地球引力是怎么形成的

　　引力是存在于自然界中強(qiáng)度最小的相互作用力，你知道地球引力是怎么形成的嗎?學(xué)習(xí)啦小編在此整理了地球引力形成的原因，供大家參閱，希望大家在閱讀過程中有所收獲!

　　地球引力形成的原因

　　假如地球表面完全為自由流動(dòng)的液態(tài)水所覆蓋，那么這種液體水的表面呈現(xiàn)一個(gè)扁球體，在兩極稍平，而在赤道膨脹，這在前邊已經(jīng)作了簡要的敘述。這個(gè)理想的形狀，稱為地球體，它將完美地同全部的重力、轉(zhuǎn)動(dòng)力相平衡。牛頓定律對于引力的表達(dá)是重力遵循的基礎(chǔ)。眾所周知，該定律的基本表述為：m1與m2這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的引力，正比于二者質(zhì)量的乘積，反比于這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)中心之間距離的平方，如果說此處的F為作用在m2上的力，那么R1為從m1指向m2的單位向量，r是m1與m2之間的距離，而A是萬物有引力常數(shù)。加上負(fù)號表示著力是互相吸引的。

　　很明顯，引力是存在于自然界中強(qiáng)度最小的相互作用力。最近還發(fā)現(xiàn)，A的數(shù)值也不是常數(shù)，而是隨著時(shí)間有緩慢的減少。它的這種變化，是由許多原因造成的，其中之一被認(rèn)為是由于地球半徑隨著時(shí)間而增加，這樣反過來，又必將對地球的發(fā)展歷史帶來深刻的影響?？墒牵贸龅腁值變化速率是如此之小，以至于它在整個(gè)地球演化過程中，即在幾十億年的時(shí)間內(nèi)，其變化速率只大約為1%，所以在實(shí)際應(yīng)用上并無什么真正的價(jià)值。

　　由于地球(假定為m1)這個(gè)巨大質(zhì)量的存在，使得m2所產(chǎn)生的加速度，稱做重力加速度。它最早是被伽利略在意大利的比薩斜塔上測定的。在地球表面上這個(gè)數(shù)值一般定為980厘米/秒2，通常又將1厘米/秒2稱為“伽”(gal)，用以紀(jì)念這位偉大的科學(xué)家。重力場是守恒的，也就是說在重力場中，移動(dòng)一個(gè)物體所做的功，獨(dú)立于它所經(jīng)過的路徑，而僅僅取決于它的終點(diǎn)。事實(shí)上，假如該質(zhì)量最終轉(zhuǎn)到它原來出發(fā)時(shí)所處的位置時(shí)，其凈能量的消耗等于0，而不管它在其間所走過的道路是什么。這在自然地理面中，是可以很輕易得到證明的。

　　尋常所見的水分循環(huán)，就是一個(gè)很好的說明重力守恒的例子。一滴水從海洋面上被蒸發(fā)，克服重力，進(jìn)入大氣，這是外界做功的結(jié)果。待它由空中重新回歸到海洋時(shí)(而不管它是直接落入海洋，還是被運(yùn)送到幾千公里之外，又隨著河川逕流回到海洋來的)，放出了原先克服重力時(shí)的那部分功，遵循著重力守恒，使得凈能量的消耗等于0。類似的例子，在地表面是很多的。另外一種對重力守恒的表達(dá)方式就是：動(dòng)能和勢能之和在一個(gè)封閉體系中為一常數(shù)，這涉及到動(dòng)能與勢能的互相轉(zhuǎn)化，也是我們要經(jīng)常使用的一個(gè)規(guī)律。同時(shí)要記住引力是一個(gè)向量，它的方向是沿著地球的質(zhì)量中心與另外一個(gè)物體質(zhì)量中心的連線，這在進(jìn)行向量分析時(shí)，是極為有用的。地球表面的重力大小，一般來說與五個(gè)因素有關(guān)，它們是地理緯度、海拔高度、周圍地體的地形、地球潮汐與地表以下物質(zhì)的密度。這最后一個(gè)因子，僅僅在進(jìn)行重力測量中才有價(jià)值，一般情況下它對重力變化的影響，要比前四個(gè)因子的聯(lián)合效應(yīng)小的多。

　　例如，從赤道到兩極，重力隨著緯度變化的數(shù)量大約為5伽，而油田勘探中的較大重力異常是10毫伽，只相當(dāng)于上述數(shù)字的1/500。在1930年，國際大地測量和地球物理協(xié)會(huì)采用了一個(gè)公式，給出了在地球這個(gè)橢球體上任意一點(diǎn)的重力加速度為：

　　g=g0(1+αsin2Φ+βsin22Φ) (5.9) g——重力加速度;g0——在赤道上的重力加速度，它等于978.0490厘米/秒2;Φ——緯度，常數(shù)α及β分別是0.0052884和-0.0000059。自從1930年以來，由于在重力測量中獲取了大量的資料，特別是通過人造地球衛(wèi)星的準(zhǔn)確測定，上式中的常數(shù)已經(jīng)有了進(jìn)一步的改動(dòng)。

　　地球引力磁場消失的影響和應(yīng)對

　　其間磁場會(huì)出現(xiàn)短暫消失，屆時(shí)將造成的破壞現(xiàn)時(shí)仍難以預(yù)料。不過最少人類射到太空的人造衛(wèi)星都會(huì)因電磁紊亂而毀壞;靠偵測磁場變化本能而遷 徙的候鳥和移居動(dòng)物亦會(huì)不知所措。而對人類來說，太陽粒子風(fēng)暴擾亂大氣層，將令高層大氣升溫，為氣候帶來無法預(yù)知的轉(zhuǎn)變。這將在何時(shí)發(fā)生亦難以估計(jì)。據(jù)分析古代熔巖得出的結(jié)果顯示，在過往同類事件中，磁場減弱的情況可以延續(xù)數(shù)千年。但同時(shí)有其他研究員卻稱，兩極易位有時(shí)只需數(shù)周。而更可怕的是，人類暫時(shí)都沒有解決或應(yīng)對方法。地質(zhì)學(xué)家及古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，地球古代生物之突變與地磁反極有密切關(guān)系。例如中生代恐龍之突然出現(xiàn)及消滅，新生代哺乳動(dòng)物之突然出現(xiàn)，以及有些有孔蟲在幾百萬年前之突然全部滅種，都與地磁反極之時(shí)間完全符合。雖然詳細(xì)之情形還不大清楚，但在地磁反極發(fā)生過程中，一定有一段時(shí)期是無地球磁場的，而此種沒有地球磁場的情況可能對生物之演化有極大影響，使其消滅或突變。

　　地球偶極子主磁場并不固定，根據(jù)百多年來的紀(jì)錄并理論上的分析，我們發(fā)現(xiàn)主磁場會(huì)漸漸減少，以至完全消失。然后變成相反的極位，即磁北極變成磁南極，磁南極變成磁北了!這種南北極周期性的變換，可由巖磁研究之結(jié)果中得到證明。目前的資料顯示，地球主磁場平均每22萬年反極一次，而最近之反極系發(fā)生在70萬年前，這表示第一次地球主磁場之反極似乎早就該來臨了。如果考慮地球的自轉(zhuǎn)等因素，兩極引力強(qiáng)，赤道引力最弱，這也是為什么衛(wèi)星發(fā)射中心的緯度都很低的原因.。不加證明，我們可以給出一個(gè)定理，就是地球引力是連續(xù)變化的，這是顯然的。然后，地心的引力為0，無窮遠(yuǎn)處引力為0，因此可以證明存在一個(gè)地球引力最大值的地方，這個(gè)位置在哪里呢，在萬有引力除去自轉(zhuǎn)離心力作用最大得地方，就是兩極的金屬礦上。北極是冰雪覆蓋的一片汪洋大海地表沒有礦藏，所以這個(gè)引力最大的位置就是南極 查爾斯王子山脈南部的魯克爾山北部的特大磁鐵礦上。