读懂古老而神秘的地球（1）(图)

地球，大概应该是我们感觉最真切的客观实在。古老和幼稚的人类足踏大地、仰望天空，天空是缥缈的，大地是坚实的。对地球的天文学研究——也就是说把地球作为一个天体的研究，属于广义的宇宙科学(亦有称天学)的范畴，与天文学的地球研究不同，地球科学研究的是地球及其附属物质的状态、演变规律和动力学机制，也称地学。地下、地表、大气、海洋都是地学的研究对象。

天学的和地学的地球研究都起始于对大地是球形这一科学认识。

地学是古老的，因为大地近在我们脚下，我们积累起来的关于大地的一切经验都是后来地学发展的养料;地学又很年轻，因为地球的历史太久远(46亿年)，体积太庞大，形态、结构、发展演化也太复杂，直到本世纪初，与其他基础学科相比，地学仍然是比较落后的。

古老地学的最初发展得益于人们为追求财富而进行的以商业和掠夺为目的的探险和科学考察，16世纪以来的一系列地理发现，为地学的发展奠定了资料基础。20世纪以后，探空火箭、资源卫星、深海钻探、同位素地质年代测量、电子计算机等新技术手段的使用，使地学从描述、定性、分化的研究进入到理论概括、定量、综合的发展。

然而，我们读懂了地球吗?古老而神秘的地球对于我们仍然是“犹抱琵琶半遮面”。

1.地球的形状

我们生活的地球大体上是一个两极收缩、赤道突起的稍有些扁平形状的椭球。赤道的直径约为12756千米，两极之间的直径约为12714千米，地球的体积约为1.083×10的21次方立方厘米、地球的质量约为5.976×10的24次方千克。把质量相对较小的几个天体——水星、金星、火星、冥王星和月球加在一起，才相当于地球的质量，但若与质量较大的木星、土星比，地球又小得多。从北半球观察，地球每时每刻都在按逆时针方向自转，赤道处的转速最快，大约每小时1600多千米。正是因为自转的存在，形成了昼夜和北大西洋的飓风以及北太平洋的台风。

地球已经有46亿年的历史，至今是一个处于活动中的星球。

自古人们就在猜测着脚下大地的形状，人们曾经以为大地是平展的，下面有神象或乌龟驮着，乌龟累了，眨一下眼睛，大地就会颤抖，这就是地震。据记载，古希腊哲学家毕达哥拉斯最先提出地球是球体，但是并没有科学的依据，他只不过认为只有圆形的才是完美的。亚里士多德根据科学的观察，猜想地球并不是扁平的，而是球形的。后来，古希腊米利都的泰勒斯有个叫埃拉托色尼的学生发现，同一时间在塞伊尼和亚力山大两地直立两根等高的杆子，它们的光影却不等长，也就是说地面应该是弧形的。他设想如果大地是个球体，两根立杆的底端延长线就会在球心相交。6月21日，阳光直射塞伊尼城，亚力山大的立杆与阳光的交角就应该是两条立杆延长线在地心的交角。他依据立杆的长度和影长求出了这个7.5度角，进而求出了地球子午线的周长。

这是人类第一次用数学推理的方法证明大地为球形。

15世纪，葡萄牙航海家麦哲伦的船队成功地进行了环球航行，首次环球航行(1521—1523)的成功，在实践上第一次证实了大地是球形的，第一次证实了全球海洋是一个整体。这使地理学发生了一场真正的革命。16世纪，波兰科学家哥白尼提出地球自身存在着自转，并且围绕太阳公转，1851年，法国科学家福科证实了地球的旋转运动。