Взаимовлияние космических тел

Все тела космической системы связаны друг с другом и оказывают взаимное воздействие. Прежде всего, оно связано с гравитацией. Для Земли гравитация – не только «привязь» к Солнцу, но и «привязь» Луны к Земле. Гравитационное притяжение Солнца и, особенно, Луны вызывает приливы не только в морях и океанах, но и в твердой оболочке – литосфере. Величина прилива в водной оболочке достигает нескольким метров, а в литосфере – 30-50 см. Приливная волна изо дня в день дважды в сутки обегает Землю, производя громадную работу, в том числе по торможению вращения Земли. На Луне подобное воздействие привело к остановке вращения Луны по отношению к Земле.

Поверхность Земли улавливает часть (весьма мизерную) солнечного теплового и электромагнитного излучения. Этой энергии достаточно для проявления мощных геологических процессов: эоловых, деятельности рек, ледников, морских волн и течений и др.

Падающие на поверхность Земли крупные метеориты оставляют шрамы – метеоритные кратеры (астроблемы) от десятков и сотен метров до десятков километров диаметром. По многим предположениям, Земля, как и прочие планеты и даже Солнце, возникла за счет объединения (аккреции) метеоритных тел.

Общие физические свойства планеты Земля: форма, масса, размеры, объем, площадь поверхности

Истинную геометрическую форму Земли назвали геоидом – телом с воображаемой поверхностью, совпадающей с поверхностью спокойного океана, которая на суше мысленно продолжается под материками и островами. Сферической (шарообразной) Землю считали древние греки. Первое предположение о том, что Земля должна иметь форму сфероида вращения, сделал Ньютон.

Полярный радиус R_п равен6356,8 км, экваториальный радиус R_э равен 6378,2 км. Коэффициент полярного уплощения 1/300. Средняя плотность вещества Земли 5,117. Объем земного шара 1,083*10⁹ км³, площадь поверхности – 509 950 714 км².

Внутреннее строение Земли

Земля состоит из нескольких оболочек, отличающихся составом, плотностью вещества, его физическим состоянием. Об этом говорят наблюдения за скоростью распространения сейсмических волн. Исследования Мохоровичича (1912), Голицына и др. показали, что Земля состоит из 3-х главных оболочек: земной коры, мантии, ядра. Каждая их них состоит из оболочек 2-го порядка, некоторые будут кратко охарактеризованы ниже.

Земное ядро начинается с глубины 2019 км от поверхности эллипсоида вращения. Размеры его удалось установить по величине сейсмической тени в поперечных сейсмических волнах, отбрасываемой на противоположную сторону Земли при сильных землетрясениях. Кроме того, на границе ядра в полтора раза падает скорость продольных сейсмических волн. Эту поверхность принято считать поверхностью раздела сфер с разной плотностью вещества, находящихся в разных агрегатных состояниях. Плотность вещества ядра может меняться от 10-12 у верхней границы до 15-17 в центре. Затухание поперечных сейсмических волн в пределах ядра заставляет считать его «жидким», поскольку в условиях земной поверхности эти волны затухают в жидких средах. Состав ядра, из-за высокой плотности вещества, наличия магнитного поля, дефицита железа в земной коре по сравнению со средним составом метеоритов, предполагается железо-никелевым. Содержание никеля оценивается примерно в 10 %.

Мантия облекает ядро, имеет толщину около 2900 км, состоит, главным образом, из железо-магнезиальных силикатов, таких, например, как оливин, пироксены, гранаты и др. Плотность вещества, по разным оценкам, изменяется от 3,5-4 до 6-6,5 в направлении от верхней границы к нижней. В верхней части мантии находится особая оболочка, характеризующаяся пограничным состоянием вещества между твердым и расплавленнным. Под океанами она начинается с глубин 100-150 км, под континентами – 200-250 км. На отдельных участках очагами вещество расплавлен. Эту оболочку назвали астеносферой – в переводе - «ослабленная», «нестойкая» оболочка. Очаги плавления в астеносфере можно считать первичными очагами магматизма.

Земная кора – верхняя твердая оболочка Земли. Ее нижней границей считается зона резкого падения скорости сейсмических волн, обнаруженная югославским сейсмологом Мохоровичичем (1912). Общая толщина земной коры изменяется в широких пределах: от 60-70 км под горными сооружениями на континентах до 5-10 км под срединноокеаническими хребтами в пределах океанов. Изменения скорости сейсмических волн с глубиной в пределах земной коры говорят об оболочечном ее строении. Главных оболочек три. Нижняя – базальтовая – присутствует как под океанами, так и под континентами. В центральных частях океанов она представляет всю толщину земной коры, ближе к окраинам появляется толща рыхлых неконсолидированных осадков, а затем толщи осадочных пород небольшой мощности, возраст которых не превышает юрский.

На континентах выше базальтового слоя находятся гранитный, толщиной от 5-10 км до 25-30 км (максимальная толщина характерна для горных районов), и осадочный, толщиной от 0 до 15 и несколько более км. Земная кора вместе с твердой верхней частью мантии, до астеносферы, образует общую толщу, именуемую литосферой.

Вопросы и задания

1. Кратко опишите историю возникновения и развития геологии как науки

2.Чем отличаются планеты земной группы от планет-гигантов?

3. Каковы форма и размеры Земли?

4. Перечислите основные оболочки Земли.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2