26. Фигура и строение Земли.

Фигура Земли – понятие модельное, некоторая идеализация с помощью которой стремятся описать форму планеты. В зависимости от цели описания пользуются различными моделями формы планеты – различными фигурами. Расположим известные модели в ряд от наиболее общей ко все более детализированным, считая их последовательными приближениями к истинной форме Земли.

1. Первое приближение – сфера. Это наиболее грубая и наиболее общая модель формы нашей планеты. Сфера не имеет выраженной единственной оси симметрии – все ее оси равноправны, их бесчисленное множество, как и экваторов. Однако Земля, как уже отмечалось, имеет одну ось вращения и экваториальную плоскость – плоскость симметрии (а также плоскости симметрии меридианов). Это несоответствие сферической модели Земли ее реальной форме ощутимо проявляется при изучении горизонтальной структуры ГО, характеризующейся выраженной поясностью и известной симметрией относительно экватора (с элементами дисимметрии).

2. Второе приближение – эллипсоид вращения. Тип симметрии эллипсоида вращения отвечает указанным выше особенностям формы Земли (выраженная ось, экваториальная плоскость симметрии, меридиональные плоскости). Эта модель используется в высшей геодезии для расчета координат, построения картографических сеток и др. вычислений.

Большая полуось = 6378,160 км;

Малая полуось = 6356,777 км;

Разность полуосей эллипсоида вращения = 21 км.

3. Третье приближение – трехосный кардиоидальный эллипсоид вращения. Северный полярный радиус больше южного на 30-100 м.

4. Четвертое приближение – геоид. Геоид – уровенная поверхность, совпадающая со средним уровнем мирового океана (МО) и являющаяся геометрическим местом точек пространства, имеющих одинаковый потенциал тяжести. Теоретически поверхность геоида в каждой точке перпендикулярна к направлению силы тяжести (т.е. линии отвеса) и отождествляется со средним положением спокойной водной поверхности в океанах и открытых морях, мысленно продолженной также и под материками. Поверхность геоида всюду выпуклая (что отвечает выпуклости океанической поверхности). Несмотря на всю сложность своей поверхности, геоид мало отличается от сфероида. Отклонения, за отдельными исключениями, составляют не более +- 100 м, т.е. поверхность геоида редко выступает над поверхностью сфероида более чем на 100 м и редко погружается под поверхность сфероида более чем на такую же величину. Средняя же величина отступления геоида от наиболее удачно подобранного земного эллипсоида не превышает +- 50 м.

Географическая оболочка взаимодействует, с одной стороны, с глубинным веществом планеты, с другой – с верхними слоями атмосферы. Таким образом, глубинное строение Земли оказывает существенное влияние на формирование географической оболочки. Термином «строение Земли» обычно обозначается ее внутреннее, то есть глубинное устройство, начиная от земной коры и до центра планеты.

Масса Земли – 5, 98 х 10 ²⁷ г.

Средняя плотность Земли – 5, 517 г/см ³.

Состав Земли. Согласно современным научным представлениям, Земля состоит из следующих химических элементов: железо – 34, 64 %, кислород – 29, 53 %, кремний – 15, 20%, магний – 12, 70 %, никель – 2, 39 %, сера – 1,93 %, хром – 0, 26 %, марганец – 0, 22 %, кобальт – 0, 13 %, фосфор – 0, 10 %, калий – 0, 07 % и др.

Наиболее достоверные данные о внутреннем строении Земли дают наблюдения над сейсмическими волнами, то есть колебательными движениями земного вещества, вызванными землетрясениями.

Резкое изменение скоростей сейсмических волн (фиксируемое на сейсмографах) на глубине в 70 км и 2900 км отражает скачкообразное увеличение плотности веществ на этих пределах и, следовательно, расслоение Земли на три основные оболочки, или геосферы: до глубины 70 км – земная кора, от 70 км до 2 900 км – мантия Земли, а от нее и до центра Земли – ядро. В ядре выделяются внешнее ядро и внутреннее ядро.