作者：杨麒编 日期：2021-12-29 05:05:15
我们脚下的大地是个硕大无比的球体，这个巨大的球体到底有多“重”呢?
地球那么大，用普通的秤称地球的质量，那是不可思议，也是不可能的。首先，世界上没有这样一杆能称得起地球的巨秤。其次，谁也无法拿得起这杆秤。就算有一个力大无穷的大力士能提得起地球，也无法称我们的地球，因为那个能够拿得起地球的人，站在什么地方去称地球呢?总不能站在地球上称地球吧!
英国科学家卡文迪许经过深入研究，认为利用万有引力定律才是唯一可行的办法。可是，在实验室里采用这个方法是极困难的，当时没有精密的速度测量仪器，测量中失之毫厘，结果谬以千里。怎样才能提高仪器的精确度呢?1750年，英国19岁的科学家卡文迪许向这个难题发起了挑战。
那么，他是怎样称出地球的质量的呢?卡文迪许是运用牛顿的万有引力定律称出地球质量的。根据万有引力定律，两个物体间的引力与两个物体间的距离的平方成反比，与两个物体的质量成正比。这个定律为测量地球提供了理论根据。卡文迪许想，如果知道了两个物体之间的引力和距离，知道了其中一个物体的质量，就能计算出另一个物体的质量。这在理论上完全成立。但是，在实际的测定中，必须先了解万有引力。
卡文迪许通过两个铅球测定出它们之间的引力，然后计算出引力常数。两个普通物体之间的引力是很小的，不容易精确地测出，必须使用很精确的装置。当时人们测量物体之间引力的装置用的是弹簧秤，这种秤的灵敏度太低，不能达到实验要求。卡文迪许利用细丝转动的原理，设计了一个测定引力的装置。细丝转过一个角度，就能计算出两个铅球之间的引力。然后，计算出引力常数。但是，这个方法还是失败了。因为两个铅球之间的引力太小了，细丝扭转的灵敏度还不够高。灵敏度问题成了测量地球质量的关键。卡文迪许为此伤透了脑筋。有一次，他正在思考这个问题，突然看到几个孩子在做游戏，有个孩子拿着一块小镜子对着太阳，把太阳反射到墙壁上，产生了一个白亮的光斑。小孩子用手稍稍地移动一个角度，光斑就相应地移动了一段距离。卡文迪许猛然醒悟，这不是距离的放大器吗?灵敏度不可以通过它来提高吗?于是，卡文迪许在测量装置上装上一面小镜子。细丝受到另一个铅球微小的引力，小镜子就会偏转一个很小的角度，小镜子反射的光就转动一个相当大的距离，就能很精确地知道引力的大小。
利用这个引力常数，再测出一个铅球与地球之间的引力。根据万有引力公式，计算出了地球的质量，即为60万亿亿吨。
现在，美国华盛顿大学贡德拉赫教授领导的一个研究小组，已正式向美国物理学会提交了一份研究报告，宣布地球质量为5．972×10。。千克，比卡文迪许的计算要轻些。
地球有多大岁数
地球到底有多大岁数?从人类的老祖先起，人们就一直在苦苦思索着这个问题。
玛雅人把公元前3114年8月13日奉为“创世日”；犹太教说“创世”是在公元前3760年；英国圣公会的一个大主教推算创世时间是公元前4004年10月里的一个星期日；希腊正教会的神学家把“创世日”提前到公元前5508年。著名的科学家牛顿则根据《圣经》推算地球有6000多岁。而我们民族的想象更大胆，在古老的神话故事“盘古开天地”的传说中，宇宙初始犹如一个大鸡蛋，盘古在黑暗混沌的蛋中睡了1．8万年，一觉醒来，用斧开天辟地，又过了1．8万年，天地形成。即便如此，离地球的实际年龄46亿年仍是差之甚远。
人们是用什么科学方法推算地球年龄的呢?答案是天然计时器。
最初，人们把海中积累的盐分作为天然计时器。认为海中的盐来自大陆的河流，便用每年全球河流带人海中盐分的数量，去除海中盐分的总量，算出现在海水盐分总量共积累了多少年，就是地球的年龄。结果得数是1亿年。为什么与地球实际年龄相差45亿年呢?一是没考虑到地球的形成远在海洋出现之前；二是河流带人海洋的盐分并非年年相等；三是海洋中盐分也常被海水冲上岸。种种因素都造成这种计时器失真。
人们又在海洋中找到另一种计时器————海洋沉积物。据估计，每O．3万～1万年，可以造成1米厚的沉积岩。地球上的沉积岩最厚的地方约1100千米，由此推算，地球年龄在3亿～10亿年。这种方法也忽略了在有这种沉积作用之前地球早已形成。所以，结果还是不准确。
几经波折，人们终于找到一种稳定可靠的天然计时器————地球内放射性元素和它蜕变生成的同位素。放射性元素裂变时，不受外界条件变化的影响。如原子量为238的放射性元素铀，每经45亿年左右的裂变，就会有一半蜕变成铅和氧。科学家根据岩石中现存的铀量和铅量，算出岩石的年龄。地壳是岩石组成的，于是又可得知地壳的年龄，大约是30多亿年，加上地壳形成前地球所经历的一段熔融状态时期，地球的年龄约46亿岁。
地球的内部结构
地球内部结构是指地球内部的分层结构。今天探测器可以遨游太阳系外层空间，但对人类脚下的地球内部却鞭长莫及。目前世界上最深的钻孔也不过12千米，连地壳都没有穿透。科学家只能通过研究地震波、地磁波和火山爆发来探究地球内部的秘密。一般认为地球内部有3个同心球层：地核、地幔和地壳。中心层是地核；中间层是地幔；外层是地壳。
地壳是地球的表面层，也是人类生存和从事各种生产活动的场所。地壳实际上是由多组断裂的、很多大小不等的块体组成，它的外部呈现出高低起伏的形态，因而地壳的厚度并不均匀：大陆下的地壳平均厚度约35千米，我国青藏高原的地壳厚度达65千米以上；海洋下的地壳厚度仅5～10千米；整个地壳的平均厚度约15千米，这与地球平均半径6 37l千米相比，仅是薄薄的一层。P5-7