梁建中

我們常用 “天高地厚”來(lái)形容天地的廣大遼闊。長(zhǎng)期以來(lái)， “天有多高，地有多厚？”人們眾說(shuō)不一。其實(shí) “地有多厚”的問(wèn)題很好解決。地球內(nèi)部圈層包括地殼、地幔和地核。雖然人們渴望 “向地球的心臟進(jìn)軍”，徹底搞清楚地球內(nèi)部狀況，在陸地上鉆探地層的最強(qiáng)勁鉆機(jī)現(xiàn)在只能鉆入地下十千米多一點(diǎn)，而海洋的鉆探最深只有九千多米，這個(gè)深度只有地殼厚度的 1/3。目前世界上深井記錄為12 300 米 （俄羅斯科拉半島一口深鉆），只占地球半徑的 1/530，所以還不能用直接觀察的方法來(lái)研究地球內(nèi)部構(gòu)造?，F(xiàn)在主要采用地球物理方法，利用地震波的傳播變化來(lái)研究地球內(nèi)部構(gòu)造情況。地殼是地球表面的一層薄殼，其厚度大致為地球半徑的 1/400，但各處厚度不一，大陸部分平均厚度約 37 千米，而海洋部分平均厚度則只有約7千米。一般說(shuō)來(lái)，高山、高原部分地殼最厚，如我國(guó)青藏高原地殼最厚可達(dá) 70 千米。如果這里指的地厚是地殼的話，其厚度就是7～70千米。

但是要知道 “天高”，就有些難了。嚴(yán)格意義上講，地球上面下面都是天，也就無(wú)所謂天上天下。但非得要衡量的話可以從地球往上找。前蘇聯(lián) 9 位科學(xué)家曾在1989 年乘氣球?qū)μ炜疹伾髁艘淮卧敿?xì)的觀測(cè)。當(dāng)他們從地面上升到 8.5 千米的高空時(shí)，天空一直是青色的，上升到 10.8千米的高空時(shí)，天空成了暗青色，超過(guò)18 千米高空之后，由于空氣非常稀薄，光不發(fā)生散射，天空成了一片暗黑色，這時(shí)太陽(yáng)和星星同輝。由此可見(jiàn)，青天離地面距離只有 10 千米左右。

一般說(shuō)的天高，自然從地面算起?？墒撬愕侥膬簽橹鼓兀客ǔＪ侵复髿鈱拥母叨?，如果沒(méi)有大氣，人們看到的將不是那令人心醉的藍(lán)天，而是黑沉沉的宇宙空間。我們的藍(lán)天其實(shí)就是大氣圈。過(guò)去認(rèn)為厚約 800 千米，后探測(cè)到在距地面1 000 至 2 000 千米高處仍有空氣存在。近二十年來(lái)，根據(jù)人造地球衛(wèi)星和宇宙火箭的考察結(jié)果。在 2 000 至 3 000 千米的高空，也找到了氣體分子。在遠(yuǎn)離地球 16 000 千米的高空，還存在著氣體的痕跡。

具體地說(shuō)，地球大氣在垂直方向上分成5個(gè)層次，即對(duì)流層、平流層、中間層、暖層和逃逸層。對(duì)流層處于地球大氣圈的最低層，厚度雖然只有 8～18 千米，但卻集中了大氣全部質(zhì)量的 3/4 以及幾乎全部的大氣水汽。對(duì)流層存在著強(qiáng)烈的空氣對(duì)流運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，風(fēng)、雨、雪、雷電和寒潮等天氣現(xiàn)象都發(fā)生在這里。我們看到的藍(lán)天也到此為止。

到了平流層后，水汽、雜質(zhì)很少，云、雨現(xiàn)象也少見(jiàn)。平流層氣流平穩(wěn)，能見(jiàn)度高，有利于飛機(jī)的安全飛行。中間層的氣溫隨高度遞減，層頂部氣溫降到負(fù)113℃，幾乎是大氣圈中溫度最低的區(qū)域。暖層，顧名思義，氣溫隨高度迅速遞增，在層頂氣溫可達(dá)到 1 000 ℃以上。由于空氣密度很低，宇航員們?cè)陔x地球500～700 千米高度的軌道上處于 “失重”狀態(tài)，即就是在這一層。

在逃逸層里，氣溫隨高度遞增，空氣密度極小，具有逃逸速度的粒子可以克服地球引力，不斷地逃往太空。但是根據(jù)目前衛(wèi)星觀測(cè)資料分析，在 22 000 千米的高度上，離子密度仍可以達(dá)到10個(gè)/立方米?？梢?jiàn)地球大氣圈和星際太空之間，并沒(méi)有明顯的分界。但是我們的火箭載著衛(wèi)星一直飛上 3.6 萬(wàn)千米高的太空，這應(yīng)該是天上天了。

知道了天這么高，那天高能任鳥(niǎo)飛嗎？鳥(niǎo)兒飛行的高度和天氣也有關(guān)系，在萬(wàn)里無(wú)云、風(fēng)和日麗的天氣里，鳥(niǎo)兒飛得比較高；相反，在多云、雨霧或有較強(qiáng)逆風(fēng)的壞天氣里，鳥(niǎo)兒飛得低。這說(shuō)明鳥(niǎo)大多還是在對(duì)流層飛行。鳥(niǎo)類學(xué)家告訴我們：不同種類的鳥(niǎo)兒飛行高度也不一樣。例如燕子是 450 米，百靈鳥(niǎo)飛行高度可達(dá)1 900 米。一般說(shuō)來(lái)，普通小鳥(niǎo)飛行的高度不超過(guò) 400 米，鸛、雁等比較大型的鳥(niǎo)類飛行高度在 1 900 米左右，大型猛禽鷲可以飛到 3 000米以上。但它還不是冠軍，天鵝曾飛越世界屋脊珠穆朗瑪峰，這就是說(shuō)它飛行的高度在海拔 8 848 米以上 （據(jù)稱可達(dá)到9 144米），其他會(huì)飛的動(dòng)物只好望塵莫及了。

編輯/姜雯