Состав и строение Земли

Величина и форма Земли.

Эти вопросы неразрывно связаны и решались параллельно. Еще в 530 году до н.э. Пифагор пришел к выводу о шарообразности Земли, а со времен Птоломея это представление широко распространилось. В XVII веке, когда появилась гипотеза о первоначально жидком состоянии Земли и был открыт И.Ньютоном (1643-1727) закон всемирного тяготения, изменился взгляд и на форму Земли. Стало очевидно, что вращающаяся планета при этих условиях неминуемо получит сжатие у полюсов и растяжение у экватора под влиянием центробежной силы, то есть ее форма близка к эллипсоиду вращения. Установление формы Земли - до сих пор важная задача высшей геодезии и геофизики.

Форма Земли ближе всего напоминает геоид, понятие о котором ввел немецкий ученый И.Б.Листинг в 1873 г. Геоид - воображаемая выровненная поверхность Земли, всюду перпендикулярная к действительному направлению отвеса, т.е. силы тяжести. Она совпадает с зеркалом воды в океанах, находящихся в состоянии абсолютного покоя (мысленно продолженном и под материками).

Понятие геоида имеет глубокий физический смысл. Если бы действительная форма Земли точно ему соответствовала, то на ее поверхности не могло бы происходить никакого перемещения тел под действием силы тяжести, ибо она всюду была бы абсолютно горизонтальной. Поверхность геоида не совпадает ни с действительной поверхностью каменной оболочки Земли, ни с поверхностью идеального эллипсоида вращения. На континентах поверхность геоида лежит выше эллипсоида вращения, но ниже каменной оболочки, в пределах океанов - наоборот.

По международному соглашению 1924 года приняты следующие постоянные величины Земли:

	радиус полярный 6356,863 км;
	радиус экваториальный 6378,245 км;
	радиус средний 6371 км;
	площадь поверхности 510 млн. км2;
	объем 1083204 млн. км3;
	средняя плотность 5,5 г/см3;
	масса 5,976 . 1027 г

Рельеф поверхности Земли.

Рельеф - совокупность всех форм поверхности литосферы или неровности всей каменной оболочки - не только в области суши, но и под водами морей и океанов. Современные материки занимают 149 млн. км² (29,2% поверхности Земли). Большая часть материков имеет поверхность с небольшими абсолютными высотами. Наиболее глубокие впадины океанического дна лежат на глубине свыше 11000 м ниже уровня моря (Марианская впадина - 11022 м), наиболее высокие горные вершины превышают 8000 м (Эверест 8848 м).

Гравитационное поле Земли.

Гравитация, или сила тяжести, обусловливает вес тел, направлена всегда перпендикулярно к поверхности геоида и обратно пропорциональна квадрату расстояния от центра притяжения. Наблюдения над изменением силы тяжести на поверхности Земли производятся при помощи так называемых маятниковых и крутильных весов. Выяснено теоретически, что напряженность силы тяжести постепенно и равномерно убывает по направлению от полюсов к экватору. Однако, фактическое распределение силы тяжести на континентах и в областях океанов неодинаково. На любой широте над океанами сила тяжести больше, чем над континентами. Кроме того, на континентах на фоне равномерного убывания силы тяжести от полюсов к экватору наблюдаются участки ее аномального возрастания или убывания. Они называются положительными и отрицательными гравитационными аномалиями и привлекают внимание геологов как районы возможного залегания полезных ископаемых. Положительные аномалии силы тяжести свидетельствуют о залегании на глубине более плотных масс, которыми обычно являются руды металлов. Отрицательные аномалии - менее плотные массы (каменная соль, нефть, газ).