Вращение Земли, ее фигура и уровень моря

Тяготение - это взаимное притяжение тел, сила которого зависит от масс тел и их взаимного расположения. Сила притяжения, с которой действует Земля на окружающие тела, пропорциональна массе Земли и уменьшается по мере удаления от земной поверхности. Тяготение определяет почти все происходящие на Земле процессы эрозии. Дождь идет под действием силы тяжести; под влиянием этой силы движутся потоки, реки и ледники и уплотняются осадки.

Вращение Земли, ее фигура и уровень моря. Вращение Земли создает центробежную силу, которая максимальна на экваторе, вследствие чего у экватора наша планета слегка вздута, а у полюсов сплющена (1).

Поверхность Земли представляет собой не правильную сферу, а приближается к эллипсоиду, экваториальный диаметр которого больше полярного приблизительно на 43 км. Если бы можно было заключить Землю в показанные здесь плоскости (3) с отверстиями диаметром, равным экваториальному, то в зазоры вошли бы еще и показанные на рисунке клинья (1, 2). Экваториальное вздутие обусловлено действием центробежной силы, возникающей при вращении Земли вокруг ее оси

Это делает экваториальный диаметр Земли на 43 км длиннее полярного. Средним уровнем моря считается его уровень между приливом и отливом, он принимается за базисный при измерении высот. Совокупность всех точек среднего уровня образует условную поверхность, называемую геоидом (2).

Геоид определяется по отклонению от эллипсоида, ближе всего совпадающего с фигурой Земли. При геодезических измерениях горные породы (Ж) притягивают отвес, он отклоняется от расчетного направления на центр тяжести эллипсоида (ХВХ совпадая с направлением на местный центр тяжести (ХЕ). Последнее (ХЕ) перпендикулярно истинной горизонтальной плоскости (ГД), касательной к поверхности геоида, поэтому плоскость, касательная к поверхности эллипсоида (AB), является мнимой

Геоид не является правильной поверхностью, так как гравитационное поле не везде одинаково и зависит от пород, слагающих земную кору. Крупное рудное тело или горная цепь отклоняют линию отвеса от центра Земли, и поэтому форму геоида определяют путем непосредственных измерений тяготения на суше (3) или расчетными методами-на море.

Для измерения силы тяжести на земной поверхности используется специальный прибор, называемый гравиметром. Основу его составляет нагруженная кварцевая пружина (Ц помещенная в камеру (2), из которой откачан воздух. С помощью винтов (3) прибор устанавливается в вертикальное положение, малейшие деформации пружины фиксирует указатель (4) на шкале, наблюдаемой через окуляр (5)

Ныне для всесторонних исследований геоида широко используются измерения возмущений орбит искусственных спутников Земли. Форма геоида определяется по отклонению от эллипсоида, служащего вспомогательной математической поверхностью, построенной с помощью геодезических измерений, и получившего название «эллипсоид Красовского» или «референц-эллипсоид». Он менее всего отклоняется от фигуры геоида. При построении его в качестве нулевой отметки принимается средний уровень Земли, включающий и сушу и море, тем самым вершины гор оказываются выше, а отметки дна океанов-ниже поверхности этого эллипсоида.

Человек, сидящий на надувном матраце, прогибает его поверхность до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие. Второй человек, сев на матрац, тоже прогнет его поверхность, заставив сжатый воздух перемещаться в стороны, в том числе и туда, где сидит первый, тем самым слегка приподнимая его. Аналогичным образом происходит прогибание и поднимание земной коры.

Как только мощные ледниковые покровы исчезли с поверхности Скандинавии, суша там стала подниматься, чтобы восстановить изостатическое равновесие. Это все еще продолжающееся поднятие вызвало омоложение рек, которые за истекшее время прорезали в горах крутостенные долины. На карте показаны скорости поднятия Балтики в настоящее время (в см/столетие).