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第四部分05（第3页）

地球扁率：1／298．257

地球体积：110820亿立方公里

认识地球的基本形状和大小，在生产和科学研究上具有重大的实际意义。譬如，在大地测量中，高精度坐标系统的建立；在空间技术应用中，导弹和人造卫星飞行轨道的确定；在对地球内部结构和地球表面一些物理现象的认识，以及天体物理研究等方面，都必须掌握地球有关方面的各种精确数值方能进行。．

不过，在日常工作和学习中，人们根据不同的需要，则往往对地球形状和大小作不同程度的简化，甚至把地球看成正球体也未尝不可。因为地球的赤道半径和极半径仅相差21．5公里，这只相当地球半径的三百分之一。换句话说，如果按照这个比例制作一个半径30厘米的地球仪，那么它的赤道半径和极半径仅相差1毫米!所以，只要不是从事要求精确的工作，这个差别，相对于地球来说，是微不足道的。

地球的“体温”

人们常说，太阳带给我们光明和温暖。地球上的光明固然归功于太阳，但地球上的温暖却不都是由太阳那里得到的。地球和人一样，也有自己的“体温”。

我们都知道，由于阳光的照射，地表温度会随昼夜和季节而发生变化，从而使地球表面和表层受到影响。但是，在地球深处，太阳热量所产生的影响越来越小，以至消失。实验证明，太阳的照射只能影响地下十几米以内的温度，这部分地层叫做变温层。十几米以下的地层不再随昼夜和季节而变化，被称做恒温层。巴黎有个30米深的地下室，一百年来的温度记录始终保持在11．85％，没有丝毫变化。

那么，如果我们再往地层深处去，温度又会怎样呢?是不是还会继续保持恒温呢?

从很深的矿井和钻孔得到的资料表明，地球深处的温度是随着深度而增高的。从地壳深处冒出的温泉，水温可高达百度；而从地幔喷出的岩浆，温度则高达千度。我们把每深入地下100米，地温增加多少度，即温度随深度而增加的变化速度叫做“地温梯度”。在不同地区，地温梯度有所不同。在我国华北平原，每深入100米，温度增高3—3．5℃；在欧洲大部分地区，每深入100米，温度增高2．8～3．5℃。

如果按照这个增温速度推算，地下100公里深处的温度将是3000~C，1000公里深处将是3万度，地心的温度则会高达20万度。地球如果真有这样的高温是不堪设想的。因为那样的高温条件，地球将不再是固体球，而会被气化。多数人认为，地球内部温度最高不超过4000℃。还有人指出，地心温度必须小于8000℃，因为若超过这个温度，无论压力情况如何，地核的铁都会变成气体状态。所以，前面所列举的地温梯度的数值，只适用于一定深度。随着深度的增加，地温梯度值会不断减小。

至于地球内部的热能从何而来，对于这个问题，目前尚有争议。但一般认为可能来源于三个方面：第一，认为在地球形成过程中，由于尘埃和陨石物质积聚，位能（即势能）转化为热能而保存至今。第二，认为在地球分层过程中，由于较重元素如铁，不断渗入地心，重力位能转变为热能，而保存下来。第三，认为地球内部有镭、铀、钍等放射性元素，会在缓慢蜕变过程中释放热能，为地球不断补充“体温”。不管哪种意见，都认为地球靠它自身可以产生热能。

有人计算，地球自身每年散出的热量，相当于燃烧370亿吨煤的热量，这个数字是目前世界产煤量的12倍。还有人估计，在地下10公里深的范围内蕴藏着300×1027卡热量，相当于目前世界年产煤所含热量的2000倍。

地球蕴藏着这么多的热量，如果用它发电、取暖，造福人类，岂不是天大的好事?这的确是很诱人的课题，目前很多国家已把开发地热能列入日程。

但是，地球不是到处都能随便开发的，因为具有利用价值的地热太深了。地热必须经过某种地质过程加以集中，距地面较浅，温度较高才有开发价值，才能称其为“地热资源”。温泉、火山就是地热在地表集中释放的现象。地下热水是由于地面的冷水渗入很深的地下，遇到浅层灼热岩体被烤热后，又沿着某些地壳裂缝冒出地表而形成的。在目前条件下，人们主要是利用地下浅层热水，至于对火山热能的利用那还是很遥远的事。

目前已有很多国家在开发和利用地热方面取得了很大成就。例如，新西兰是一个地热资源比较丰富的国家，全国已发现60余处地热田。有的地方热水或热蒸汽的温度高达300℃。新西兰利用地热发电，装机容量达20余万千瓦，仅次于美国和意大利，居世界第三位。

冰岛是因利用地热而著称于世的国家。它的首都雷克雅未克在过去几十年的时间里，通过烧煤取暖，弄得到处是煤烟，造成了严重的污染。如今，这个城市的所有建筑都是用地下热水取暖，而成为世界上最清洁的城市。有的地方还利用地热建造了大型温室企业，新鲜蔬菜四季不断。温室内有几百米深的钻井，这些钻井不需汲水动力，地下热水自会汩汩冒出地面。

我国也有着丰富的地热资源，并在开发和利用方面取得了成功。在青藏高原，沿着念青唐古拉山麓向东延伸，是我国地热资源最丰富的地带，地热工作者叫它“喜马拉雅地热带”。在这个地带上已发现400多处多姿多彩的地热活动。除有热汽腾腾的热泉和热水湖以及水温高达沸点的沸泉和热喷汽孔外，还有世界上罕见的热间歇泉和水热爆炸等奇妙景象。其中最引人注目的是位于拉萨西北的羊八井盆地，水温高达沸点的热泉很多，有的地面烫得不能坐人，用钢钎向地下只要钻几十厘米深，就会呼呼地冒出蒸汽。当地人称它是念青唐古拉山神的炉灶。现在，那里已经建起了我国第一座湿蒸汽型发电站。

千奇百怪的地温计

量体温用体温计，量室温用温度计；测定井下温度用井温计；要想知道距今几百万年、甚至几千万年前的古地温，该用什么呢?地质学家们发现了几种奇妙的地温计。

化石地温计生物遗体化石，尤其是植物孢粉化石和动物小个体化石——牙形石，都是极好的地温计。这些化石中含有丰富的有机质，具有随地层温度升高而碳化度增加的特点。这样的化石在显微镜下会显示出不同的颜色。一般温度高，碳化度也高，颜色就深，反之颜色就浅。这些化石的颜色就会告诉我们古地温。

矿物地温计沉积岩中常有自生的粘土、沸石和硅酸盐矿物。这些自生矿物从沉积到成岩过程中，受物理因素的控制。如粘土矿物，会在不同地温下转换成不同的物质；沸石的结晶顺序也会随地温的升高发生变化；硅酸盐矿物中的二氧化硅层的间距随地温升高而不同。从这些自生矿物在不同地温下的各种变化也可推测出古时的地温。

有机质地温计遍布各类岩石中的固态有机质微粒之一——镜质体，会随温度的升高，相应改变其排列结构，从而使其对光线的反射率发生变化。镜质体的反射率与温度形成直线关系，通过对镜质体反射率的分析，就可得知当时的地温。

煤阶地温计在成煤过程中，随地层温度升高、煤化作用增强，便形成不同的煤阶。由已发现的煤阶便可推算出地层经历过的占地温。

甲烷气体地温计沉积岩中还含有天然气，这些天然气中都含有甲烷气。甲烷（CH4）中的碳有两种稳定的碳同位素，即碳十二和碳十三。而地温变化可引起同位素分馏。低温下，碳十二的比例大；高温时则碳十三比例大。这两种同位素含量的比值就构成了灵敏的地温计。

冰地南极何以有煤田

人类在寸草不生、冰天雪地的南极洲竞然发现了煤田!难道说，这里曾有过茂盛的森林?要找到这个问题的答案，必须先知道几亿年里地球的温度有过什么变化。可是现代人怎么可能回到上亿年前去考察呢?

1947年，美国科学家尤里发现了一种奇特的“温度汁”，它能精确测量出远古时期地球的温度。这就是海生动物化石。最普通的氧（氧16）和它的稀有同位素（如氧18），在化合物中的比率会随着温度的变化而变化，只要把海生动物化石中的氧16和氧18的比率测定出来，就可以知道那个动物活着的时候，海水的温度是多少了。

用这种“温度计”测量出在1亿年前，全世界各海洋的平均温度是21℃左右；1000万年后，它缓慢下降到16℃；再过1000万年，这一平均温度又再度上升到21℃。此后，海洋温度又逐渐下降。不管当时造成温度下降的原因是什么，它都很可能是使习惯于变化不大的温和气候的恐龙惨遭灭绝，而使那些能维持恒定体温的温血鸟类和哺乳动物大量出现的原因之一。

南极洲的煤田也有答案：当时地球气候温暖，没有大陆冰川，甚至两极地区也没有冰川，到处是一派枝繁叶茂的景象。后来，因为地球降温，两极冰雪覆盖，茂盛的森林逐渐变成了煤田。

地图中的世界冠军

古今中外，地图在人们生活中占据着重要地位。历代兴邦治国、军事部署、建筑施工、旅行探险、交通运输，都离不开地图。地图也在人类发展史上留下了许多趣话和不解之谜。