Загальне землезнавство

Різниця між нормальним (теоретичним) та реальним гравітаційними полями називається аномалією сили тяжіння. Аномалії сили тяжіння обумовлюються рельєфом та складом гірських порід. Зокрема, під молодими горами існують значні додатні аномалії сили тяжіння. У місцях концентрації речовини з більшою питомою вагою теж виникають додатні аномалії сили тяжіння, і навпаки.

 

Уплив гравітаційного поля на фігуру та оболонкову будову Землі

а. Фігура Землі – двохосний еліпсоїд, геоїд, кардіоїд.

б. Гравітаційна диференціація речовини зумовила поділ планети Земля на геосфери: внутрішні та зовнішні. У гравітаційному полі Землі речовина, що має більшу густину, прагне опуститися вниз, а легша речовина підіймається угору. Унаслідок розташування земної кори  відповідно до її густини на Землі утворилися ядро, мантія, земна кора, гідросфера, атмосфера.

в.   Земне тяжіння ущільнило внутрішню речовину Землі і сформувало щільне ядро.

г.Ядро при обертанні Землі навколо своєї осі створило магнітосферу.

д.  Величина гравітаційного поля така, що утримує газову оболонку Землі, дозволяючи «вислизати» лише легким елементам – водню і гелію.

Уплив гравітаційного поля Землі на літосферу та мантію 

а. Існування  астеносфери, пластичного розплавленого шару, по якому рухаються літосферні плити, також є функцією сили тяжіння. Плавлення речовини відбувається при певному співвідношенні кількості теплоти й величини тиску. Остання визначається силою тяжіння на відповідній глибині.

б.Сила тяжіння обумовлює прагнення земної кори до ізостатичної рівноваги.

в.Гравітаційне поле Землі зумовлює формування рельєфу. Оскільки розвиток рельєфу є переміщенням речовини, то сила тяжіння грає у ньому провідну роль. Це стосується як ендогенних, так і екзогенних процесів рельєфоутворення.

г.Вертикальне переміщення речовини у надрах Землі під дією сили тяжіння обумовлює виділення значної кількості енергії, яку називають внутрішньою енергією Землі.

д.Величина гравітаційного поля Землі визначає верхню межу висоти гірських хребтів. Вони не можуть бути вищими за 9 кілометрів.

Уплив гравітаційного поля Землі на атмосферу, гідросферу та кругообіг речовин

а.Сферична форма  гравітаційного поля зумовлює дві універсальні форми симетрії – конічну та білатеральну. До кожної ділянки земної поверхні приурочене конусоподібне поле земного тяжіння. Воно впливає на усі тіла на Землі. Якщо тіло «росте» вгору або вниз, воно набуває форму близьку до конічної (гірські вершини, вулканічні конуси, карстові лійки, піщані форми рельєфу, дерева, чагарники тощо). Якщо тіло росте горизонтально, то гравітаційне поле робить його листоподібним : дельти, акумулятивні рівнини, поверхні вирівнювання тощо.

Перехід конічних форм у плоскі утворює схили. Весь рельєф Землі – це поєднання схилів різної крутизни й експозиції.

б. Сила тяжіння необхідна для перебігу процесів циркуляції атмосфери. Згадайте, що нагріте повітря піднімається вгору, бо внаслідок зменшення його маси на нього діє менша сила тяжіння, і навпаки.

в. Дія гравітаційного поля Землі зумовлює вертикальні рухи води в об’єктах гідросфери, призводить до формування певних видів течій.

г. Без гравітаційного поля неможливі кругообіги речовини на Землі. 

д.Атмосферне прикриття забезпечує існування гідросфери, інакше вода випарувалася б і зникла в глибинах Космосу.

е.

2.3.3.. Фігура та розміри Землі

У давнину Землю вважали випуклим диском, у VII ст. до н.е. уже вважали, що  Земля – куля. Ньютон довів, що Земля – еліпсоїд обертання з полярним стисненням. Сучасні уявлення: з одного боку, дійсна форма Землі – геоїд. Це фігура Землі, обмежена рівневою поверхнею, яка співпадає із спокійною поверхнею Світового океану, продовженою під материки. В кожній точці рівневої поверхні прямовисні лінії їй перпендикулярні. Геоїд не є чітко визначеною геометричною фігурою, його неможливо описати математичними формулами. 

Для різних обрахунків, прикладних задач використовується поняття про чітко визначену геометричну фігуру максимально наближену до дійсної фігури Землі. Це трьохосний еліпсоїд  Красовського з полярним та екваторіальним стисненням. Його розміри:

Екваторіальний радіус (велика напіввісь ) a=6 378,245км,

 Полярний радіус ( мала напіввісь)b= 6 356, 863км,

Середній радіус    =6 371,11км.

Полярне стиснення  1/298,3  (21,36км)

Екваторіальне стиснення   1/30 000  (213м)

Довжина меридіану – 40 008,55км

Довжина екватору – 40 075,696км

Площа поверхні – 510 х 106 км 2 .

 

 

2.3.4. Внутрішня будова Землі

Атмосфера, гідросфера, земна кора (об’єм 1,2%, маса = 0,5%), мантія (об’єм 83%, маса = 67% ),ядро (об’єм16%, маса = 31,5%).

Земна кора відділена від мантії поверхнею Мохо, котра під горами опускається на глибину 80 км, під рівнинами 30 – 40 км, а під океанами піднімається до 10 км. Океанічна кора в 5 разів тонша, складається з базальтового шару (середня густина – 2,85г/см3), та осадового чохла.

У континентальній корі є базальтовий, гранітний та осадовий шари. Мантія до глибини 2900 км, tо від 100о на її поверхні до 3 800о на межі з ядром. Густина – від 3,5 г/см3 до 5,2.

У верхній мантії на глибині 100 – 200 км під континентами і 50 – 60 під океанами знаходиться астеносфера. Її температура близька