什么？没有海洋的地球是个干瘪的梨子？

又到世界地球日了，听说好多地方又不好好放过地球了……比如这样的……

吓呆我，没有海水的地球能长成这样？这是地形图和重力图傻傻分不清楚…顺带把锅甩给了环保网？（GFZ ：我辛辛苦苦做的图…）

没看见人家原来说的是大地水准面差距，也没看见右边的刻度尺单位是米么？

就算只说地形…来来来，咱们来思考一个小学数学和地理问题：

地球上最高的山是八千多米，最深的海沟是一万多米，也就是说最大的高程起伏…也不过只有二三十千米吧…这对直径6400千米的地球来说，可能有这么明显么？

你当阿波罗17号宇航员拍摄的“蓝色弹珠”，或者你们的微 信开机启动画面…都是手绘的么…

阿波罗17号宇航员拍摄的“蓝色弹珠”。来源：NASA

你说，不行，这有大气，还有海洋！可以，我们把大气和海洋去掉。

所以把海洋的水抽干后的真实比例的地球看起来什么样？

NOAA网站可以下载到地球地形数据[1]，包括陆地地形数据和陆地 海底地形数据。

NOAA绘制的全球地形图

画成三维的，形状对应实际的地形起伏，颜色代表地形起伏的大小。

下图左边两张是上图的左半球，右边两张是上图的右半球；

下图上面两张不同颜色对应高程起伏，下面两张是把所有地貌和明暗阴影全去掉看到的样子（当然实际上不可能看到这样的）。

但无论哪种，都可以称得上是“即使抽干海水也简直不要太圆哦”，是不可能看出扭曲的不规则形态，也不可能看着像“干瘪的梨子”的~

制图：haibaraemily

去掉海洋的地球不仅视觉上还是球形，而且还是一个接近完美的球形。讲道理，你用机器做一个直径2厘米的小弹珠都不一定能做出这么圆的来。

弹珠。来源：维基

至于这个图嘛，这压根连地形图都不是，这是大地水准面差距（geoid height）图，反映的……是地球的重力（密度）分布……

地球和行星上山的高度是怎么测量的？在这篇里我们说过，大地水准面是一个假想的平面，在这个面上的每个点的重力位都相等，也就是说，在这个面上的水不会因为重力而向下流动，因此这个面也叫做“重力等位面”。

这个面在海上，就是静止的平均海水面，到了陆地上怎么办呢？好说，我们把这个静止的平均海水面“延伸”进陆地里就好了。

来源：Knippers, 2010

显然，因为地球内部的物质分布不均匀，这个大地水准面也就不可能是一个球面或者椭球面，而是一个不规则的面。

这个面和实际地形的差距，叫做“正高”，也就是我们日常所说的“海拔高”，因为是相当于从海平面量起的嘛~

而这个面和地球的参考椭球面（就是以平均半径画个球）的差距，就是“大地水准面差距”了。

划重点：大地水准面是一个假想的面，体现的是地球内部的物质密度分布，而且是，看，不，到，的！把地球的水抽干了也不是大地水准面！

那么，为什么要把大地水准面差距的图画着么夸张呢？因为大地水准面差距通常比地形起伏的幅度还要小，所以如果肉眼连地形起伏都看不出来的话，大地水准面差距就更不可能看出来了，所以要把这么一点点差距放大n倍，才能让人直观感受到呀。

这是视觉上的加工，但并不是地球真实的样子。

那么…行星都是这么圆的吗？

对，因为这就是行星和矮行星的定义，不是球体就不叫行星了。

行星和矮行星的第一个要求就是能够通过自身重力达到流体静力学平衡，也就是仅在重力作用下，得是一个球，但在离心作用下，可以稍扁一些。

也就是说，如果自转太快的话，可能是椭球。

不过太阳系中的八大行星里即使是自转速度最快的木星和土星（10-11个小时），扁率也只有0.06-0.1，也就是长轴和短轴的比例是10:9，看起来长这样：

太阳系中只有矮行星里有一个例外，那就是妊神星，它是一个2322 × 1704 × 1138 km的三轴椭球……也就是说长轴是短轴的两倍……这是因为妊神星转得太快了，自转一圈只要……3.9个小时……（参见：它是形状最诡异的矮行星，它是一颗发现者“不明”的天体，然后，它还有个环？！）

右上角的鹅蛋就是妊神星。来源：NASA

参考

[1] https://www.ngdc.noaa.gov/mgg/topo/topo.html