Форма и размеры Земли. Значение шарообразности Земли для географической оболочки

Представление о шарообразности Земли возникло в глубокой древности и обосновано в трудах таких древнегреческих философов-идеалистов, как Парменид, Платон и др. Значение шарообразности Земли для географической оболочки сводится к следующему:

1.Шаровая фигура при минимальном объеме концентрирует максимальную массу материи. Вещество планеты сжимается, внутри формируются центральное ядро и оболочки. Оболочечное строение Земли – одно из самых фундаментальных ее свойств. Внутри тела Земли господствуют силы тяготения, в литосфере – силы сцепления.

2.Специфическая форма каждой оболочки, в том числе географической оболочки, обусловливает бесконечность и единство географического пространства. Геологические, геофизические и географические процессы не имеют границ в первых двух измерениях (ширина и длина): для движения внутреннего вещества Земли, циркуляции океанической воды, воздушных масс и атмосферы, расселения живых организмов. Процессы географической оболочки могут быть правильно поняты только с учетом специфичности географического пространства.

3.Специфическую форму имеет и гравитационное поле Земли. Гравитационное (физическое) поле – это поле, создаваемое любыми физическими объектами. Через гравитационное поле осуществляется гравитационное взаимодействие тел.

4.Солнечные лучи на шаровую поверхность падают в разных широтах под разными углами. Это создает термическое поле Земли. Количество тепла от экватора к полюсам уменьшается; формируются термические пояса – жаркий, два умеренных и два холодных. Распределение тепла по земной поверхности – начальная и основная причина формирования климатов.

5.Шарообразная форма планеты обусловливает постоянное распределение ее на освещенную дневную и неосвещенную ночную половины. Вместе с вращением Земли вокруг оси это определяет суточную ритмику теплового режима географической оболочки.

6.Сферическая форма географического пространства вместе с его вращением определяют дифференциацию географической оболочки на географические пояса и зоны. Сферическая форма географической оболочки симметрична относительно плоскости экватора. Географические пояса северного полушария в общем зеркально повторяют соответствующие пояса южного полушария.

Земля-сфероид. Фигуры планет, в т. ч. Земли, создаются действием двух типов: во-первых, силами тяготения, которые формируют шаровую форму; во-вторых, силами центробежного осевого вращения, которые вызывают полярное сжатие (сплюснутость) и определяют ее сфероидальную форму. Величина отклонения сфероида от шара определяется скоростью вращения. Чем больше скорость вращения, тем больше полярное сжатие.

Земля по своей форме представляет типичный сфероид. У сфероида имеется две оси – экваториальная и полярная. Для земного сфероида в географии принято вычислять полуоси.

Экваториальный радиус Земли (большая полуось) составляет 6 378, 160 км.

Полярный радиус Земли (малая полуось) – 6 356, 777 км.

Экваториальное сжатие - 1: 30 000.

Отсюда выводится ряд других показателей размеров земного сфероида:

Длина меридиана – 40 068, 5 км.

Длина экватора - 40 075, 7 км.

Поверхность Земли – 510 200 600 км².

Отклонение сфероида от шара относительно невелико – всего 21- 36 км. Для таких процессов, как распределение тепла, движение водных и воздушных масс, расселение растений и животных это не имеет существенного значения. Поэтому в географии этим отклонением можно было бы пренебречь. Но сферическая деформация отражается на тектонике земной коры и, следовательно, на рельефе.

Земля-геоид. В современной научной литературе форма Земли определяется термином «геоид», что буквально означает «форма Земли». Форма Земли сугубо индивидуальна и не совпадает ни с одной из известных математических фигур. Важно подчеркнуть, что в науке фигурой планеты называется не ее физическая поверхность с горами и равнинами на материках, а некоторая теоретическая – «уровенная» поверхность потенциала силы тяжести, т. е. такая поверхность, которая всюду перпендикулярна направлению силы тяжести или отвесу. Форма Земли и определяется именно как уровенная поверхность потенциала силы тяжести или как уровень воды в спокойных океанах и в воображаемых каналах на материках.

Вывод о том, что Земля – геоид, впервые был сделан на основании градусных измерений. Однако только при помощи искусственных спутников Земли удалось выявить и измерить отступление геоида от математического сфероида во всех точках поверхности, в т. ч. и на океанах. В результате специальных научных исследований было обнаружено, что Земля слегка грушеподобна. В средних широтах южного полушария поверхность геоида несколько (до 20 км) выше сфероида, на экваторе они совпадают, а в средних широтах северного полушария геоид ниже сфероида. Северный полюс приподнят на 15 км, южный опущен на 20 км, а вся Антарктида лежит на 30 км ниже эллипсоида.

Величина отступления геоида от сфероида в сравнении с размерами земного шара невелика, но она порождает внутренние напряжения в Земле, отражающиеся на локализации тектонических процессов и на рельефе.

Форма геоида объясняется распределением в ее теле тяжелых и относительно легких горных пород, поскольку с их плотностью связно значение силы тяжести. В местах скопления тяжелых пород (например, Антарктида) поверхность фигуры отступает к центру планеты, а там, где скопились породы меньшей плотности (Северный полюс, Северный Ледовитый океан) – отступает от центра.

Дата добавления: 2013-12-13