有關于地球的資料地球的資料( 四 ) _生活百科

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卡文迪許在古老城堡里進行觀測（圖片來源：公共 *** ）
英國科學家卡文迪許熱衷于化學和物理學研究，做了很多著名的實驗，如制取氫氣、燃燒氫氣得到水等。
他從米歇爾那里得到扭稱后，進行了改造，增加了一個反光鏡，可以測到扭稱的微小轉動。
為了避免環境干擾，卡文迪許把扭稱安裝在一個古老城堡里，并從屋外進行觀測。
經過幾年的觀測和計算，1798年，卡文迪許公布了他測定的引力常數值，G=6.67×10?11N·m2/kg2，然后他計算出了地球的質量是
5.96×1024 kg，約為60萬億億噸。
這一數值非常接近現代的測量值：5.965×1024 kg 。
卡文迪許被譽為“之一個稱地球的人” 。他還進一步計算出地球的平均密度是5.448 g/cm3 。
04 地球的內部結構
德國物理學家維歇特（Emil J. Wiechert，1861～1926年）在讀研究生期間就對物理學、地震學、地質學十分感興趣。
當他知道卡文迪許測出地球的密度是5.448 g/cm3以后，忽然想到，地球內部是不是有密度更大的物質呀？
他這樣想是因為，在他身邊能見到的巖石密度都不大，例如，花崗巖的密度是2.7 g/cm3，玄武巖的密度是2.9 g/cm3，橄欖巖的密度是3.3 g/cm3 。
他猜想，地球內部一定有密度在8 g/cm3左右的物質，只有這樣，地球的平均密度才能到5.5 g/cm3 。
有一次，維歇特去參觀博物館，見到一塊鐵隕石，密度為8 g/cm3 。
這啟發他想到地球內部應該有一個鐵質地核。于是，他提出，地球具有雙層結構，并按照這個雙層模型進行了計算。
他的計算結果表明，地球有一個密度為3.2 g/cm3的地幔和一個密度為8.21 g/cm3的地核，地核的半徑是地球半徑的0.779倍，地幔和地核的邊界在地下1408 km處。
1897年，維歇特發表了自己的想法和計算結果。維歇特的假說得到了后來地震觀測資料的修正。

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維歇特的雙層地球模型
說到地震觀測，必須要再提一下我國東漢時期的張衡。他不僅提出了“渾天說”，改良了渾天儀，而且還在公元132年發明了監測地震的“候風地動儀” 。
這是世界上最早的地震儀。
近代地震儀19世紀中后期才出現，原理和張衡的地動儀基本相似，也是利用一件懸掛重物的慣性去記錄地震，但時間卻晚了1700年。

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候風地動儀的模型

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維歇特地震儀，20世紀初德國生產3套
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之一臺近代地震儀由意大利科學家盧伊吉·帕爾米里于1855年發明，之一臺精確的地震儀由英國地理學家約翰·米爾恩于1880年在日本發明。
這些儀器記錄下來的地震是一條具有不同起伏幅度的曲線，標志著地震的強烈程度，稱為地震譜，又稱地震圖。
1897年，英國地質學家奧爾德姆（Richard D. Oldham，1858～1936年）首先在地震圖上識別出了P波、S波和面波，拉開了用地震波研究地球內部結構的帷幕。
P波是壓縮波，又稱縱波，傳播速度快，可以穿過固體和液體。
S波是剪切波，又稱橫波，傳播速度比P波慢，只能穿過固體，不能穿過液體。
地震波在地下傳播穿行時的這一特性幫助科學家們認識了地球的內部結構。

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左圖是地震儀的工作原理，地面震動后帶重錘的指針靠慣性劃出地震譜線；右圖是記錄下來的地震圖
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1906年，奧爾德姆發現，地震波穿行到一定深處后速度開始降低。
他提出，這表明地球內部存在一個液態地核，地核的半徑約為地球半徑的0.4倍。
奧爾德姆的觀點和維歇特的模型不太一樣。在維歇特的模型中，地核的半徑是地球半徑的0.779倍。
1909年，克羅地亞地球物理學家莫霍洛維奇（A. Mohorovicic，1857～1936年）觀測到，在地下30～60公里深處存在一個地震波速度突增的界面，P波速度從6～7 km/s躍增到8 km/s以上，他把這個界面作為地殼和地幔的界面。
后人以Mohorovicic的名字命名這個界面，稱為“莫霍（Moho）面” 。