地球为什么有引力?( 二 )


举凡地形的转变、物资的搬运和 堆积、气团的活动、水分的循环、生物的生长,甚至于地球物资的调剂等,分开了重力的剖析,就不可能得出准确的成果 。前面已 经讲过,重力最为显著的表达,一般都在地球固体表面之上 。在其下并非重力消逝了,只是不容易有如固体表面之上那样 显著地看出来罢了,此外作为研讨的对象来说,我们亦不去特殊关注地层深处的重力状态,而只接收它所带来的对地表造成的效果 。进而看到,在海平面之上陆地面积约占全球总表面积的29%,以雨和雪降下来的水,必定经受重力的作用回归到海洋中去 。
这样,每一次落到地表上的降水,都具有比例于本身质量和海平面以上高度的乘积,这样数值的能量,这就是它所具的势能 。在陆地地表,亦有个别的点低于海平面,例如我国的吐鲁番盆地,美国加利福尼亚的逝世谷等,它们之所以能在陆面上坚持这种例外的情形,一是由于其面积小,二是由于这些盆地均处于干旱区,很少有降水产生 。
假如把它们移到湿润地域,这种低于海平面的状态决不会坚持很久,在重力的参与下,很快就要被水充斥或被水所带来的风化物资填注,以补足海平面在全球延长中的“破绽” 。重力在自然地理面中的表示,既平凡又深入,对此应有充足的认识,现粗略地讨论一下重力在改革地表形态上的作用 。陆地表面由于风化作用而造成的松散 物资,在必定的条件下,由于力的作用是要移动的 。
无论是从高处到低处的滚动、滑落、崩塌,还是通过河流的输运,风的挟带等,其中一个极主要的因素就是重力的参与 。我们以一个在坡面上活动的岩块为例,扼要剖析一下重力的作用 。由剖析得知,重力的一个分力,即岩块向下滑动的力,比例于所处坡度的 正弦,当然还取决于这个坡面的摩擦系数 。
一克重的岩块在坡度为45°时,向下滑动的分力为0.7克;而当该坡度等于60°时,这个分力将增长到0.87克(如图5.5) 。由于摩擦系数很少有大于1的状态,因此单凭摩擦系数的阻抗,在坡度大于45°时,将支撑不住重力所引起的向下滑动的分力 。事实上,比40°更为峻峭的自然坡度在全球是很少见的,因为如果有超越40°的角度时,重力作用将比拟 快速地对此加以转变,由此可以看出重力转变地表形态的作用来 。
在讨论 地球重力的同时,我们对于其它星体发生的相似于地球引力的 作用力,也要加以必要的看重 。最重要的就是月亮和太阳对地球的引力 。
月亮和地球的距离很近,约等于三十个地球的直径,依据万有引力定律,引力与距离的平方成反比,因而尽管月球的质量不算太大,但对于地球上各个 质点的引力却相对的要大一些 。太阳的质量很大,约等于二千亿亿亿吨,是 地球质量的三十三万倍,但由于地球与太阳之间的距离太远,是月球—地球之间距离的四百倍,因此,它对地球的引力,只是月球对地球引力的46% 。
所以,地球上的 潮汐现象是太阳和月亮二者作用力的合成,这里我们只需懂得月亮的引力作用比太阳更大这一点就够了 。地球的质量是月球的81.5倍,因此月—地体系的 公共质量中心,必定大大地倾向于地球一侧,大约在距地心0.73倍 地球半径的处所,两个球体每月绕着这个共同的质量中心转动 。月球对于地球的引潮力 固然主要,但这个引潮力的数目值却并不太大,只相当于地球重力的千万分之一 。
【地球为什么有引力?】对于地球上一个10吨重的物体来说(即重力等于10吨),其引潮力仅有1克 。这样小的力,人通常是感到不出来的 。但地球对 这种不大的引潮力,反响却十分显著 。很早以前,就发明海水在一日内有规律的涨落(潮汐)与月球有亲密关系 。
此外,地球不是一个刚体,一般都以为它是一个具有弹性的球体,对于具这样一种特征的球体,在 引潮力的作用下,地球的固体岩石地壳也会发生“潮汐”现象,叫做固体潮,每天都要升降达30厘米左右 。当然地球对月球的引潮力更大,它使得月壳崛起和下落的幅度到达3公里左右 。与此同时,地球上的大气,也因为这种引潮力,每天都发生着“大气 潮汐” 。
至于海洋这个宏大的水体,其上的潮汐现象就更为显著了,加拿大东海岸的芬地湾 蒙克顿港,最大潮差达19.6米,堪称世界前茅 。我国 钱塘江口的最大潮差记载为8.9米,当然各个处所由于所处地位及周围环境的不同,潮差也是不雷同的 。月球和太阳的引力在塑造陆地表面的地形方面,也是一个具有必定意义的因素 。康德在1775年,曾率先提出把涨潮作为转变地球旋转速度的一个因素 。


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