點擊圖片上方藍色字體「慧天地」即可訂閱
（更多精彩請留意文末推薦）
什麼是地球重力
重力，既看不見也摸不到，但又實實在在存在著，樹葉因它落到地上，江河因為它而流向低處。人類很早就發現了重力現象，但直到17世紀，物理學家牛頓闡明了萬有引力定律，才真正揭開重力的奧秘——重力就是地球對其附近物體的萬有引力，它的方向豎直向下，指向地心。
科學家研究發現，地球重力隨位置發生變化，地球兩極的重力值最大，向赤道逐漸減小。相比力學中其他基本力，如磁力、電場力而言，重力的變化較為微弱，人體無法感受到，只能通過精密儀器才能測得。
為什麼要研究地球重力？
首先，地球的質量分布不均勻且形狀不規則，造成了不同位置地球重力的差異。如果地球是一個均勻且光滑的球體，那麼我們很容易就能推算出任一點重力的大小。但事實並非如此，地球的中間凸出、兩極下陷，密度分布也不均勻。根據萬有引力定律，物體相對地球位置變化時，受到的重力作用有差異，這種差異反映著地球內部物質密度分布的變化。因此，通過重力研究，我們能夠獲得地球的內部信息。
其次，地球重力時刻發生著變化。衛星重力測量結果表明，地球重力大小並不是恆定的，每年的測量結果都有差異，這指示著地球內部在發生著相應的變化。通過重力研究，可以幫助我們認識這種變化的原因，探究地球內部究竟發生了什麼。
第三，地球重力是地球最基本的物理性質之一。地球重力作用於地球表面附近的所有物體，小到一滴雨水，大到海洋潮汐乃至宇宙延伸，都受到地球重力作用。所以，認識地球重力系統，可以使重力為我們所用，對人類未來有重大意義。
地球重力在地球科學領域可以解決什麼問題？
地球重力大小反映了地球內部物質密度分布。通過測量地球重力，我們可以分析出地球深部構造，計算出地球主要密度界面的深度，分析深大斷裂與塊體邊界的位置。此外，通過地球重力而求出的重力異常，對地球淺部構造與巖石層密度有著很好的反映，可以用來研究區域地質構造、劃分構造單元。
通過對地球重力的研究，可以幫助尋找石油、天然氣等有遠景的盆地。早在20世紀初，匈牙利科學家厄缶製造了測量重力變化率的扭秤，在捷克、德國、埃及和美國的石油勘探中成功尋找到了鹽丘等儲油構造。利用一定規模下飽含油氣的地層相對圍巖地層的密度差異而引起的重力差異，可以圈定含油氣盆地的範圍、計算沉積層的厚度並劃分盆地內部結構，進而幫助尋找有利於儲存油氣或煤的各種局部構造。
地球重力測量在海洋學與氣候學領域也有重要作用。通過衛星重力測量實時傳回的重力數據，可以追蹤地球尺度下的水體運移狀況，這是因為水體本身在地球表面佔有很大比重，質量很大，所以在水體運動過程中，地球表面質量分布發生改變，進而使地球重力場產生微弱變化。對這種變化的觀測，還可以幫助我們認識兩極冰川質量的改變，地下水儲量的變化等氣候學問題。
地球重力測量也為極地研究帶來了巨大幫助。兩極地區因地表覆蓋著極厚的冰層，為認識冰下地質結構造成巨大困難。測量冰層表面重力，可以通過冰層與其下巖石的密度差計算冰層厚度，在極地海岸地區還可以反演冰下水深，獲得冰下地形特徵，識別冰下存在的湖泊等典型冰下地貌。
地球重力測量還可以應用於工程領域。高精度的重力測量，可以幫助我們發現地下隱伏的斷裂、溶洞與破碎帶，檢測滑坡體以及地面沉降，指導工程方案的實施。
地球重力是研究地球的一把珍貴鑰匙，將在今後探索地球奧秘的工作中發揮強大的作用。
來源：地礦之聲（版權歸原作者及刊載媒體所有）
星標公眾號小教程
編輯 / 李夢夏 審核 / 李夢夏 印湧強
指導：萬劍華教授(微信號wjh18266613129)