Билет 6. Форма и размеры Земли. Изостазия

Земля (от общеславян. «земъ» – «земля, пол, низ») – планета Солнечной системы, третья от Солнца.

Диаметр Земли 12 756 км; масса 5,98*10²⁴ кг; плотность 5 510 кг/м³; период вращения 23 ч 56 м 4,1 с; период обращения 365,26 суток; площадь поверхности – 510 млн. км².

И.Ньютон первым -mформа Земли более сложная, чем шар, главным фактором в создании формы Земли является ее вращение и, вызванная этим центробежная сила. Поэтому форма Земли зависит от совместного действия сил гравитации и центробежных. Многочисленные геодезические измерения позволили доказать, что Земля представляет собой эллипсоид. Параметры: экваториальный радиус – 6378,245 км; полярный радиус – 6356,863 км. Однако в плоскости экватора наибольший и наименьший радиусы отличаются на 213 м. Следовательно, Земля – это трехосный эллипсоид или сфероид, чем определяется воображаемая форма Земли.

Реальная форма Земли лучше описывается фигурой геоида (землеподобная) – эквипотенциальной поверхностью невозмущенного океана, продолженной и на континенты. Сила тяжести в каждой точке поверхности геоида направлена перпендикулярно к ней. Аномалии геоида обусловлены неравномерным распределением масс с различной плотностью внутри Земли.

Изостазияозначает стремление земной коры к гидростатическому равновесию. Если на поверхности земной коры образовались горы высотой 5-7 км, то подошва земной коры должна погрузиться в мантию на ка­кую-то величину, чтобы компенсировать возросшую нагрузку. Так по­является «корень» гор (компенсационная масса), или прогиб поверх­ности Мохо — подошвы земной коры. Чем горы выше, тем прогиб, или «корень», больше, т. е. он должен глубже вдаваться в верх­нюю мантию, плотность которой в среднем 3,3 г/см³, а средняя плот­ность земной коры 2,8 г/см³. И этот «корень» гор должен в несколько раз превышать высоту горных хребтов над уровнем моря. По существу, в этом и заключается явление компенсации рельефа на глубине. Компенсационная, или изостатическая, поверхность в данном случае представляет собой уровненную поверхность, которая непосред­ственно касается снизу компенсационной массы. Эту поверхность ина­че называют глубиной компенсации.

Рис. А — «корень» гор. Чем выше горы, тем «корень» гор глубже проникает в верхнюю мантию: 1 — океан, 2 — океаническая кора, 3 — континентальная кора, 4 — «корень» гор, 5 — верхняя мантия. Б — айсберги (6), плавающие в морской воде. Над поверхностью воды возвышается 1/3 ледяной глыбы

Гляциоизостатические движения – вертикальные движения земной коры в областях современного и плейстоценового оледенения, которые вызываются создаваемой ледниковыми покровами дополнительной нагрузкой (опускания) и её исчезновением при стаивании ледников (поднятия).

Примеров быстро «работающей» изостазии можно привести много. Одним из них является оз. Бонневиль в Скалистых горах США. 20 тыс. лет назад во время максимума последнего оледенения и влаж­ного климата озеро имело глубину до 300 м и диаметр около 100 км. В настоящее время озеро высохло и на месте озерной чаши возникло сводовое поднятие. Изобазы его довольно точно повторяют контур вод­ной массы, отсутствие которой сразу же вызвало изостатическое под­нятие.

Любая достаточно значимая нагрузка на земную кору, например образование крупных впадин, заполненных осадочными толщами; об­ширные и мощные лавовые покровы; вулканы; искусственные водохра­нилища и т. д., способна вывести какой-то участок земной коры из со­стояния изостатического равновесия.