二、地球的大小及其地理意义

在人类尚未掌握先进的测量技术和方法以前,“地球究竟有多大”这个难题是无从解答的。我国古代文献中,从大地方形观念出发,曾有过“东西五亿有九万七千里,南北亦五亿有九万七千里(《吕氏春秋》)”;“东极至于西极,二亿三万三千五百里七十步”,“北极至于南极,二亿三万三千五百里七十步(《淮南子》)和“南北二亿三万一千五百里,东西二亿三万三千里”(《河图括地象》)等无根据的臆说,过分夸大了地球的规模。《五藏山经》说“天地之东西二万八千里,南北二万六千里”,又显然偏小。也是没有根据的。

亚里士多得(公元前 384—322 年)在其著作中曾引用一位数学家的计

算数据,指出地球圆周长为 40 万斯台地亚(stadia)。斯台地亚为古希腊

长度单位,约相当于 0.16 公里,据此换算,则地球圆周长 64000 公里,也与事实相去甚远。

只有通过测量才能够获得地球大小的准确数据。首次进行这种测量的是昔兰尼人埃拉托色尼(公元前 284—192 年)。他在担任亚历山大城缪斯学院图书馆长时,测出亚历山大和塞恩(Syene,在今埃及阿斯旺附近)夏至日正午太阳高度角相差 7.2°,认为这一角度正是两地间的弧距。他根据两地的距离计算出地球圆周长为 25 万斯台地亚,非常接近 40000 公里。但是, 亚历山大和塞恩并不在同一经线上,而是有 2°30′经度差。两地的距离当时系根据商队路线估计的,也并不准确。所以,埃拉托色尼的计算结果与现代观测结果的近似,只是一种巧合。然而毫无疑问,他的方法是一项重要的创举。

公元 723 年,我国唐朝的僧一行(张遂)、南宫说等人分别在 13 个地

方测量当地的地理纬度,测出经线 1°弧长为 350 唐里 80 步,约相当于现在

的 132.3 公里。这一结果显然偏大。

现在,人类对地球大小的测量已经相当准确。1975 年 9 月,国际大地测量和地球物理联合会第 18 届全会推荐了一批有关地球大小的数据,其中,

地球赤道半径 a 为 6,378,140±5 米,极半径 c 为 6,356,755±5 米,总面积 5.1×108 平方公里,总体积 10820×108 立方公里,总质量 5.98×1027 克。近年又报道了总体积 10833×108 立方公里,总质量 6.588×1027 克。在实际运用中,常常把与地球体积相等的正球体半径作为地球的平均半径,即6,371,110 米。地球的经线周长为 40,008,548 米,赤道周长为 40,076,

604 米。

地球的巨大质量和体积,使它能够吸着周围的气体,保持一个具有一定质量和厚度的大气圈。地球上的物体至少需有 11.2 公里/秒的速度才能脱离地球,而大气中气体微粒的运动速度最快也只及上述数字的 1/7。这就保证了地球的大气不致逸散。而如果地球没有现在这样大和这样重,就不可能有现在这样的大气圈。因而也没有海洋和河湖,没有风,也没有生物。地表平均温度将比现在低得多,温度较差将大得多,紫外线辐射将强得多,⋯⋯总而言之,我们的地球将呈现完全异样的景象。