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苹果下落的速度会比其他地方略快一些

时间:2022-01-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:艾萨克·牛顿看见苹果落下来,意识到重力会把物体拉向地心。但他不知道,在世界的某些地方,苹果下落的速度会比其他地方略快一些——人们通常不会注意到这一差异,也无法用苹果轻易测量出来。卫星自由落下,但它的速度将其保持在轨道中。他估计,跟自然漂浮在地幔上的位置相比,南部非洲被抬升了大约1000米,岩石的这种过度抬升导致重力增大。
自由落体_牛津通识读本地

艾萨克·牛顿看见苹果落下来,意识到重力会把物体拉向地心。但他不知道,在世界的某些地方,苹果下落的速度会比其他地方略快一些——人们通常不会注意到这一差异,也无法用苹果轻易测量出来。但宇宙飞船可以做到这个。根据道格拉斯·亚当斯在《银河系搭车客指南》中的说法,飞行的秘密,就在于一直在下落,却忘记了着陆。卫星差不多就是这样。卫星自由落下,但它的速度将其保持在轨道中。致密岩石区域更加强劲的万有引力会使卫星加速。在通过重力较小的区域时,卫星则会降速。通过跟踪低空卫星的轨道,地质学家可以绘制出位于轨道下方的地球的重力图。

在比较地球表面的重力图与地球内部的地震层析成像扫描图之后,结果大大出乎地球物理学家的意料。人们本来期待看到,冰冷致密的洋壳板块或因其密度更大而导致过大的地球引力,而由炙热地幔岩所组成的向上升起的地柱密度较小,因而其重力也较小。现实与此相反。情况在南部非洲尤为显著,那里似乎有个巨大的炙热地幔柱在上升,而在印度尼西亚附近,冰冷的板块正在下沉。麻省理工学院的布拉德·黑格对此做出了自己的解释。南部非洲地下的超级地幔柱正在导致相当一大块陆地上升,其上升的高度超出了预期——人们原以为大陆只是在静态的地幔上漂浮。他估计,跟自然漂浮在地幔上的位置相比,南部非洲被抬升了大约1000米,岩石的这种过度抬升导致重力增大。与此相似,印度尼西亚地下潜没的海洋岩石圈把周围的地表均拽在身后,造成重力较小,并导致海平面整个比陆地高出一块。如今就职于亚利桑那大学的克莱门特·蔡斯发现还有各种其他重力异常现象对应了曾经发生过的潜没事件。从加拿大的哈德孙湾,经由北极,穿过西伯利亚和印度,直到南极圈有一个很长的低重力带,似乎可以标记一系列潜没带,在过去的1.25亿年,那里的远古海床插入地幔。人们曾经认为是海平面上升导致了澳大利亚东半部的大部分大陆在大约9000万年前被淹,事实上或许是因为该大陆漂浮在一个远古潜没带上,在其经过时被潜没带拖曳,从而把陆地降低了600多米。

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