地球素顏毀三觀?梨、土豆、橢圓哪個才是真地球?

作者：晉童 製圖：馬君妍 語音：飯飯

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近幾年，網上常常出現所謂的「地球素顏照」，引得人們陣陣唏噓，紛紛感慨我們居住多年的這顆星球居然如此醜陋，微信登錄界面那渾然天成的藍色星球都是騙人的。與此同時，梨形地球的圖片也在網絡上廣為傳播，那麼地球的形狀到底是怎樣的呢？是否真的如網上的「素顏照」這般呢？

網上盛傳的NASA公布的「地球素顏照」（圖片來自網絡）

網上常見的梨形地球圖（圖片來自網絡）

古代人們對地球形狀的猜想

古時人們常認為，地球是平的。在我國二千多年前的周朝，就有了「天圓如張蓋、地方如棋局」的蓋天說，但隨著生產技術的發展、活動範圍的擴大，一些客觀現象已經不能簡單用「天圓地方」進行概括，於是便有了「渾天說」。

蓋天說（圖片來源：銀河說GalaxSay.com）

「渾天如雞子。天體圓如彈丸，地如雞子中黃，孤居於天內，天大而地小。天表裡有水，天之包地，猶殼之裹黃。天地各乘氣而立，載水而浮。」渾天說的代表作《渾儀注》中，張衡如是說道。他認為恆星密布於像雞蛋殼一樣的「天球」上，日月五星附著於「天球」內壁，而人們生活的土地則像蛋內的蛋黃。渾天說最初認為地球浮在水上，後來又發展為地球浮在氣中，因此才有了迴旋浮動，才有了「地有四遊」。

註：【四遊】古人認為大地和星辰在一年的四季中，分別向東、南、西、北四極移動。

渾天說（圖片來源：銀河說GalaxSay.com）

不僅我國古人們對地球的形態感興趣，古代外國人同樣對地球的形狀充滿好奇，像古代巴比倫人認為大地是龜背般隆起的空心山；古印度人認為大地被四頭大象馱著再站在巨大的海龜身上；古希臘人認為大地像一個盾形凸起的大圓盤；古代俄羅斯人則認為大地像一塊圓盾，由三條極大的鯨用背馱著，使它浮在大洋表面上……

邁向真相的偉大一步

最早提出地球是圓形的人是古希臘哲學家畢達哥拉斯。有一天他來到海邊，眺望海平面時突然發現一個非常有意思的現象：迎面而來的帆船，最初露出水平線的總是船桅的梢，然後出現帆，最後才出現整個船身。經過思考，他大膽猜測大地的表面應該是圓形的。

（圖片來源：銀河說GalaxSay.com）

170年後，希臘哲學家亞里斯多德終於為畢達哥拉斯的猜想提出了有力的證據。他發現當一個人向北方走動時，天空中的點點星辰（北極星）相對地平線的高度時刻在改變。同時他還發現，在發生月食時，月亮邊緣的黑影是圓弧形的。因為當時人們已經知道月食是由於地球擋住太陽光對月球的照射所形成的，所以他認定地球的形狀肯定是圓形的。

（圖片來源：銀河說GalaxSay.com）

葡萄牙探險家麥哲倫為弄清大地形狀，走出了通往真相的偉大一步。1519年9月，他和他的水手們乘著五艘西班牙兵船，從西班牙的桑盧卡爾港出發，一直向西穿過大西洋，到達南美洲東岸。1520年．他們繞過了南美洲南端麥哲倫海峽，又繼續在茫茫無邊的太平洋上航行。他們克服了種種難以想像的困難，終於在1521年到達菲律賓群島。不久，麥哲倫在此遇難。他的船員們繼續向西航行，橫渡印度洋，繞過非洲南端，維多利亞號——五艘船中惟一的一艘於1522年9月6日回到了西班牙。他們第一次完成了環繞地球的偉業，以親身經歷的事實，證明了大地是球形的。

麥哲倫環球旅行航線圖（圖片來自網絡）

地球「三圍」的準確測量

隨著科學技術的發展，測量和模擬計算地球的形狀不再是難題。通過實測和分析，人們得到了確切的數據：地球最高海拔8846.27米（我國西藏與尼泊爾交界處的珠穆朗瑪峰）；最低海拔-11022米（太平洋西部的馬裡亞納海溝），地球的平均赤道半徑為6378.38公裡，極半徑為6356.89公裡。測量還發現，北極地區約高出18.9米，南極地區則低下24～30米。整體來看，地球大致像一個橢球體，其表面極不規則，不便於用數學公式來表達。

為了便於描述地球的形狀，人們常使用「參考橢球體」這一概念。參考橢球體是一個具有微小扁率、非常接近大地體的又可用數學式表達的幾何形體，如下圖紫色輪廓所示。

（圖片來自網絡）

之所以地球不是一個標準的圓形，是由於地球不僅要繞著太陽公轉，同時還要自轉，而地球的表面既有陸地又有水，為了保持內部的引力平衡，在各方「爭鬥」下，就長成了這番模樣。

「土豆地球」、「梨形地球」的觀點源自何方？

被稱為「素顏照」的土豆形地球，其實根本不是地球的形狀圖，它表示的是全球重力變化的空間差異，並且為了顯示效果，也經過了誇張處理。

重力是萬有引力的一個分量，在不同的地區是有細微變化的。比如在赤道地區重力較低，而在兩級地區較高；在青藏高原較低，在海洋地區則一般較高。此外，在有金屬礦床發育的地區，重力一般也較高。 一般來說，密度愈大的地方，重力也愈大。青藏高原的海拔很高，但是其組成物質中，密度較低的巖石佔的比例很大；而海洋地區的巖石密度相對較高，這就是在海洋地區的重力反而大於高原地區的原因。同樣，很多金屬礦床，如鐵礦、銅礦等，它們的密度也大於一般的地殼巖石，在重力圖上就顯示為高密度區。利用這一點，地質學家就可以找到很多金屬礦產。

重力及其差異的資料在很多方面都有重要的應用，如大地測量、重力找礦、海平面變化、潮汐，以及其他諸多的地表及地球內部過程，如冰蓋厚度變化和火山下的巖漿分布等。

研究人員將得到的重力數據放到地球模型上並進行了誇張的處理，以此來更加直觀地表示出研究結果。這就得到了流言中所說的那張「地球素顏照」。

根據歐洲空間局的GOCE衛星數據畫出的第一張全球重力差異模型（圖片來自網絡）

而關於梨形地球的說法，想必大家看了上面的介紹，應該有所了解。我們上面說通過測量，發現北極地區平均約高10多米，而南極則低20-30米，按照下圖的坐標軸，可以表示出下圖的模樣。

（圖片來自網絡）

但網上的圖片則斷章取義，去除坐標軸後，說地球就是這番模樣。要知道，北極、南極平均高了或低了幾十米，地球的半徑卻大致是6300多千米，根本不在一個量級上。

可能有人會說，地球上有那麼多水，看不出地球的坑窪不平，我們把水抽掉後，地球應該是一個「土豆形」的了吧。我們來看，地球最高峰珠峰到地球最低谷的馬裡亞納海溝，不過20公裡，只是地球直徑（約12700公裡）的0.001575。如果將地球縮小成一個直徑50釐米的地球儀（普通教學用地球儀直徑15釐米左右），那麼珠峰與馬溝之差在這個球面上只有0.08毫米，比頭髮絲還要薄一些，所以地球表面的坑窪，相比整個球體的大小來說，並不突出。

我們常見的立體地形地球儀，也都將地形進行了誇張化處理（圖片來自網絡）

那麼地球看起來就應該是橢圓形了嗎？其實通過觀察太空中拍攝地球的照片，我們可以發現，橢圓的程度並沒有那麼明顯的。如前面所說，地球赤道半徑和極半徑之差是22千米。在直徑50釐米的地球儀上，這點差別相當於赤道半徑比極半徑長0.866毫米，肉眼根本沒法分辨。

所以，不必擔心我們的美麗地球素顏很醜，她還是我們心目中那顆玲瓏剔透、圓潤光澤的藍色星球。

藍色星球（圖片來自微信啟動畫面）

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