李偉才

筆名李逆熵,為香港著名科普、科幻作家,音響「發燒友」。1985年香港十大傑出青年,亦為香港科幻會會長。現在謎米香港節目《浩浩熵熵》節目主持人。

「天有多高?地有多厚?」差不多是我們每個人兒時都會提出的問題。今天,稍有科學常識的人都知「天」是無盡的,因為離開了地球便是無盡的太空。而致於「地」,最厚也不過是地球直徑的一半,亦即六千公里左右。但且慢!如果我們說的「天」是我指我們所熟悉的藍天,而「地」是指堅硬穩固的大地,則上述的答案便必須作出一定的修正。

 

眾所周知,固體地球的最外層我們稱為地殼(crust),而之下是厚達數千公里的「地幔層」(mantle)。雖然這兒的物質平均密度較地殼還要高,但由於它們的溫度甚高,所以長期處於不斷翻動的流體狀態,科學家稱這為地幔的「對流運動」(convective motion)。

 

那麼地殼究竟有多厚呢?平均來說這個厚度約為45公里,而這便是「地有多厚」的另一個答案。

 

世界第一高峰的珠穆朗瑪峰海拔近九公里,而最深的海洋瑪利安納海溝深近十公里。也就是說,兩者加起來的垂直延伸只是地殼厚度的40%左右。對於我們渺小的人類而言,這個厚度是驚人的。但對比起地球龐大的身軀,這個厚度卻小得可憐。簡單的計算顯示,地殼之相比於地球,較蘋果皮之比於一個蘋果還要薄!若拿一隻雞蛋作比較,地殼固然較蛋殼還要薄,就是蛋殼之下那層薄膜,也較地殼厚得多。(不信大家可算算:由於地球的平均直徑是12,756公里,地殼的厚度只是這個數值的0.35%即千分之三點五左右。)

 

我們還必須留意的是,45公里只是個平均值。這個數字的背後實包含著巨大的差異。一般來說,海床下的地殼較大陸之上的來得要薄,一些地方只有數公里左右。而在大陸之上,高原區域顯然是地殼最厚之處,例如著名的青藏高原之處便達60多公里厚。當然,無論在海底還是在陸地之上,都會有些地方存在著一些裂縫,以令地幔層的物質有機會穿透地殼湧上地面。這些極高溫的物質還未溢出地面時我們稱之為「岩漿」(magma),而在溢出地面之後則稱為或「熔岩」(lava)。

 

岩漿湧上地面的一個戲劇性形式當然便是火山爆發。從某一個角度看,每當岩漿湧現時,那兒的地殼厚度可被看作為零!

 

也就是說,「地有多厚」的答案原來可以由「零」到接近「七十公里」(由珠峰的頂尖向下計)。

 

那麼「天有多高」呢?如果我們以藍天為定義,則只要我們離開海平面(mean sea level)超過30公里,則大氣層中99%的空氣都會在我們的腳下。由於藍色的天空(當然指日間的睛天)乃由於空氣對入射的太陽光線進行散射(scattering)所呈現的結果,所以在這個高度看,「天空」的顏色已經接近黑色多於接近藍色,而「天高」也可說接近盡頭。

 

三十公里對我們來說已是一個很高的高度。大氣層內所有風霜雨雪等天氣,都只是在十公里以下的「對流層」(troposphere)之內出現。而即使遠程的飛機,最高的航道也只是在「平流層」(stratosphere)底部的十多公里之處,而且機艙之內還必須加壓(和加熱)我們才可生存。然而,對於太空航行來說,這卻仍是太低的高度。要避免高層空氣(那怕對我們來說多麼稀薄)的拖曳作用(術語稱為atmospheric drag),一般的太空船最少都會進入離地面達一百公里的軌道。

 

李偉才facebook 專頁:https://www.facebook.com/DrEddyLee

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