)65千米以上；海洋下的地殼厚度僅5～10千米；整個(gè)地殼的平均厚度約15千米，這與地球平均半徑6 37l千米相比，僅是薄薄的一層。P5-7
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