关于地球你可能不知道的十件事

向上看，向下看，向外看，向周围看。—— 是的，《它会发生》

这是70年代前卫乐队的好建议。看看你周围。除非你是阿波罗宇航员，否则你的一生都生活在地球表面几百公里以内。你的脚下是一整个星球，重达6.6秭吨，体积达一万亿立方公里。但是你对它了解多少呢？

以下是关于地球的十个事实——这是我“你可能不知道的十件事”系列中的第二篇（第一篇是关于银河系的）。有些事情我早就知道（可能你也知道），有些我有了一些想法并需要做一些研究来核实，还有一些是我完全编造的。等等！没有！开玩笑的。它们都是真的。但是你又知道其中多少呢？请诚实。

1. 地球比台球还光滑。

也许你听过这种说法：如果地球缩小到台球大小，它实际上会比台球更光滑。我三年级的时候，我的老师说是篮球，但概念是一样的。但这是真的吗？我们来看看。系好安全带，有一点点数学知识（真的只有一点点）。

好的，首先，台球有多光滑？根据世界台球协会的规定，台球直径为2.25英寸，公差为+/- 0.005英寸。换句话说，它不能有高度超过0.005英寸的凹坑或凸起。这相当光滑。允许的凸起大小与球大小的比率是0.005/2.25 = 约0.002。

地球的直径约为12,735公里（平均值，详见下文）。使用上述的光滑度比率，如果地球的凸起（山脉）或凹坑（海沟）的高度不超过12,735公里 x 0.00222 = 约28公里，那么地球就可以成为一个合格的台球。

地球的最高点是珠穆朗玛峰顶，高8.85公里。地球的最深点是马里亚纳海沟，深约11公里。

嘿，这些都在公差范围内！所以这一次，一个都市传说竟然是真的。如果你把地球缩小到台球大小，它确实会更光滑。

但它够圆吗？

2. 地球是一个扁球体。

地球是圆的！尽管普遍认为，人们在几千年前就知道地球是球形的。埃拉托色尼甚至以非常高的精度计算了周长！

但它不是一个完美的球体。它在旋转，由于旋转，离心力（是的，我就是说了离心力）导致它膨胀。这是一种向外作用的力，就像你在汽车里左转时身体向右倾斜一样。由于地球旋转，在赤道处有一个向外的最大作用力，使得我们的蓝色星球向外膨胀，就像一个有人坐在上面的篮球。这种形状被称为扁球体。

如果你测量南北两极之间的距离，地球的直径是12,713.6公里。如果你测量赤道处的距离，则是12,756.2公里，相差约42.6公里。哎呀！这超出了我们对台球的公差。所以地球足够光滑，但不够圆，不能算作台球。

真可惜。当然，这是假设台球的圆度公差与凹坑和凸起的公差相同。WPA网站没有说明。我想有些事情仍然是个谜。

3. 地球不是一个扁球体。

但我们还没说完。地球比扁球体更复杂。月球和太阳也在那里。它们有引力，并吸引着我们。细节很复杂（在此尽情了解），但引力（以潮汐的形式）也会在地球表面引起隆起。月球的潮汐在水中约有1米的高度，而在固体地球中可能约有30厘米。太阳比月球质量大，但距离更远，因此其潮汐高度只有大约一半。

这比地球自转造成的变形要小得多，但它仍然存在。

其他力量也在起作用，包括大陆重量引起的压力，构造力引起的隆起等等。地球实际上有点像一堆不规则的杂物，但如果你说它是一个球体，你就会非常接近。如果你手中拿着台球大小的地球，我怀疑你不会注意到它不是一个完美的球体。

不过专业的台球运动员肯定会注意到。如果你不告诉艾莉森·费舍尔，我也不会告诉她。

4. 好的，还有一件事：地球与它的大地水准面并不完全对齐。

如果地球是无限弹性的，那么它将自由地响应所有这些不同的力，并呈现出一种奇怪的变形形状，称为大地水准面。例如，如果地球表面完全被水淹没（再过几十年），那么表面形状将是一个大地水准面。但大陆并非无限延展，所以地球表面只是近似于大地水准面。不过，它非常接近。

地球表面的精确测量是根据这个大地水准面校准的，但大地水准面本身很难测量。我们目前能做的最好方法是使用复杂的数学函数进行建模。这就是为什么欧洲航天局将在未来几个月内发射一颗名为GOCE（重力场和稳定海洋环流探测器）的卫星，以直接确定大地水准面的形状。

谁知道仅仅确定地球的形状会如此费劲？

5. 跳进穿过地球的洞就像绕着它公转。

我从小就以为，如果你挖一个穿过地球的洞（对于美国人来说），你就会到达中国。结果发现这并非事实；事实上，请注意美国和中国都完全位于北半球，这使得这不可能，所以小时候我大概很笨。

你可以用这个很酷但除此之外毫无用处的地图工具来证明。

但是，如果你真的挖了一个穿过地球的洞并跳进去，会发生什么？

好吧，你会死（见下文）。但是如果你有什么神奇的材料涂层在你13000公里深的井壁上，你将会有一段奇妙的旅程。你会一直加速到中心，大约需要20分钟才能到达那里。然后，当你穿过中心时，你会开始向上坠落20分钟，全程减速。你会刚好到达地表，然后你又会坠落。假设你排空了空气并补偿了科里奥利力，你将一遍又一遍地重复这段旅程，这将给你带来极大的乐趣和/或恐惧。实际上，这会永远持续下去，你上下弹跳。我希望你记得带午餐。

请注意，在你坠落时，你会一直加速，但加速度本身会随着你的坠落而减小：当你向下时，你和地心之间的质量会减少，所以重力加速度会随着你接近地心而减小。然而，你穿过中心的速度是相当可观的：大约7.7公里/秒（5英里/秒）。

事实上，驱动你运动的数学原理与轨道物体的数学原理相同。穿过地球并返回所需的时间与绕地球轨道运行所需的时间相同，如果你的轨道就在地球表面（轨道半径增加时，轨道速度会减慢）。更奇怪的是，你的洞通向哪里都无关紧要：穿过地球的任何两点之间的直线（浅弦、穿过直径或任何方式）都会给你大约42分钟的相同旅行时间。

重力是诡异的。但就是这样。如果你真的去跳远，那么你的旅程可能会有点不愉快。

6. 地球内部因撞击、收缩、下沉和放射性衰变而炽热。

很久以前，你、我以及地球上的一切都散布在围绕太阳的数十亿公里宽的圆盘中。随着时间的推移，这些物质聚集成微小的天体，称为星子，就像微小的小行星。它们会相互撞击，有些会粘在一起，形成一个更大的天体。最终，这个天体变得足够巨大，它的引力主动吸引了更多的天体。当这些天体撞击时，它们以热量的形式释放出它们的运动能量（动能），年轻的地球变成了一个熔融的球体。叮！一个热源。

随着引力增加，其力试图将地球压成一个更致密的球体。当你挤压一个物体时，它会发热。叮叮！第二个热源。

由于地球大部分是液体，重物质沉向中心，轻物质浮到顶部。因此，地球的核心富含铁、镍、锇等。当这些物质下沉时，会产生热量（叮叮叮！），因为势能转化为动能，动能又因摩擦而转化为热能。

而且，一些重元素具有放射性，例如铀。它们衰变时会释放热量（叮叮叮叮！）。这可能占地球内部热量的一半以上。

所以地球内部炽热至少有四个来源。但经过这么长时间，它仍然很热，因为地壳是一个很好的绝缘体。它有效地阻止了热量散失，所以即使经过45.5亿年，地球内部仍然是一个令人不快的热地方。

顺便说一句，由于内部热源从地球表面流出的热量约为45万亿瓦特。这大约是全球人类总能耗的三倍。如果我们能捕获所有这些热量并以100%的效率将其转化为电能，它将真正为全人类提供动力。可惜这是一个无法克服的“如果”。

7. 地球至少有五颗天然卫星。但实际上并非如此。

大多数人认为地球只有一颗天然卫星，所以我们称之为月亮。这些人是对的。但是，太阳系中还有至少四个其他物体停留在地球附近。它们不是真正的卫星，但它们很酷。

最大的一个叫做Cruithne（发音MRPH-mmmph-glug，或类似）。它大约有5公里宽，有一个椭圆轨道，使其在地球绕太阳轨道内部和外部穿梭。Cruithne的轨道周期与地球的轨道周期大致相同，由于轨道运动的特殊性，这意味着它总是与我们位于太阳的同一侧。从我们的角度来看，它形成一个奇怪的豆形轨道，有时靠近地球，有时远离地球，但从未真正远离。

这就是为什么有些人说它是地球的一颗卫星。但它实际上是围绕太阳运行的，所以它不是我们的卫星。其他三个被发现的物体也是如此。

哦——这些家伙不会撞击地球。虽然它们或多或少地靠近我们，但它们的轨道在物理上不会与我们的轨道相交。所以我们是安全的。免受它们的伤害。

8. 地球的质量正在增加。

当然，我们对Cruithne来说是安全的。但是太空中散落着碎屑，地球开辟了一条宽阔的路径（实际上是1.25亿平方公里的面积）。当我们穿过这些物质时，我们平均每天积累20-40吨！[注意：你的里程数可能有所不同；这个数字很难确定，但在2倍左右的误差范围内可能是准确的。] 大部分是以微小尘埃颗粒的形式，它们在大气层中燃烧，我们称之为流星（或流星，但“流星”听起来更科学，不是吗？）。这些最终会落到地面（通常由雨滴携带），然后堆积起来。它们可能大部分会随着溪流和河流冲入海洋。

每天40吨听起来可能很多，但它只占地球质量的0.0000000000000000006%（以防我数错零，那是地球质量的2×10^-26 6×10^-21倍）。这样要使地球质量翻倍需要140,000万亿450,000万亿年，所以再说一次，你可能需要准备午餐。一年之内，这些宇宙垃圾足以填满一栋六层办公楼，如果这能让你更容易理解的话。

我注意到地球也在流失质量：由于多种不同的过程，大气层正在泄漏。但这远慢于质量积累的速度，所以净效应是质量增加。