全面了解太阳系--地球(3)

作者：地理人来源：未知时间：2022-09-08 阅读：次字体：大中小在线投稿

　　外核液体圈

　　地幔圈之下就是所谓的外核液体圈，它位于地面以下约2900公里至5120公里深度。整个外核液体圈基本上可能是由动力学粘度很小的液体构成的，其中2900至4980公里深度称为E层，完全由液体构成。4980公里至5120公里深度层称为F层，它是外核液体圈与固体内核圈之间一个很簿的过渡层。

　　固体内核圈

　　地球八个圈层中最靠近地心的就是所谓的固体内核圈了，它位于5120至6371公里地心处，又称为G层。根据对地震波速的探测与研究，证明G层为固体结构。地球内层不是均质的，平均地球密度为5.515克/厘米3，而地球岩石圈的密度仅为2.6～3.0克/厘米3。由此，地球内部的密度必定要大得多，并随深度的增加，密度也出现明显的变化。地球内部的温度随深度而上升。根据最近的估计，在100公里深度处温度为1300°C，300公里处为2000°C，在地幔圈与外核液态圈边界处，约为4000°C，地心处温度为 5500 ～ 6000°C。

　　形状和大小

　　中国古代对天地的认识有所谓浑天说。东汉张衡在《浑天仪图注》里写道：“天体圆如弹丸，地如鸡中黄……天之包地犹壳之裹黄。”地球是圆的这个概念在远古就已模糊地存在了。723 年唐玄宗派一行和南宫说等人，在今河南省选定同一条子午线上的 13 个地点，测量夏至的日影长度和北极的高度，得到子午线一度之长为351里80步 ( 唐代的度和长度单位 )。折合现代的尺度就是纬度一度长132.3千米，相当于地球半径为7600千米，比现代的数值约大20％。这是地球尺度最早的估计( 埃及人的测量更早一些，但观测点不在同一子午线上，而且长度单位核算标准不详，精度无从估计）。

　　精确的地形测量只是到了牛顿发现万有引力定律之后才有可能，而地球形状的概念也逐渐明确。地球并非是很规则的正球体。它的表面可以用一个扁率不大的旋转椭球面来极好地逼近。扁率e为椭球长短轴之差与长轴之比，是表示地球形状的一个重要参量。经过多年的几何测量、天文测量以至人造地球卫星测量，它的数值已经达到很高的精度。这个椭球面不是真正的地球表面，而是对地面的一个更好的科学概括，用来作为全球各地大地测量的共同标准，所以也叫做参考椭球面。按照这个参考椭球面，子午圈上一平均度是111.1千米，赤道上一平均度是111.3千米。在参考椭球面上重力势能是相等的，所以在它上面各点的重力加速度是可以计算的，公式如下：

　　g0＝9.780318（1＋0.0053024sin2j－0.0000059sin2j）米／秒2，式中g0是海拔为零时的重力加速度，j是地理纬度。知道了地球形状、重力加速度和万有引力常数G＝6.670×10-11牛顿·米2／千克2，可以计算出地球的质量M为 5.976×1027克。

　　自转

　　由于地球转动的相对稳定性，人类生活历来都利用它作为计时的标准，简单地说，地球绕太阳公转一周的时间叫做一年，地球自转一周的时间叫做一日。然而由于地球外部和内部的原因，地球的转动其实是很复杂的。地球自转的复杂性表现在自转轴方向的变化和自转速率即日长的变化。

　　自转轴方向的变化中，最主要的是自转轴在空间绕黄道轴缓慢旋进，造成春分点每年向西移动50.256″的岁差。这是日、月对地球赤道突出部分吸引的结果。其次是地球自转轴相对于地球本身的位置变化，造成了地面各点的纬度变化。这种变化主要有两种成分：一种以一年为周期，振幅约为0.09″，是大气和海水等季节性变化所引起的，是一种强迫振动；另一种成分以14个月为周期，振幅约为0.15″，是地球内部变化所引起的，叫做张德勒摆动，是一种自由振动。此外还有一些较小的自由振动。

　　转速的变化造成日长的变化。主要有3类：长期变化是减速的，使日长每百年增加1 ～ 2毫秒，是潮汐摩擦的结果；季节性变化最大可使日长变化0.6毫秒，是气象因素引起的；