地球漫談 江銘輝 五夢網
一、地球繞太陽運轉
一件事情因觀察位置不同,所得結果也不同。例如在地面上,即便站在高山上,向下遠望,地球看起來總是像一塊大平板,古人因此想像地球像一塊大平板,此塊大平板是由四隻巨象站在一隻海龜身上。但是到了西元250年左右,西臘哲學家「亞裡斯多德」在觀察月蝕時,早已注意到地球的陰影在月面上成一圓弧(如圖1)。因此在古希臘,人們早已注意到地球可能和太陽一樣,都是圓的。雖然如此,但是古人仍然認為地球乃是宇宙的中心,太陽繞地球運行,這樣到了14世紀以後,哥白尼才提出地動說,把太陽放在中心,所有太陽系的行星皆繞太陽運轉,而地球則是繞太陽運轉的九大行星的第三顆行星。
圖1:「亞裡斯多德」在觀察月蝕時,注意到地球的陰影在月面上成一圓弧
二、地球的形狀
雖然地球的形狀在古時候,都認為是平的,但也有幾個事實,可證明地面是彎曲的。舉例來說在我們日常生活中,在海邊向前遠望,常可看到遠處駛來的船隻,船的桅桿總是最先出現在水準線上,可見地球的表面是灣曲的,麥哲倫更以船隻環繞地球一周,來證明地球是圓的。
地球是圓的,可以從登上月球的太空人得道驗證(如圖2),在科學發達的今日,人們已可從人造衛星的高空拍照及科學家的計算地球的外貌,終於證實地球實際是一個扁平的橢圓體,這是由於萬有引力和地球自轉的影響,得到地球二極較扁,赤道較凸出,赤道的半徑是6378公里,兩極半徑是6357公里,兩者相差21公里,大約是地球半徑的300分之一。但一般我們以6371公里當作地球的半徑。
圖2:站在月球上,也可以看到地球緩慢升起,而且是圓的。
地球的表面覆蓋著大約5億平方公里的陸地與海洋,地球以每秒29.8公里的速度順著橢圓形的軌道環繞太陽,環繞太陽一周,約須365.25天,地球同時會有,自轉一次的時間稱為一天,一天是24小時3分57秒,由於自轉的速度逐漸在變慢,一天的長度大約每100年增加30秒。
三、地球構造的重要數據
現代的交通方便,任何人從一個國家旅行至另一個國家,很少人去計算它的距離,地球究竟有多大,一點概念都沒有。
讓我們討論一些較為重要的地球數據。
1.地球圓周
我們知道地球半徑事6371公里,因此地球的圓周=2πR=2×3.1416×6371公里=40030公里
約4萬公里。
2. 地球體積
地球的形體近似球形,其體積是:4/3πR3=4/3π×(6371公里)3=4/3π×(6371×105公分) 3=1.08×1027立方公分
3.地球表面與海洋最大差距
從我們爬山越領,可以知道地球的表面是崎嶇不平,實際上世界最高峰為聖母峰,離海平面約8.8公里,海洋中最深處是太平洋的馬裡安納海溝,深約11公里,兩者差距約20公里,是地球半徑的300分之一,大約等於赤道與兩極半徑的差距。
4. 地球的密度
地球除了海洋和陸地之外,地表上有大氣,高度愈高,空氣愈稀薄,高50公里的空氣,大約只有地表上空氣的0.1%。地表下還有各層的熔岩,如果我們要計算整個地球的平均密度,首先我們要知道地球的質量和體積,因為地球的平均密度是地球質量除以地球體積,提到地球質量,科學家早已從牛頓的萬有引力定律推算出地球的質量為5.98×1027公克,同時從地球的半徑得知地球體積是1.08×1027立方公分,因此計算出地球的平均密度是5.52公克/立方公分。但我們已經知道地殼的平均密度是2.85公克/立方公分,可見地殼的岩石比整個地球的平均密度還小很多,我們也可以推算地球的深部物質密度一定比地球的表面的密度大很多。
5.其他地球的重要數據
‧光是世界跑最快的東西,它1秒鐘可跑地球的7圈半。
‧地球到太陽的距離149600000公里,叫一個天單位,大約光走8分20秒。
‧地球到月球的距離 384400公里。光只走1.3秒。
‧地球繞太陽一周的旅程 939120000公里
‧艾爾勒斯峰3.2(聖母峰)8848公尺
‧加勒比海 37.1萬平方公里
‧密西根湖5.8萬平方公里
‧貝加爾湖萬平方公里
‧尼羅河 8890公尺
‧亞馬遜河 6300公尺
‧密西西比河6210公尺
‧長江5530公尺
‧黃河4670公尺
‧格林蘭島218萬平方公里
‧新幾內亞77萬平方公里
‧馬達加斯加島59萬平方公里
四、海洋地形分類
圖3:海洋地形分類
如圖3.由陸地向海洋的名稱可分為:大陸棚及大陸斜坡、海底峽谷、海底盆地、中洋脊。
1. 大陸邊緣:包括大陸棚及大陸斜坡。大陸棚是大陸沿岸之延長部分,屬於較平坦部分,大陸斜坡是位於大陸棚與海底盆地之間。
2. 海底峽谷:海底最深處,狹長、深谷,稱為海底峽谷。
3. 海底盆地:原大海洋的海底,海洋的深處,這裡有寬闊的平原。
4.中洋脊:海洋中的山脈。
五、地球表面高低的計算
由於地球的表面是高低起伏,有高山,有深海,我們以平均海平面為測量地球高度之基準,在此海平面的高度是0,比海平面高為正值,低於海平面為負值,陸地除了大陸以外,另外由於海底的高原和山峰,突出水面,未被水淹沒者,也會形成島嶼(如圖4)
圖4:地球的島嶼
六、造成地球形態的原動力
地球的表面因受地球外部營力及地球本身的內部營力作用之影響,因而改變地球表面的形態,今日球表面的完全是古代之地表形態不斷遭受地球內、外營力演變而成,地球營力包括:
1. 地球外部營力:如重力、水力、風力等,重力可造成山崩、沉積,水力和風力造成風化和浸蝕作用。
2. 地球內部營力:如火山活動、板塊運動等,地球的板塊運動可造成板塊的互相推擠,造成大地震和地表的隆起,火山活動可造成較小地震,同時火山所噴出的熔岩還會造成新的陸塊。