СТРОЕНИЕ И СОСТАВ ЗЕМЛИ

1.1. ФОРМА И РАЗМЕРЫ ЗЕМЛИ

Первоначальное представление людей о форме Земли было как о плоском круглом диске. В 530 г до н. э. Пифагор высказал мысль о шарообразности Земли, а со времени Клавдия Птолемея (2 век) это представление было широко распространено. В начале 17 века голландец Снеллиус предложил точный метод измерения расстояний, получивший название триангуляции. В 1669-1670 гг. француз Пикар этим способом измерил дугу парижского меридиана и определил радиус Земли в 6372 км.

На рубеже 17 и 18 веков И. Ньютоном было теоретически обосновано положение о том, что планета, находящаяся в состоянии вращения, под воздействием силы тяжести должна получать сжатие у полюсов и растяжение у экватора и принять форму эллипсоида. В 1735 г. Парижская академия наук организовала градусные измерения в Перу, Лапландии и Париже. Результаты измерений подтвердили предположение о эллипсоидальной форме Земли. Разница между экваториальным и полярным радиусами составляет немногим более 21 км. Длина дуги меридиана в 10 на экваторе меньше, чем у Полярного круга. У экватора - 110,6 км, под Парижем - 111,3 км, у Полярного круга - 111,9 км; среднее значение величины дуги в 10 по меридиану принято равным 111 км. Последующие измерения дуг меридианов или параллелей, особенно новыми методами с искусственных спутников показали, что Земля сжата не только на полюсах, но также и в небольшой степени по экватору (разница между наибольшим и наименьшим радиусами экватора 213 м), т.е. Земля не двухосный, а т р е х о с н ы й э л л и п с о и д. По наиболее точным последним данным установлено, что фигура Земли близка к кардиоидальному (лат. kardia - сердце) трехосному эллипсоиду, или к а р д и о и д у (Г. Н. Каттерфельд). Южный полюс расположен к экватору ближе на 242 м, чем северный.

Но реальная поверхность Земли более сложная. Самая высокая на Земле точка - г. Джомолунгма, ее высота 8848 м, наибольшая глубина обнаружена в Мариинской впадине - 11034 м. Таким образом, наибольшая амплитуда рельефа земной поверхности немногим менее 20 км. Учитывая это положение, немецкий физик И.Б. Люстих в 1873 г. ввел понятие о форме Земли - г е о и д, как наиболее близкой к современной фигуре Земли (дословно - “землеподобный”). Г е о и д - воображаемая уровенная поверхность во всех точках перпендикулярная к направлению отвеса. Геоид совпадает с поверхностью воды в Мировом океане, находящейся в покое. Если мысленно продолжить уровенную поверхность океана под материки и острова при условии, чтобы она оставалась перпендикулярной к направлению отвеса, получим поверхность геоида. Уровенная поверхность геоида принимается за начало отсчета высот в топографии, геодезии, маркшейдерии. Расхождение между эллипсоидом (сфероидом) и геоидом местами достигает + 100-150 м, что связано с неравномерным распределением в теле Земли масс разной плотности, влияющими на изменение силы тяжести и соответственно на форму геоида (рис.1). Для вычислений, необходимых при производстве геодезических и других исследований используются обычно параметры простого эллипсоида. В СССР и ряде стран Восточной Европы при геодезических и картографических работах с 1946 года был принят эллипсоид Красовского (в честь крупного советского геодезиста Ф. Н. Красовского).

Основные параметры эллипсоида Красовского: экваториальный радиус (R_э) - 6378,245 км, полярный радиус (R_п) -6356,863 км; полярное сжатие

R_э - R_п 1

а = ---------------- = ----------

Rэ 298,25

Площадь поверхности Земли составляет около 510 млн. км2 , ее объем - 1,083 млрд. км3 , масса - 5,976 х 10²⁷ г.

1.2. ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ЗЕМНОЙ КОРЫ

Химический состав