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地球的运动现象

1851年，法国物理学家傅科用“傅科摆”证明了地球在自转。

博科摆

傅科用一个重达28公斤的摆锤，在法国巴黎向世人证明，地球围绕地轴时刻都在自西向东自转，每次自转一周需要一天的时间，所以我们能够看到太阳每天从东边升起西边落下。

1543年，波兰天文学家哥白尼在《天体运行论》中提出地球公转的概念。地球时刻都在围绕太阳自西向东进行公转，每次公转一周都需要一年的时间，地球公转让我们感受到了四季变化。

除了大家比较熟知的自转和公转以外，地球还在发生一些我们难以察觉的运动变化。比如极移现象。极移也叫地极移动，它是因为地球的自转轴在地球内部发生了移动，所以地极点在地球表面的位置也发生了变化。1765年，欧拉预言地球的惯性极和瞬时极在发生移动。之后，科学家从纬度变化证实了这一预言。又从观测数据中找到了极移的周期性规律。

地球的自转和公转现象已经被大多数人所熟知，地极移动的规律和原因也已经被大家探索出来。在宇宙当中，所有的天体都像是一颗颗大小不一的钢珠，质量大的钢珠就会把时空压出一个凹陷，周围质量小的钢珠就会向它滚落。在滚落的过程中，一些钢珠完全消失，而另一些钢珠则会依靠自身的转动抵消继续坠落的力量，从而出现小钢珠持续围绕大钢珠转动的画面。

太阳系中的太阳就是最大的那颗钢珠，包括地球在内的八大行星都通过围绕太阳旋转而抵消了继续向太阳坠落的力量。所以地球无时无刻都在围绕太阳公转。由于地球悬浮在太阳周围，地球外侧的角动量大于地球内侧的角动量，所以就产生了自西向东的自转。

地球的 “心跳”

地球除了上述的三种“运动变化”之外，还有一个神奇的变化现象。那就是，地球在震动，而且每26秒都会震动一次。这个规律从发现以来已经持续了六十多年。有人说这是地球的“心脏”在跳动，所以才会出现规律的“脉搏”。但是时至今日，人类还没能解释出地球出现规律性震动的原因。

如果把地球“切成两半”，我们可以看到地球中心的结构像洋葱一样层层分明。地球大致可以分为三层，地球的中心是地核，地球的中间是地幔，而地球的表面则是地壳。我们把软流圈上方的区域称之为岩石圈。

厚度达60~120公里的岩石圈包括了一部分上地幔和地壳。而且岩石圈不是一个像蛋壳一样的完整结构，而是由大陆岩石圈、大洋岩石圈拼组而成的一个整体。岩石圈中蕴藏着丰富的矿产资源，比如我国的东北、华北等地区有着大量的煤炭资源，我国的华北、西北等地区有大量的油气资源等。

地球结构

可是谁能想到，如此坚硬且蕴含宝贵资源的岩石层，不仅仅是人类社会发展所需的宝库，也是展示地球“心跳”的重要场所。

1961年6月6日，美国地质学家杰克·奥利弗首次发现岩石层在规律性震动。杰克·奥利弗当时正在哥伦比亚大学的拉蒙特·多尔蒂地球研究所工作。由于当时还没有普及计算机，所以他用纸笔记录下了发生的这一现象。

岩石层

其实这并不是人类首次发现地球震动，因为在人类发明了地震仪以后，可以通过多种方式时刻监测地球的微小变化。人们还把这种几乎无法感知到的小地震称之为微地震。地质学家发现，有些微地震每隔七秒就会出现一次，有些微地震每隔十八秒就会出现一次。但是这些快频微小的变化几乎没有引起很多关注。

但是奥利弗发现的微地震间隔时间为26秒，比其他微地震的震动周期更长。最重要的是，这个微地震在地球上的多个地方都可以监测到。如果说出现地域性微地震可能是地质板块运动造成的。但是间隔26秒的这场微地震能够覆盖到地球上多个位置，显然不能用板块运动来解释它的成因。

在长时间的观察下，人们发现这场微地震不仅覆盖范围极广，而且震动时还会出现不同的变化。比如每当到了夏天，北半球的震感会稍大，但是每当到了冬天，南半球的震感也会稍大。再比如，某些区域如果出现极端天气，比如暴风雪、暴风雨等覆盖范围大而且变化明显的天气，这个区域的震感也会相对更加明显。

随着时间的推移，人们越发好奇这场“地球心跳”的谜团。越来越多的人开始参与观测，想要通过数据分析来解答“地球心跳之谜”。1980年，美国地质调查局的地质学家加里·霍尔科姆发现暴风雨天气下，“地球心跳”的频率不变，但是震感幅度更大。

2006年，科罗拉多大学博尔德分校的地震学家迈克·里茨沃勒通过对多个不同地点的微地震监测数据进行分析，并且通过三角测量法初步确定“地球心跳”微地震的震源中心在非洲西海岸的几内亚湾附近。

虽然“地球心跳”的位置找到了，但是“心跳的原因”依然是个谜。一般来说，地球出现微地震是受到了海上风暴的影响。比如大海突然出现了巨大的风暴，所以巨大的海浪就会不停地拍打周围的海岸，浪花拍打海岸就会引起轻微的地震现象。被波浪拍打形成微地震的过程也被称之为海浪理论。

根据海浪理论，发生风暴的地点和微地震波动周期有着非常紧密的联系。风暴发生的地点距离观测微地震的地点越远，震感传递的时间更长，所以微地震的震动周期就更大。同样的，发生风暴和观测时间也有一定关系，在同样的位置下，观测时间和风暴发生时间越近，微地震的震动周期就越大。

但是“地球心跳”的震动频率始终稳定在26秒一次，显然不符合波浪理论。更重要的是，从初次发现到现在已经过去了六十多年的时间，如果是一场海上风暴引起的微地震，不可能会持续这么久的时间。

“地球心跳”持续跳动这么多年，国内外学者都对其抱有很大的研究兴趣。比如2013年，我国科学院测量与地球物理研究所的曾祥方和他的同事们提出了一个新的思路，他们认为地球的“心跳”原因可能不止一个，说不定是邦尼湾圣多美岛的火山活动引起的。而且火山活动引起微地震并不是个例，曾经阿苏火山活动就曾引起日本出现微地震。

火山活动确实是引起微地震的原因之一，但是目前人类对火山喷发受种种客观原因限制还不够了解。如果“地球心跳”微地震的成因是火山喷发，而且是两个或者以上，或许我们需要对火山喷发有了更多了解以后才能确定。但目前对于“地球心跳”的成因，我们仍然不能妄下结论，至今是个未解之谜。

“地球心跳”证明地球是个生命体？

我们人类自诞生以来始终坚持探索各种位置，从陆地到海洋，从地球到宇宙，所有能够看到的、听到的、监测到的数据都作为我们认识这个世界的依据。但是对于浩瀚的宇宙而言，人类实在太过渺小，我们地球所在的太阳系在宇宙之中也不过是沧海一粟。

在发现地球有持续且稳定的“心跳”以后，有人提出了一个大胆的想法“地球是一个生命体”。有人猜测，我们于地球相当于细胞于人类。地球本身自带的陆地和海洋是他的躯体，水循环和他的身体内循环系统，而地球上的所有生物都可以看作是地球的一个附属品。就像是人体肠道内滋生的菌群一样，在一个合适的条件下，地球之中自然而然地诞生了无数生命。

在地球“体内”，人类就像是细菌一样不断繁衍滋生。某些时候，人类像是益生菌，促进了地球更好地发展。比如人类创造了社会文明，人类了解了各种知识。但更多时候，人类就像是癌细胞。为了更好地繁衍和生存才进行大规模、无节制地破坏，但是却因为目光狭隘加速了自己的毁灭过程。有些时候，人类也像白细胞，通过有效的手段治愈自己对地球曾经造成的伤害。

但是人类始终只是地球的很小的一个组成部分。不论人类的科技多么发达，不论人类的能力多么强大，人类根本无法“伤及”地球的任何根本。比如我们的核武器不会摧毁地球本身，只会摧毁所有人类。比如我们造成的空气污染、水污染以及土地污染，不会让地球爆炸或者消失，只要人类消失，地球用不了几万年就能重新治愈这些问题。

如何利用“地球心跳”？

随着时代的发展，人类的科学技术日新月异，很多新的发明也在人类探索未知事物当中被不断发明。比如，微波炉的研发初衷只是为了能够让航天员在外太空也能吃到有温度的食物。再比如，人类发射的卫星在观测地球、GPS定位等领域显示出了显著优势。

“地球心跳”从发现到现在已经有了六十多年的历史，也许在人类发现它以前，它就已经存在。而且它的活动规律和变化非常稳定，可以用来研究地质结构、气候变化等地球科学。或许在我们还没有真正找到“地球心跳”的原因之前，人类会因为研究其中的奥秘而研发出更多使人类获益的科学技术或者发明创造。

卫星导航

当前，人类面临着资源日益紧缺、人口日益增多等种种挑战。人类未来能否平稳度过病毒、自然灾害等客观因素带来的困苦时期还未可知。

但是所有人类都在为生命的延续而不断努力，有人大力保护自然环境，延续人类在地球生存的时间。有人在努力攻关航天技术，试图在外太空为人类建造新的家园。人类作为地球的一份子，每个人都有责任和义务去关心和爱护地球。

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希望我们每个人都能从自身做起，从小事做起，为保护地球贡献自己的一份力量！