地球的“素颜”“毁三观”？

晋童

古人对地球形状的猜想

古时候，人们认为，地球是平的。周朝时，就有“天圆如张盖，地方如棋局”的“盖天说”。不过，随着生产技术的发展、人类活动范围的扩大，一些客观现象已经不能简单归因于“天圆地方”了，于是便有了“浑天说”。

“浑天说”认为恒星密布于像鸡蛋一样的“天球”上，日月星辰附着在“天球”内壁，人们生活的土地则像鸡蛋里的蛋黄。“浑天说”最初认为地球浮在水上，后来又发展为地球浮在气中，因此才有了“地有四游”的说法。

迈向真相的伟大一步

最早提出“地球为圆形”的人是古希腊哲学家毕达哥拉斯。有一天他来到海边，眺望海平面时突然发现一个非常有意思的现象：迎面而来的帆船，最初露出海平面的总是船桅的梢，然后出现帆，最后才出现整个船身。经过思考，他大胆猜测地球的表面应该是圆形的。

170年后，古希腊哲学家亚里士多德终于为毕达哥拉斯的猜想提出了有力的证据。他发现当一个人向北方走时，天空中的星辰，尤其是北極星，相对地平线的高度时刻在改变。同时他还发现，月食发生时，月亮边缘的黑影是圆弧形的。因为当时人们已经知道月食是由于地球挡住了太阳对月球的照射所形成的，所以亚里士多德认定地球肯定是圆形的。

葡萄牙探险家麦哲伦为了弄清地球的形状，迈出了通往真相的伟大一步。1519年9月，麦哲伦和他的水手们乘着五艘西班牙兵船，从西班牙的桑卢卡尔港出发，一直向西穿过大西洋，到达南美洲东岸。1520年，他们绕过了南美洲南端的麦哲伦海峡，继续在太平洋上航行。他们克服了难以想象的困难，终于在1521年到达菲律宾群岛。不久，麦哲伦在此遇难。他的水手们继续向西航行，横渡印度洋，绕过非洲南端，终于在1522年9月6日回到西班牙，完成了环绕地球的伟业，以亲身经历证明了地球是球形的。

地球“三围”的准确测量

随着科学技术的发展，测量和模拟计算地球的形状不再是难题。通过实测和分析，人们得到了确切的数据：地球最高海拔8 846.27米，最低海拔-11 022米，地球的平均赤道半径为6 378.38千米，极半径为6 356.89千米。测量还发现，北极地区向外凸起约18.9米，南极地区则向内凹陷约24米。整体来看，地球大致像一个椭球体，其表面极不规则。

地球为什么不是一个标准的球体呢？因为地球在围绕太阳公转的同时还要自转，而它的表面既有陆地又有水，为了保持内部的引力平衡，在各方“争斗”之下，就变成了这般模样。

“土豆”还是“梨”

GRACE卫星拍摄的地球“素颜照”，展示的其实只是地球重力场，而非地球真容。而且为了突出全球重力变化的空间差异，科学家还将图像做了夸张处理。

重力在不同的地区会有细微的变化，比如赤道地区重力较小，两极地区重力较大，青藏高原重力较小，海洋深处重力较大。此外，在有金属矿床发育的地区，重力一般也比较大。一般来说，密度越大的地方重力越大。

重力及其空间差异的信息在很多领域都有重要的应用，如大地测量、重力找矿、海平面测量、冰盖厚度测量、火山岩浆分布测量等。

看到这里你可能会说，就算不以地球重力场图像来评判地球的真容，但是地球的北极地区外凸，南极地区内凹，不是正好形成了梨形身材吗？要知道，地球的直径大约为12700千米，北极、南极凸起和凹陷的那几十米在12700千米这个尺度上，根本微不足道。

也可能有人会问，如果把地表上的水都抽掉，地球是不是就变成“土豆形”了？从地球上的最高峰珠穆朗玛峰到最低谷马里亚纳海沟，落差不过20千米，不到地球直径的千分之二。如果将地球缩小成一个直径为50厘米的地球仪，那么珠穆朗玛峰与马里亚纳海沟之间的落差在地球仪上只有0.08毫米。所以，地球表面的凸起和凹陷，相比整个球体的大小来说也是微不足道的。

那么，地球看起来就是椭球体吗？其实，通过卫星在太空中拍摄到的地球照片，我们可以发现，地球扁度并不明显。因为地球赤道半径和极半径之差仅为22千米，肉眼根本无法分辨出来。所以，放心吧，我们的地球母亲“素颜”并不丑，她还是我们心目中那颗玲珑剔透、圆润光泽的蓝色星球。