Навигация
Главная
 
Главная arrow География arrow Общее землеведение - Олейник ЯБ
Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая

42 Гравитационное поле Земли

Вокруг Земли существует поле тяготения, обусловлено ее массой Это поле называется гравитационным Сила притяжения присуща как малым, так и крупным телам Чем больше масса тела, тем мощнее его гравитационное поле У поверхности Земли его среднее значение составляет около 9,8 м / м/с2 С высотой напряженность поля уменьшается Теоретически гравитационное поле Земли распространяется до бесконечности Ближе к поверхности Земли сила тяготения приобретает несколько иной характер Здесь проявляются силы, не только притягивают, но и отталкивают тела, находящиеся на поверхности Земли отталкивающим сила обусловлена ??вращением Земли вокруг своей оси и называется центробежной Равнодействующая двух сил - гравитаци йнои и центробежной - называется силой тяжести Определяется сила тяжести массой тел Масса, собственно, и есть сила, с которой тела притягиваются в направлении центра Земли Сила тяжести удерживает тела и предметы поверхности Земли, а гравитационное поле удерживает на расстоянии спутник Земли Месяцлі Місяць.

Распределение величины силы тяжести на поверхности Земли зависит от географической широты: с увеличением широты она растет Уменьшение силы тяжести в направлении экватора объясняется двумя причинами: увеличением нням в этом направлении центробежной силы и увеличением расстояния от центра планеты, а также особенностями ее внутреннего строения бы Земля была правильной неподвижной пулей, по составу однородной от эт ерхни к центру, то ее сила притяжения везде была бы одинаковой и направленной к центру планетти.

На полюсах, где центробежная сила практически отсутствует, а расстояние до центра Земли наименьшая сила притяжения наибольшая и составляет 9,83 м / с2 На экваторе центробежная сила и расстояние самые, поэтому сила притяжения наименьшая - 9,78 м / с2.

Влияние гравитационного поля на развитие планеты и ее географическую оболочку огромный Сила тяготения определяет истинную форму земной поверхности - геоида, приводит движения земной коры под ее влиянием происходит перемещения рыхлых горных пород, масс воды, льда, воздуха Гравитационное поле Земли является одной из причин круговоротов в литосфере, атмосфере и гидросфереері.

Само же гравитационное поле обусловлено, как уже было отмечено, массой Земли Подсчитано, что полная масса Земли (F) составляет 5,976 27 г Непосредственно эту массу измерить, но рассчитать ее сравнительно просто по формуле гравитационного притяжения:

гдеke - гравитационная постоянная, равная 6,678;m1, m2 - массы тел притягиваются, г;d - расстояние между центрами тел, см

Объем сферической Земли также легко приблизительно подсчитать, поскольку измерений дуг ее круга известный радиус Найденные таким образом объем нашей планеты составляет 1,08327 см3.

Зная массу и объем Земли, можно найти ее среднюю плотность Она составляет 5,52 г / см3, то есть вдвое больше плотность гранита"

Установлено, что земная кора имеет среднюю плотность 2,7 г / см3 Таким образом, чтобы средняя плотность Земли равна 5,52 г / см3, внутренняя часть Земли должна быть плотная, чем внешняя Увеличение плотности с глубиной можно объяснить различиями в химическом составе и той огромной силой, с которой внешние части Земли жму ут на внутренние Предполагается, что внутреннее ядро ??имеет плотность около 13 г / ссм3.

43 Земной магнетизм

Земля - ??это огромный сферический магнит Хотя о наличии у планеты магнетизма людям стало известно давно, а изучением его свойств занимаются ученые разных стран мира, в природе ее магнитного поля я много еще остается невыясненным Известно, что среди металлов только железо и никель могут быть постоянными магнитами Эти материалы называются ферромагнитными Но ферромагнитные вещества перестают быть магнитом, если их нагреть выше точки Кюри (770 ° С для железа и 358 ° С для никеля) Поскольку температура в недрах Земли значительно выше эти величины, то земное ядро, состоящее главным образом из залез а и никеля, не может быть ферромагнитным из-за отсутствия для этого соответствующих усло умов.

Из многих теорий, которые были выдвинуты для объяснения происхождения магнитного поля Земли, наиболее популярной ныне теория динамо Согласно ей Земля является скорее электромагнитом, чем постоянным магнитом: электро ктричний ток, что каким-то образом генерируется вследствие турбулентной конвекции в жидком ядре, образует вокруг себя поле однородного намагничивания, или постоянное поле Неясным остается вопрос п ро источник энергии, который вызывает конвекцию в земном ядре, где очень мало или совсем нет радиоактивных элементов допускают три варианта: 1) на границе между внутренним и внешним ядром происходит посту принципиальная кристаллизация железа с выделением тепла, 2) вследствие опускания железа из мантии вниз высвобождается гравитационная энергия, 3) тепло выделяется при фазовых изменениях веществ, происходящие вследствие гипотетического расширения Землимлі.

Магнитное поле Земли достигает высоты 80-90 тыс км от ее поверхности До высоты 44 тыс. км магнитное поле постоянное, его величина уменьшается с удалением от земной поверхности постепенно На высоте от 44 до 90 0 тыс. км магнитное поле переменное, в зависимости от знака оно захватывает и удерживает электроны или протоны Сфера околоземного пространства, в котором находятся заряженные части, захваченные магнитным полем Земли, имеет есть название магнитосферосфери.

Строение магнитосферы Земли, то есть окружающего пространства, физические свойства которого определяются магнитным полем Земли и его взаимодействием с потоком заряженных частиц солнечного ветра, в прошлом представят ялася достаточно простой Считалось, что магнитосфера образует симметричный диполь Но уже первые прямые измерения магнитных полей, которые были сделаны непосредственно в космосе, не подтвердили эту гипотезу обнаружили Ося, что магнитосфера Земли крайне асимметрично: со стороны Солнца магнитное поле сильно сжатый, а с противоположной стороны - наоборот, очень вытянутое и образует длинный, до 1 млн км, магнитосферный хвост (рис 5) Это является следствием обтекания магнитосферы солнечным ветром При этом здесь, в зависимости от давления солнечного ветра, граница магнитосферы со стороны Солнца - магнитопауза - то приближается к Земле (при росте ты ску), то удаляется (при его ослаблены) Плазма солнечного ветра обтекает магнитосферу Земли со сверхзвуковой скоростью, в результате чего перед магнитосферой образуется ударная волна, которая отделена от магнитопаузы переходной областобластю.

Схема магнітосфери

Рис 5 Схема магнитосферы

Силовые линии геомагнитного поля, отходят назад под действием солнечного ветра, образуют хвост, или"шлейф"магнитосферы Он разделен магнитно-нейтральным слоем на два сектора - северный и южный и Магнитные силовые линии секторов связаны с полярными областями Земли В магнитно-нейтральном слое концентрируется плотная и горячая плазма с температурой около миллиона градусов, которая своим давлением пере шкоджае аннигиляции силовых линий противоположных направлений в секторах"шлейфаорах "шлейфу".

Внутри магнитосферы расположены радиационные пояса Они состоят из заряженных частиц протонов и электронов, захваченных магнитным полем Земли из потока солнечного ветра Радиационные пояса образуют ь в атмосфере слой ионосферы и считаются областью захваченной радиации, они бы магнитными ловушками для заряженных частиц космоссу.

Магнитное поле наглядно проявляется при работе с компасом: магнитная стрелка в любой точке земной поверхности устанавливается в определенном направлении Угол, который образуют магнитный и географический меридианы, наз зиваеться магнитным склонением Оно вычисляется по северным концом стрелки компаса и может быть западным или восточным (рис 6 6).

Магнітне схилення

Рис 6 Магнитное склонение

Линии, соединяющие точки с одинаковым склонением, называются изогонамы Нулевая изогона - это линия, соединяющая точки, в которых стрелка компаса направлена ??одновременно на магнитный и географический полюса Вон на делит земной шар на две части Сейчас линия нулевого склонения проходит через средние части Северной и Южной Америки, а в Евразии делает очень извилистый путь из Скандинавии через Центральн в Европу в Египет, затем в Сомали и через Гималаи выходит в море Лаптевых, откуда снова поворачивает на юг (см. рис 7) С целью характеристики земного магнетизма определяют также магнитное наклонение есть угол, образованный магнитной стрелкой и горизонтальной плоскостью Свободно подвешенная магнитная стрелка сохраняет горизонтальное положение только на линии магнитного экватора, который не совпадает с географы лением К северу и к югу от магнитного экватора стрелка наклоняется к земной поверхности, причем тем больше, чем выше широта Линии, соединяющие точки с одинаковым наклонением, называются изоклинамы Поскольку магнитные полюса не совпадают с географическими, изоклины также не совпадают с параллелямпаралелями.

Карта магнітного схилення

Рис 7 Карта магнитного склонения

Магнитные полюса меняют свое положение из года в год Сейчас северный магнитный полюс находится среди островов Канады и имеет координаты 77 ° ю ш и сто второй з д, а южный магнитный полюс располагается я в Антарктиде около 65 ° ю ш и 139 ° в д Считается доказанным, что 300 млн лет назад магнитные полюса находились в современной экваториальной областй області.

Магнитное поле у ??поверхности Земли характеризуется также величиной напряжения земного магнетизма Она определяется числом колебаний магнитной стрелки за единицу времени, или периодом ее колебания, подобно о до того, как сила тяжести определяется периодом колебания маятника Напряжение магнетизма на полюсах больше, чем на экваторе Места наибольшего напряжения магнитного поля называются полюсами напряженийуги.


Как показывают результаты измерений, на поверхности планеты часто наблюдаются магнитные аномалии Они проявляются в отклонении значений элементов земного магнетизма от их средних величин для данного м места Различают региональные и локальные магнитные аномалии Региональный охватывают большие площади, они вызваны глубинными процессами Примером региональной аномалии является восточносибирских аномалия, где должен мы сце западное склонение вместо восточного Локальные магнитные аномалии связаны с местными особенностями строения земной коры (например, с залежами железных руд), как, например, в Курске, Кривом Роге Розі.

Магнитное поле испытывает периодических и непериодических колебаний Наиболее сильные периодические магнитные колебания получили название магнитных бурь Они обусловлены изменениями электрических токов в атмосфере под влиянием со онячного ветрамиру.

Магнетизм имеет большое практическое значение С помощью магнитной стрелки определяют направления сторон горизонта На установлении связей магнитных элементов с геологическими структурами базируются магнитометр метрических методы поисков полезных ископаемых Исследование палеомагнетизма Земли позволяет воссоздать историю развития земной коры Магнитосфера защищает географическую оболочку Земли от прямого воздействия солнечного е тру, от проникновения в нижние слои атмосферы электронов и протонов высоких энергий, а следовательно, изменяет влияние космоса на живой природроду.

 
Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая
 
Дисциплины
Банковское дело
БЖД
Бухучет и Аудит
География
Документоведение
Экология
Экономика
Этика и Эстетика
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Естествознание
Психология
Религиоведение
Риторика
РПС
Социология
Статистика
Страховое дело
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы