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最早试图计算地球质量的是苏格兰的郝屯(J.Hutton)。他在山坡上测量悬垂的小物体偏离垂线的角度,先求出山体对物体的附加引力,再进而求解地球的引力。1798年,英国的卡文迪什用更为精确的扭称法,求出地球的引力常数为 6.67×10-8cm3/gs2。这样就可以依据牛顿定律求出地球的质量了。现代计算地球质量时,则以旋转椭球作为地球模型,并进一步考虑了地球内部温度、压力的变化和物质分布不均等因素,结合动力学分析,得到地球的质量为5.9472×1024吨。
以计算得到的地球质量除以地球体积,算得地球的平均密度为5.516g/cm3。实际测量却表明,在地表出露的岩石中,砂岩﹑页岩和石灰岩等沉积岩的平均密度为2.6g/cm3,花岗岩的密度为2.85g/cm3,都远小于地球的平均密度。因此推断地球内部大部分物质的密度,都必须大于地球的平均密度。但它们具体又是怎样分布的呢?
目前世界上最深的钻孔仅达到约12km深度,只有地球平均半径6371km的约1/530。因此,对地球内部物质的研究主要依靠各种间接的手段和依据。如通过对大量陨石的成分和结构的鉴定和对比,通过对重力、地磁、地电、地热及地震波的研究所得到的信息进行分析等。其中由地震波提供的信息最为重要。 |
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