怎样才能称出地球的重量

我们脚下的大地是个硕大无比的球体。古希腊时科学家用巧妙的方法测出了它的半径有6400多千米。但是，人们一直不知道这个巨大的球体有多少重。

地球那么大、那么重，用普通的秤来出地球的重量，那是不可思议的。因为不仅世界上没有这样一杆能称得起地球的巨秤。再说，就算是有，谁也无法拿得起这杆秤。就算有一个力大无穷的大力士能提得起地球，也无法秤我们的地球，因为那个能够称得起地球的人，站在什么地方去称地球呢？人们总不能站在地球上称地球吧！

1750年，英国19岁的科学家卡文迪许向这个难题挑战。那么，他是怎样称出地球的重量的呢？卡文迪是运用牛顿的万有引力定律“称”出地球重量的。根据万有引力定律，两个物体间的引力与两个之间的距离的平方成反比，与两个物体的重量成正比。这个定律为测量地球提供了理论根据。卡文迪许想，如果知道了两个物体之间的引力和距离，知道了其中一个物体的重量，就能计算出另一个物体的重量。这在理论上完全成立。但是，在实际测定中，还必须先了解万有引力的常数K。

卡文迪许通过两个铅球测定出它们之间的引力，然后计算出引力常数。两个普通物体之间的引力是很小的，不容易精确地测出，必须使用很精确的装置。当时人们测量物体之间引力的装置用的是弹簧秤，这种秤的灵敏度太低，不能达到实验要求。卡文迪许利用细丝转动的原理，设计了一个测定引力的装置，细丝转过一个角度，就能计算出两个铅球之间的引力。然后，计算出引力常数。但是，这个方法还是失败了。因为两个铅球之间的引力太小了，细丝扭转的灵敏度还不够大。

灵敏度问题成了测量地球重量的关键！卡文迪许为此伤透了脑筋。有一次，他正在思考这个问题，突然看到几个孩子在做游戏。有个孩子拿着一块小镜子对着太阳，把太阳反射到墙壁上，产生了一个白亮的光斑。小孩子用手稍稍地移动一个角度，光斑就相应地移动了距离。卡文迪许猛然醒悟，这不是距离的放大器吗！灵敏度不是可以通过它来提高吗！

于是，卡文迪许在测量装置上装上一面小镜子。细丝受到另一个铅球微小的引力，小镜子就会偏转一个很小的角度，小镜子反射的光就转动一个相当大距离，很精确地知道引力的大小。利用这个引力常数，再测出一个铅球与地球之间的引力。根据万有引力公式，计算出了地球的重量，即为60万亿亿吨，与现代测量的结果59.76万亿亿吨非常接近。

接下来可能有人要问，地球的重量数值是不是从它形成以来，甚至今后都一直不会变化呢？答案是否定的。因为我们知道，地球在宇宙空间并不是孤立存在的，而是与它周围的宇宙空间不断地发生着物质的交换。

流星和陨石，便是宇宙间物质进入我们地球的最直接表现。据人们在美国墨西哥州某地连续5年的观测结果，求算出地球上每年陨石的平均降落量达16万吨。还有人则估计，陨石的实际降落量（包括在高空中已焚毁的和众多的微细得难以观测的宇宙尘等），其总数应该还要大得多，每年可能达2亿吨。

我们不妨做一道简单的算术题，算算在地球漫长的几十亿年的生涯中，将有多少陨石成为地球的组成。

事实上，我们还知道，根据地球起源的星云假说，在地球形成之初，陨石降落的频度和规模都要比现在大好多倍。从部分已辨认出来的地球陨石坑资料，还可知道有些陨石个体，一个就有几亿到上百亿吨。所以可以想象到，在地球早期由于陨石的加入，曾使地球的重量迅速增加。正是出于这样的考虑，一些人甚至认为，占有地球表面29%面积的陆地地壳，其最初的来源便是坠落的陨石。

这样说来，地球应该是不断加重了吧？答案却是否定的！地球也不是只进不出，它也在不断地丢失着自己的物质，这主要是一些相对较轻的组成物。

通过对地球大气层的测量，我们知道，大气层可以一直延伸到距地面2000多千米处。这里由于距地心遥远，地球的引力已经很弱，因此很难束缚住那里的气体分子和原子，致使它们有可能逃逸到宇宙空间中去。幸亏地球还有一个磁层关卡，否则逃逸量还会大大增加。

此外，地球每年要发生多次大地震，当今还有在活动的活火山500余座，每年从地球深处喷射出大量的熔岩、尘埃和气体。其中，尤其是那些火山喷气会具有很大的动能，能射向高空，最后脱离地球的束缚。

近世人类开发深部矿产，许许多多的石油、天然气和煤都被采掘出来作为燃料，化为灰烬，其结果都会使地球变轻。