Форма и размеры Земли

Форма и размеры Земли

Представления о форме и размерах Земли с течением времени менялись вместе с развитием естественных наук.

Форма и размеры Земли были вычислены учёными-геодезистами Ф.Н. Красовским и А.А. Изотовым. Выведенная Изотовым фигура Земли в 1944г. получила название эллипсоида Красовского. Однако эллипсоид Красовского лишь теоретически описывает поверхность Земли. Форма Земли оказалась более сложной, чем эллипсоид. Наиболее близкой к форме Земли является геоид (дословно - землеподобный). Геоид – это некоторая воображаемая форма, по отношению к которой сила тяжести повсеместно направлена перпендикулярно. Она совпадает с уровнем Мирового океана и продолжается, погружаясь под материки, как бы сглаживая их рельеф.

[pic 1]

Рис. 1. Поверхность рельефа, сфероид и геоид.

По современным вычислениям и полученным данным космических аппаратов о Земле получены следующие сведения:

Радиус экватора – 6378,245 км

Радиус полярный 6356,863 км

Радиус средний 6371, 032 км

Объем Земли 1,083 1012 км2

Масса Земли 5,976 1024 кг

Средняя плотность Земли 5,517 г/см3

Возраст Земли 4,5 млрд.лет

Средняя температура Земли 277оК или 14,8оС

Площадь поверхности Земли 510,1 млн. км2

Период вращения вокруг своей оси 23 ч 56 мин 4,09 с

Период обращения вокруг Солнца 365,25 сут

Гравитационное и магнитное поля Земли

Наличие у Земли гравитационного поля является одним из необходимейших условий существования жизни на ней: оно удерживает атмосферу и Мировой океан от их рассеяния в космосе; оно притягивает к поверхности Земли людей, животных и все другие материальные объекты; оно направляет течение рек и т.п. Гравитационное поле Земли подчиняется закону всемирного тяготения.

Ускорение силы тяжести. Увеличение силы тяжести обычно связано с присутствием более плотного вещества, уменьшение указывает на меньшую плотность. Величина ускорения силы тяжести на поверхности в среднем составляет 982 см/с2 (при 983 см/с2 - на полюсе и 978 см/с2- на экваторе), с глубиной сначала увеличивается, затем быстро падает. Максимальное значение ускорения силы тяжести достигает в основании нижней мантии у границы с внешним ядром 1037 см/с2. В пределах ядра Земли ускорение силы тяжести начинает значительно уменьшаться, доходя в центре до 0.

[pic 2]

Помимо гравитационного поля у Земли есть еще магнитное поле.

Различают два вида источников геомагнитного поля: внутренние и внешние. Поле, создаваемое внутренними источниками достаточно постоянное, называется главным, а поле, создаваемое внешними источниками более слабое, - переменным.

Главное магнитное поле Земли характеризуется напряженностью. Картина распределения напряженности поля на поверхности Земли очень сложна, ее представляют специальными картами. Главное геомагнитное поле имеет вековые вариации. Они проявляются в том, что магнитный момент Земли уменьшается, а само поле дрейфует к западу со скоростью 0,15o в год. Очевидно, эти изменения происходят вследствие изменения интенсивности и топологии токовых систем в проводящем ядре Земли, которые и являются источником поля. Из-за вековых вариаций приходится регулярно составлять магнитные карты заново.

Переменное геомагнитное поле характеризуется изменениями, или вариациями, которые различаются по источнику и продолжительности действия. Выделяют: регулярные вариации, магнитные бури и короткопериодические колебания.

Регулярные вариации имеют определенную продолжительность, их период равен или солнечным или лунным суткам. Магнитные бури появляются внезапно, а потом долгое время могут отсутствовать. Их продолжительность может составлять от нескольких десятков минут до нескольких часов. Короткопериодические колебания имеют период от десятых долей секунды до нескольких минут.