Вопрос 1: Фигура и строение Земли
Форма Земли
Древняя Греция: форма Земли определяется как шаровидная.
XVII-XVIII вв.: форма начинает уточняться. Земля сплюснута по оси вращения (разница между осями ок. 21 км). Формировалась под влиянием совместного действия гравитации и центробежных сил. Равнодействующая этих сил - сила тяжести = ускорение, которое приобретает каждое тело у поверхности Земли.
И. Ньютон теоретически обосновал положение, согласно которому Земля должна быть сжата в направлении оси вращения и принять форму эллипсоида, что было впоследствии подтверждено эмпирически.
Позднее было обнаружено, что Земля сжата не только на полюсах, но в небольшой степени и по экватору. Наибольший и наименьший радиусы экватора различаются на 213 м, т.е. Земля является трехосным эллипсоидом.
Реальная поверхность Земли еще более сложна. Наиболее близок к современной фигуре Земли геоид - воображаемая уровенная поверхность, по отношению к которой вектор силы тяжести повсеместно направлен перпендикулярно. На площади акватории океанов геоид совпадает с поверхностью воды, находящейся в полном покое. Расхождение между геоидом и эллипсоидом местами достигает ±(100-150) м, что объясняется неравномерным распределением масс разной плотности в теле Земли, влияющим на изменение силы тяжести, следовательно, и на форму геоида.
В настоящее время для создания геодезической основы карт и других целей в России используется эллипсоид Красовского.
Строение Земли
Непосредственному наблюдению доступны только самые верхние (до глубин 15—20 км) горизонты земной коры, выходящие на поверхность или вскрытые рудниками, шахтами и буровыми скважинами.
Сейсмический метод: регистрация скорости распространения в теле Земли волн, вызываемых землетрясениями или искусственными взрывами. В очагах землетрясений возникают так называемые продольные сейсмические волны, которые рассматриваются как реакция среды на изменение объема, и поперечные волны реакция среды на изменение формы.
Геофизические наблюдения: Земля неоднородна и дифференцирована вдоль радиуса.
В настоящее время известно несколько моделей строения Земли.
Большинство исследователей принимает модель - 3 главные оболочки Земли:
1)земная кора - твердая верхняя оболочка Земли. Ее мощность изменяется от 5-10 км под океанами до 30-40 км в равнинных областях и достигает 50-75 км в горных районах (максимальные значения встречаются под Андами и Гималаями);
Земная кора отделяется от мантии в большинстве случаев достаточно резкой сейсмической границей - поверхностью Mохоровичича (сокращенно Μ οхо, или М).
2)мантия Земли распространяется ниже земной коры до глубины 2900 км от поверхности и подразделяется на две части: верхнюю мантию - до глубины 900-1000 км и нижнюю мантию - от 900-1000 до 2900 км;
Сейсмическим методом в верхней мантии выявлен слой относительно менее плотных, «размягченных» горных пород - астеносфера. Астеносфера располагается на различных глубинах. Твердый надастеносферный слой мантии вместе с земной корой называется литосферой.
3) ядро Земли, где выделяют внешнее ядро, - до глубины около 5120 км и внутреннее ядро — ниже 5120 км.