Часть 1. Основы геологии

1.1. Общие сведения о Земле Земля и Космос

Примерно 13,7 миллиарда лет тому назад из объёма равного одному протону вследствие Большого Взрыва образовались миллиарды галактик (Хаббл, 1924). Галактики стремительно разлетаются от места, где произошел Большой Взрыв с огромной скоростью. Самые удаленные галактики расположены от Земли на расстоянии свыше 10 миллиардов световых лет. Каждая галактика состоит из сотен миллионов звезд, часть которых расположена в центре галактики (балдже), часть в ветвях галактик, спиралевидных или закручивающихся. Галактики со спиральными ветвями, а такое строение имеет и наша Галактика, находятся в стадии своей эволюции после происшедшего взрыва в их ядре (балдже). Галактики с закручивающимися ветвями находятся в стадии своей эволюции, когда происходит “возвращение” звезд из рукавов галактики в балдж, т.е. в стадии коллапса. Галактики, представленные только своим балджем находятся в стадии полного коллапса перед очередным взрывом. Период между очередными взрывами галактик примерно оценивается в миллиард лет.

Звезды, как и наше Солнце, также, по-видимому, периодически взрываются, как это видно на примере сверхновых звезд. Одна из таких сверхновых звезд отмечена в китайских летописях XI века. А в том месте, где была Сверхновая, в настоящее время астрономы находят Крабовидную туманность, образовавшуюся вследствие взрыва Сверхновой. По-видимому, и наше Солнце взорвалось 4580 миллионов лет тому назад. Вследствие этого взрыва образовалось “облако”, из которого сформировались планеты Солнечной системы: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон со своими многочисленными спутниками. Между Марсом и Юпитером, возможно, существовала еще одна, десятая, планета - Фаэтон, которая взорвалась под воздействием гравитационных сил Солнца и Юпитера.

Форма и размеры Земли

Первые представления о форме и размерах Земли появились еще в глубокой древности. Античные мыслители (Пифагор - V в. до н.э., Аристотель - III в. до н.э. и др.) высказывали мысль, что наша планета имеет шарообразную форму.

Геодезические и астрономические исследования последующих столетий дали возможность судить о действительной форме Земли и ее размерах. Известно, что формирование Земли происходило под действием двух сил - силы взаимного притяжения частиц ее массы и центробежной силы, обусловленной вращением планеты вокруг своей оси. Равнодействующей обеих названных сил является сила тяжести, выражаемая в ускорении, которое приобретает каждое тело, находящееся у поверхности Земли. На рубеже XVII и XVIII веков впервые Ньютон теоретически обосновал положение о том, что под воздействием силы тяжести Земля должна иметь сжатие в направлении оси вращения и, следовательно, ее форма представляет эллипсоид вращения, или сфероид. Разница полярного и экваториального радиусов составляет 21 км. Последующими детальными измерениями, особенно новыми методами исследования со с искусственных спутников, было показано, что Земля сжата не только на полюсах, но также несколько по экватору (наибольший и наименьший радиусы по экватору отличаются на 210 м), т.е. Земля является не двухосным, а трехосным эллипсоидом. Кроме того, южный полюс расположен ближе к экватору, чем северный.

Наиболее высокая точка на Земле - гора Эверест в Гималаях - достигает 8848 м. Наибольшая глубина 11934 м обнаружена в Марианской впадине Тихого океана. Таким образом, наибольшая амплитуда рельефа земной поверхности составляет немногим менее 20 км. Учитывая эти особенности, немецкий физик Листинг в 1873 г. фигуру Земли назвал геоидом.

Экваториальный радиус Земли равен 6378,245 км, полярный радиус - 6356,863 км, полярное сжатие - 1/298,25. Объём Земли составляет 1,083^.10¹² км³, а масса – 6^.1027 г. Ускорение силы тяжести на полюсах 983 см/с, на экваторе 978 см/с. Площадь поверхности Земли около 510 млн.км², из которых 70,8 % представляет Мировой океан и 29,2 % - суша.