2 Форма, размеры и физические поля Земли.

Земля имеет сложную конфигурацию, ее форма не соот­ветствует ни одной из правильных геометрических фигур. Фигура Земли ограничивается воображаемой поверхностью, совпадающей с поверхностью воды в Мировом океане, условно продолжен­ной под материками таким образом, чтобы отвесная линия в любой точке земного шара была перпендикулярна к этой по­верхности. Такую форму называют геоидом.

Земля - сплюснутый с полюсов шар. Экваториальный радиус (большая полуось эллипсоида - а) равен 6878км 245 м, полярный радиус (малая полуось - б) составляет 6356 км 863 м. Сжатие Земли (отно­шение разности между большой и малой полуосями к боль­шой полуоси) составляет (а - б)/а = 1/298,3. Средний радиус Земли принимают равным 6 371 км. Наиболее высокая точка на Земле (Эверест - Джо­молунгма) имеет высоту 8 848 м. Наибольшая глубина океана обнаружена в Марианском желобе Тихого океана - 11 022 м. Площадь по­верхности Земли составляет 510 083 000 км², или приблизи­тельно 5,10 • 10⁸ км², объем - 1,083• 10¹² км³, масса - 5,976*10²¹т, средняя плотность - 5,52 г/см³.

Любое физическое поле Земли - это определенная область, ха­рактеризующаяся естественными физическими параметрами: тем­пературой, силой тяжести, величиной магнитного напряжения и др. Генерация всякого физического поля создается материальными ис­точниками, благодаря действию которых поле, приобретая физи­ческие константы, регистрируется и изучается.

3 Гравитационное поле земли. Сила тяжести и ее аномалии.

Источником гравитационного поля Земли является ее масса. Сила тяжести - равнодействующая силы притяжения и центробежной силы. Сила притяжения является функцией массы тел и расстояния между ними"Ускорение свободного падения, принятое за эталон, измерено в Потсдаме ц равно 981,274 см/с³. Ускорение свободного падения за­висит от высоты точки наблюдения над поверхностью Земли (чем выше точка, тем больше центробежная сила и меньше сила тяжес­ти; на высоте около 36 • 10³ км сила тяжести равна нулю), от широты местности (центробежная сила уменьшается до нуля на полюсах, что вызывает увеличение силы тяжести). Меняется ускорение сво­бодного падения в зависимости от величины радиуса Земли: на эк­ваторе

Ближе к центру увеличение плотнос­ти, в связи с уменьшением массы веще­ства Земли, уже практически не влияет на величину ускорения свободного па­дения и в центре оно становится равным нулю. Отсюда следует, что поле силы тя­жести Земли имеет две границы: на вы­соте 36 • 10³ км от ее поверхности и в ее центре. Максимальные и наиболее устойчи­вые значения напряженности этого поля наблюдаются в приповерхностных ус­ловиях и в недрах до глубины 2 500 км

4 Тепловое поле земли и его источники. Геотермические ступень и градиент.

За длительную историю существование Земли ее термический режим претерпел существенные изменения. Установлено, что сред­няя температура атмосферы у поверхности Земли 3,8 млрд. лет назад составляла 90-150 °С, а в настоящее время снизилась до +14°С (А.Е. Михайлов, 1981).

Тепловое поле Земли формируется под действием внешних и внутренних источников. К внешним источникам относится теп­ло, получаемое Землей от Солнца. Солнечное тепло прогревает приповерхностный слой Земли на глубину 10 - 30 м, а суточные и сезонные колебания температуры составляют при этом от -89 °С до +70 °С и выше. Средняя глубина проникновения солнечного тепла достигает 25 м. Естественно, что глубина эта меняется в широких пределах в зависимости от геогра­фического положения местности и целого ряда других причин. Слой Земли, где температура не меняется, называется поясом постоянных температур. Расчетными данными установлено, что Земля излучает в косми­ческое пространство гораздо больше тепла, чем получает от Солнца. Отсюда следует, что основное тепло Земля получает из собственных недр. Предположительно, существуют следующие внутренние ис­точники глубинного тепла Земли: тепло, генерируемое процессами гравитационного сжатия; тепло, сохранившееся от времени расплав­ленного состояния Земли; тепло энергии радиоактивного распада долгоживущих изотопов и некоторые другие менее масштабные теп­ловые источники. Дополнительным источником тепла может быть приливное тре­ние, возникающее при замедленном вращении Земли из-за прилив­ного взаимодействия с Луной и в меньшей степени с Солнцем. С глубиной температура земных недр увеличивается. Нарастание температуры (°С) на единицу глубины (м) называют геотермическим градиентом, среднее значение которого равно 3,3°С на каждые 100 м погружения. Глубина в метрах, на протяжении которой температура увеличивается на 1°С , называется геотермической ступенью. Измене­ние этих параметров зависит от многих причин: геотермической об­становки, эндогенной активности региона, теплопроводности гор­ных пород. Высокие значения градиента до 20 °С на 100 м отмечаются в зонах субдукции активных континентальных окраин в Курило-Кам-чатской вулканической зоне Тихоокеанской окраины. Одной из причин уменьшения гео­термического градиента может быть более интенсивный конвектив­ный теплообмен. Геотермический градиент от нижней мантии к ядру сокраща­ется на 1,2 К.