关于宇宙和地球的科学，是随着人类社会对宇宙和地球的图像数据认

一、问题的提出
仰望苍穹，繁星点点。人类继有文明记载以来赋予苍天与大地之间，不可胜数的故事和传说，载满了政治与经济、思想与文化、宗教与迷信的历史列车。然而，尊重科学与事实的人们，不断地观察、分析、研究从中得到正确地认识，服务于人类社会的政治与经济、科学与技术，思想与文化，使人类社会沿着正确的道路，向前进步和发展。
可是人类对自然界的认识，是受多种客观原因限制的，人们是在克服种种限制而不断地认识世界，改造世界，从而更好地适应世界。
天体是宇宙的重要组成部分。天体之间是在相互作用下变化发展的。地球就是宇宙间无数个天体中的一个，因而地球的存在、变化和发展，就与其它天体运行的关系也是十分密切的：作用于地球上的天体引力与地球自身引力以及各方面运动影响下所形成的地球引力场的存在和变化，对地球的形状，以及海陆变迁、山脉、火山和地震等许多自然现象和自然资源的存在、形成和变化都有很大的影响；因此正确地利用天体引力对地球影响的观点，对于我们正确地认识自然、改造自然都具有深远的现实意。

二、天体引力对地球影响的基本问题
现实世界中，宇宙的天体引力对地球影响状态是十分复杂的，为了进一步简单而清楚地说明其内在关系，有必要给与其相当合理的假设。
(一)、二天体问题
假设当宇宙中仅仅有两个天体存在的时候，那么，它们之间可能存在三种基本状态：第一、相互吸引，最终碰撞在一起，使二者之间距离为0；第二、相互离异，最终二者之间的距离趋向无穷大；第三、相互公转，系统周期内平均距离恒定。然而，考察研究静态下两天体的引力作用，对地球形状的影响是十分重要的，况且在短时间（一天、或一年、或更长的时间）内，宇宙中的许多天体相对于地球来说，很难用上述三种状态来说明，所以，给与地球与某天体短期内相对静态的特殊关系的假设是十分必要的，这里分为四种状态进行研究。
假如宇宙中只有M地球和N天体，M地球为钢性圆球天体，质量等于现实地球并集中于中心，N天体的质量相当于月亮，当两天体被无质量的墙壁和绳索固定的时候，那么二者可表示成（图一、1所示） 。
如果M地球表面上有4个外形相同质量等于1kg的物体，分布在A、B1、B2、C四个点上，则受N天体的影响，使M钢性圆形地球的地心对该4个物体的引力有│FA│>│FB1│= │FB2│>│FC│。纵使有MN之间距离趋向无穷小而接近无穷大，或N质量差

无穷小而接近零，那么│FA│>│FB1│=│FB2│>│FC│恒成立（如图一、2所示）。传统上的引力位理论把这一问题接近无穷远状态时，而在引力位理论中忽略不计，严格意义上来说，这是错误的。
如果MN相对静止，且无自转公转，当M地球视为绝对刚体，且质量集中在M的中心，当不受外天体引力作用时，表面被3km的液体水所均匀覆盖。当有N天体对其有引力作用时，则有液体水，由于受天体引力的作用，向N天体方向凸出（如图一、3）。凸起的程度与N天体质量的大小和距离的远近有关。
当N天体为月球时，与M地球相互公转，则有公转离心力使得A方向也产生凸起，其凸起大小近似等于C方向（如图一、5所示），但应当指出公转离心力所造成的A方向的凸起问题，严格意义上说它不属于天体引力范畴（但可以等效成天体引力的作用）。而地球的自转使（图一、3）的凸起程度降低（如图一、4所示），这是地球自转的重要物理意义之一，这也是地球的自转造成地球纬度地带性（纬度间相对不平衡天体引力）存在的客观基础。
然而，地球存在自转，地球自转使（图一`3）得凸起程度降低（如图一`4所示），同时地球的自转使潮汐的峰谷与天体位置并非直接对应，而产生滞后角（如图一、6所示）。
另外需要指出的是太阳相对于地球公转离心力所产的潮汐变化，要比地球相对月球所产生的潮汐复杂得多，因为太阳是相对地月系质心公转的，而绝不是地球中心。
（二）、三天体对M地球的引力问题
如果M地球为钢性的圆球状天体，地球表面被3km的液体水覆盖，如果M地球所在的宇宙中

即地球的平均子午线偏离理想随球体，实际上就是由于地球自转的惯性离心力和以银河系为中心的纬度间相对不平衡天体引力二力迭加作用的结果。
总之，传统的引力位理论，把接近无穷远点的天体忽略不计，以及“对地球影响最大的是月球，引力是10的负8次方，不足以引发大地震”，的思想观点是极其错误的。客观世界的天体及天体系统，对地球不同的方位和作用时间的长短等方面的变化，对地球有很大的影响。只有认真研究天体及天体系统对地球变化的过程，才能更好地认识自然改造自然。

三、流体地球科学与工程流体力学的异同
流体地球科学与工程流体力学的发展概况。
流体地球科学是人们在研究地震过程和开采石油、天然气、以及研究矿藏的形成等科研和生产生活的过程中，起初是为了补充和说明固体地球物理所不能解释的一些客观问题而逐步发展起来，并且在近年来有逐步向解释地球动力学方向发展。它业已涉及宇宙引力环境的形位差异，影响地球物质结构组成的位置势能的作用，进而直接或间接地影响地震过程机制解，乃至于矿产资源的形成和变化等诸多问题。而工程流体力学的科学技术是随着现代科学技术事业的飞跃发展，已使液压技术形成专门的技术领域。特别是进入20世纪50年代以后，液压传动技术得到了很大发展，机床、工程机械、现代国防科技和水利工程等各个领域都得到了广泛应用。
流体地球科学和工程流体力学的不同点和相同点。
工程流体力学将溶液装在不同的固体容器中，其流体质点均匀连续而不间断地分布着。而流体地球科学是将固体物质形变过程放置在溶液中考察和研究位置势能变化对固体物质，在高低压差变化作用下对质点的不均匀性变化及物质结构和形态变化的影响，例如地球的岩石圈层外有大气和海洋，内有地幔岩浆，在天体引力变化的作用下相应的介质在不同的地点和时刻，内外圈层之间通过岩石圈结构上的断层和“空穴”进行复杂的物质和能量交换，从而进一步地影响岩石圈结构和形态乃至于整个地球形状的变化。
动力源不同。工程流体力学的动力源是机械运动或热力膨胀与收缩而产生的使液体流动的压力差，而流体地球科学的动力是由内外引力共同作用而引起地球组成物质在势能差作用下的运动。
流体的粘滞性不同。工程流体力学，从粘滞系数几乎为零的空气到粘滞系数较高的液压油，但其必须都是流体；而地球的流体科学研究范围从粘滞系数为零的高空大气开始到刚度很强的固体岩层朔性流变问题的终结。
空间尺度不同。工程流体力学研究的空间尺度较短，人类制造最长的石油或天然气等流体工程的输送管路只有数千公里；而流体地球科学研究的空间尺度，在水平方向从地球的南极到北极，垂直方向从地球大气的上界到地球中心的地核。
压差数值不同。工程流体力学研究使用的范围是在人类能够控制的压力值内，而流体地球科学研究的压力差数值范围很大，有的只能靠理论计算，人类能控制的压力差值范围在时间和空间上只占很小的一部分。

流体地球科学和工程流体力学的相同点，都是流体物质在内外压力作用下在位置势能改变对周围介子环境存在状态影响的问题。也就是，在化学性质不变的情况下，物质质点间随着压力的降低或升高质点间吸收或放出热量，反过来随着周围温度的升高或降低对质点间周围的压力增强或减弱的问题；在化学性质变化的情况下，对周围介质物理状态的热力、压力和结构状态的影响，还有物理形态的变化对化学性质的影响问题。
工程流体动力学的某些基本思想，可以在地球物理学中运用，但应注意其适用范围，并应充分考虑地球的客观性问题。
例如，从地球表面各点，到地球中心做一个连通器，连通器和自由空气的接触面，就是一个位置势能相等的水准面，这个水准面可以看成一个覆盖全球的海平面，海平面和水准面的存在说明地球对地表各点的引力是均匀相等的，根据帕斯卡定理，相同深度液体压力相等，当考虑到地球中心点时，因地表到达地球中心的路径长度不一致，这就产生了中心点压力不相等的问题，这是不符合客观事实的，所以帕斯卡定理的适用范围在这里已不能满足需要。我们研究地球深层次的需要，所以发现从地球表面到地球中心只有深径和心径比值相等的各点压力才相等，从而发现：地球现今南北半球不对称的本质原因是以银河系为中心的纬度间不平衡天体引力和地球自身引力作用下，由地球物质均衡补偿作用后的结果，从而解决了地球动力学最为简单最为基本的问题（参阅图四）。

八、海陆变迁和山脉、火山、地震
构成地球的物质是复杂的，其主要表现为，实际地球是由既具有弹性又具有塑性的各类物质组成的实体，这些物质的结构差异，使得地表重力和内部压力分布状况变得极为复杂。 作用在地球上的天体引力也是在不断地变化的，而受其变动影响反应较敏感的首先是海洋。不断变化的天体引力，不仅能使海陆发生变迁，且能使地球本身内部压力发生变化，从而使构成地球物质的物理性质和化学性质发生变化，从而相应地使地球上产生山脉、火山和地震等自然地理事物的存在和变化，同时又进一步使地球上的海陆分布不均匀。
构成地球的物质是复杂的，客观物质的复杂性表现为既非是绝对的刚体，也非是绝对的流体。这就是说，地球是由既具有弹性又具有塑性的岩石圈层的固体、以及地幔地表海洋的流体和地球表层空间的气体等各类物质组合而成的物质实体。从地球陆地和海洋的表面直到地球的中心，既有刚度较强的固体陆地和海洋底的岩壳、固体内地核，也有刚度很弱的液体海洋和空间大气。这些物质结构的差异性，使得地表重力和内部压力的分布状况，表面有些不象图四所论述的那样，但是图四所论述的客观规律特性是不依人们的意志为转移的客观规律。
一般地说，严格意义上讲，潮汐现象就属海陆变迁的一种形式，只不过是大陆和海洋存在位置相对变化的规模小而周期短，使得全球海岸线变化情况不易看出罢了。但是确切地说，能够引起大陆和海洋位置，及海岸线全球性大规模变化迁移的，乃是宇宙引力场（如银河系中心等）作用于地球上纬度间相对不平衡天体引力大规模相对变化作用的结果。
作用于地球上的纬度间相对不平衡天体引力是在不断地变化着的，当然，图二、三、四所假设天球上的质量分布状况也不是永恒不变的，因为客观事物是在不断地运动，静止不变的东西是没有的。也就是说整个宇宙的天体、星系和星团都在不断地运动着。如果从数年至数亿年等不同的时间尺度来考察，那么其必有发生相对变化的时候。假设图八所示的1.1亿年前变到现在，其变化时间为1秒的话，由于宇宙间银河系中心天体的运行使作有在地球上纬度间相对不平衡天体引力发生南北相对应的变化，那么地球为了寻求各方面物质应力新的平衡，即使得地球内部等压力和外部等重力的点、线、面、体等的地质空间位置发生了相应的变化而形成势力差，而地球要消灭此势力差而将移动的物质首先是海洋，在寻求新的平衡过程中海洋和陆地势必将有新的分布，重新装饰着地球的形状，这样地球的外包容体的形状将发生新的变化。在宇宙地质史上的在“银河年”周期里发生了图八所示的变化。
既然海洋有大规模的变迁，那么岩石圈层也将有新的调整。简单的历史事实是：由于纬度间相对不平衡的天体引力发生了巨大相对变化过程中，可推到距离我们现在最近的地壳运动—喜山I期56（百万年）II期48（百万年），使青藏高原在50—40（百万年）开始形成陆地并慢速隆升。
从图八和图四中我们明显地看出喜马拉雅山运动主要是受银河系中心作用的纬度间相

好