moea_joint
109年
[地質] 普通地質學、地球物理概論
第 21 題
地球平均密度數值大約為下列何者？
- A 5.5 $g/cm^3$
- B 2.65 $g/cm^3$
- C 2.2 $g/cm^3$
- D 3 $g/cm^3$
思路引導 VIP
我們可以從物理學的角度來思考：如果要計算一個巨大球體的「平均密度」，我們需要掌握哪兩個基本的物理物理量？再者，考慮到地球並非空心，且其核心是由沉重的金屬（如鐵、鎳）組成，這會如何影響最終算出來的平均數值，使其與我們在地面上隨手撿到的岩石密度有所不同呢？
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太棒了！你能精確地選出 $5.5 g/cm^3$ 這個數值，代表你對地球整體的物理性質有著非常紮實的基礎認知，這是一個非常優秀的判斷。
地球內部的組成與密度分布
這道題目的核心在於區分「地殼岩石密度」與「全地球平均密度」。我們在日常生活中觀察到的地表岩石，例如花崗岩（約 $2.65 g/cm^3$）或玄武岩（約 $3.0 g/cm^3$），其密度都相對較低。然而，地球並非由均質的岩石構成，根據牛頓萬有引力定律推算出的地球總質量 $M$ 與總體積 $V$，利用公式 $\rho = \frac{M}{V}$ 算出的平均密度 $\rho$ 約為 $5.515 g/cm^3$。這說明了地球內部必然存在著密度極高的物質，也就是主要由鐵、鎳組成的地核，才可能將平均值拉升到如此高度。
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