Гравитационное поле Земли (строение, образование, свойства, значение).
Гравитационное поле Земли — поле силы тяжести, обусловленное тяготением Земли и центробежной силой, вызванной её суточным вращением. Характеризуется силой тяжести, потенциалом силы тяжести и различными его производными.
Строение
Обычно гравитационное поле Земли представляют состоящим из 2 частей: нормальной и аномальной.
Основная — нормальная часть поля соответствует схематизированной модели Земли в виде эллипсоида вращения (нормальная Земля). Поверхность нормальной Земли считают уровенной, т. е. потенциал силы тяжести во всех её точках имеет одинаковое значение, сила тяжести направлена к ней по нормали и изменяется по простому закону.
А
номальная
часть
гравитационного поля Земли по величине
меньше, чем нормальная, и изменяется
сложным образом. Поскольку положения
Луны и Солнца относительно Земли
изменяются, то происходит периодическая
вариация гравитационного поля Земли.
Это вызывает приливные деформации
Земли, в т. ч. морские приливы. Существуют
также неприливные изменения гравитационного
поля Земли во времени, которые возникают
из-за перераспределения масс в земных
недрах, тектонических движений,
землетрясений, извержения вулканов,
перемещения водных и атмосферных масс,
изменения угловой скорости и мгновенной
оси суточного вращения Земли. Многие
величины неприливных изменений
гравитационного поля Земли не наблюдаются
и оценены только теоретически.
Исследования гравитационного поля Земли показали, что, как правило, на континентах аномалии положительные, а в океанах отрицательные. Вдоль береговой линии океан – суша аномалии силы тяжести близки к нулю, свидетельствуя о том, что положение этой линии отождествляет эталонный разрез литосферы.
Свойства
1. Оно непрерывно распределено в пространстве, проникает в другие поля и вещества.
2. Это поле действует с некоторой силой на все тела, помещенные в это поле.
3. Характеризуется гравитационным зарядом – массой.
4. Осуществляет притяжение между телами.
Образование
Образуется благодаря массе планеты и её распределению. Гравитационное поле создается благодаря притяжению массы Земли, чем больше масса объекта, тем сильнее его гравитационное поле. Неоднородное распределение массы внутри Земли (ядро, мантия и кора) приводит к вариациям в силе тяжести. Например, горные цепи и глубокие океаны влияют на локальные изменения гравитационного поля. Данное поле также подвержено влиянию других небесных тел, таких как Луна и Солнце. Их притяжение вызывает приливы и отливы в океанах. Луна создает свое собственное гравитационное поле, которое приводит в движение водные массы на Земле.
Значение
1. Формирует геоид: определяет поверхность, от которой измеряются высоты на Земле, как "продолжение" уровня океана.
2. Изучение внутренней структуры: позволяет анализировать распределение плотности вещества в недрах, равновесие и напряжения, выявляя аномалии гравитации.
3. Космические расчеты: обеспечивает точность определения орбит спутников и траекторий межпланетных аппаратов.
4. Геологические исследования: помогает в поиске залежей полезных ископаемых и изучении строения земной коры на основе гравитационных аномалий.
5. Фундаментальные константы: используется для определения базовых величин в геодезии, астрономии и геофизике, играя ключевую роль в их расчетах.