Земля
земногошара),
другое совершается по вытянутому эллипсу с большой полуосью 5 л» и периодом
в один год (оно связано с сезонными явлениями на Земле.) Из 60-летних
наблюдений Международной Службы широты замечены периодические (период около
42 лет) изменения амплитуды колебаний полюса. Начиная с 1950 г., неожиданно
для специалистов, кривая, описываемая северным полюсом Земли, превысила
пределы. О причинах нарушения установившегося равновесия можно строить
различные догадки, вплоть до предположений о возможном влиянии испытаний
атомного и водородного оружия.
Вследствие вращения Земли каждая точка экватора имеет линейную
скорость 465 м/сек. Развивающаяся в силу этого центробежная сила уменьшает
силу тяжести на земной поверхности. На экваторе центробежная сила
составляет 1/289 часть силы тяжести. Реально это отношение достигает 1/190,
что объясняется сплюснутостью Земли.
Наши представления о внутреннем строении и физическом состоянии недр
земного шара основаны на разнообразных данных, среди которых существенное
значение имеют данные сейсмологии. Изучение распространения в земном шаре
упругих волн, возникающих при землетрясениях, позволило открыть слоистое
строение земных недр.
Земной шар имеет раскаленное ядро, однако тепло,которое каждый
сантиметр поверхности Земли получает от ее недр, в 5000 раз меньше тепла,
получаемого от Солнца. При углублении на каждые 33 м внутрь земной коры
температура повышается в среднем на один градус. Можно предполагать, что
это повышение температуры происходит лишь в сравнительно тонком слое земной
коры (не глубже 100 км), в котором находятся радиоактивные вещества. Распад
атомов радиоактивных элементов и превращение их в атомы других элементов
сопровождаются выделением тепла. Ядро же Земли имеет температуру
2000—4000°. Однако при такой температуре упругость внутренних частей ядра,
нахо дящихся под давлением (до 3.5 млн. атмосфер) вышележащих слоев, в 2.5
раза больше упругости стали. При этих условиях вещество в ядре Земли
находится в особом «металлическом» состоянии. Плотность в центре Земли
около 11 г/см3. Средняя плотность Земли (5,52) приблизительно вдвое больше
плотности поверхностных ее слоев (2,7).
Толщина земной коры (в которую входят осадочные породы, гранит,
базальт) вплоть до основания базальтов в разных районах земного шара
составляет от 30 до 60 км. Под корой, до глубины 2900 км, расположена
мантия, или оболочка. Глубже находится ядро. Вопрос о существовании многих
границ раздела слоев разной плотности в толще Земли в настоящее время
подвергается пересмотру. Вероятно, что помимо границы, залегающей на
глубине 2900 км, имеется еще лишь одна граница, на глубине 5000 км, где
происходит новое резкое изменение плотности .
Химический состав всей Земли в целом и средний состав атмосферы,
гидросферы и каменной оболочки — литосферы — дан в табл. I.
Таблица I Химический состав Земли
|Земля в целом | |Атмосфера, |I литосфера |
| | |гидросфера | |
|элемент |% по весу|Алемепт |% по весу |
|Железо Ре ...... |39,76 |Кислород 0 ..... |49,42 |
|Кислород 0 ...... |27,71 |Кремний 8} ..... |25,75 |
|Кремний 31 ...... |14,53 |Алюминий А1 ..... |7,51 |
|Магний М^ ...... |8,69 |Железо Ре ...... |4,70 |
|Никель .М ...... |3,46 |Кальций Са ..... |3,39 |
|Кальций Са ...... |2,32 |Натрий Nа ...... |2,64 |
|Алюминий А1 ..... |1,79 |Калий К ....... |2,40 |
|Сера 8 ......... |0,64 |Магний М§ ...... |1,94 |
|Натрий Nа ...... |0,38 |Водород Н ...... |0,88 |
|Хром Сг ........ |0,20 |Титан Т1 ....... |0,58 |
|Калий К ....... |0,14 |Хлор С1 ....... |0,188 |
|Фосфор Р ....... |0,11 |Фосфор Р ...... |0,120 |
|Марганец Мп ..... |0,07 |Марганец Мп ..... |0,09 |
|Углерод С ....... |0,04 |Углерод С ...... |0,087 |
|Титан Т1 ....... |0,02 |Сера 8 ........ |0,06 |
|Остальные элементы|0,14 |Остальные элементы|0,26 |
|. . | |. | |
Согласно последним данным геологии возраст земной коры не меньше 3
миллиардов лет. Возраст Земли как планеты, несомненно, больше.
Земной шар представляет собой магнит, причем магнитная ось Земли
наклонена на угол 11°,5 к оси вращения. Она проходит на расстоянии около
1200 км от центра Земли; магнитный полюс, находящийся в северном полушарии
Земли, имеет координаты 74° N и 101° W; другой полюс-69° S и 143° E.
Напряженность магнитного поля зависит от места на поверхности Земли и
от времени, однако при отсутствии возмущений редко превышает 0,6 эрстед.
Земная атмосфера. Воздушный океан, окружающий Землю, - ее атмосфера, -
является ареной, на которой разыгрываются разнообразные метеорологические
явления. Для астрономов атмосфера является скорее помехой в наблюдательных
работах, хотя некоторые явления, относящиеся к астрономии, протекают в
атмосфере (например, вспышки метеоров). Воздух рассеивает солнечные лучи,
причем это рассеяние возрастает с уменьшением длины волны. Для видимого
спектра большее рассеяние сине-зеленых лучей обусловливает голубой цвет
неба и не дает возможности наблюдать звезды днем. В силу этого же Солнце и
Луна блиэ горизонта (перед закатом и после восхода) бывают красного или
оранжевого цвета. Излучение с длиной волны короче 290 тц полностью
поглощается слоями озона, находящимися на высотах 35—60 км. Общая толщина
слоя озона, приведенного к нормальным условиям (т. е. давлению 760 мм
ртутного столба и темпера туре 0°), составляет всего 3 мм. Он предохраняет
живую природу от губительного действия далеких ультрафиолетовых и других
коротковолновых излучений.
Атмосфера поглощает не только коротковолновое излучение небесных
светил, но и не пропускает к нам значительную часть космического
радиоизлучения. Радиоволны длиной больше 30-15 м отражаются ионосферой, а
короче 3 см - поглощаются водяным паром. Кроме того, атмосфера значительно
ослабляет, а также преобразует поток частиц высокой энергии, идущий к нам
из космоса (так называемые космические лучи). Таким образом, земная
атмосфера — это своеобразный экран, защищающий поверхность Земли от
непосредственного воздействия космоса.
Поглощая и рассеивая свет небесных светил, атмосфера уменьшает их
блеск, причем поглощение возрастает при увеличении толщи воздуха,
проходимой лучами. Толща увеличивается при возрастании зенитного расстояния
2 (в первом приближении пропорционально вес г). Поэтому при сравнении
блеска небесных светил, находящихся на разных зенитных расстояниях, надо
учитывать различие в поглощении света (см. табл. 55). Поглощение В
совершенно чистой атмосфере составляет в зените 0m,21 в визуальных лучах и
0m,44 — в фотографических.
Атмосфера вызывает также преломление лучей — рефракцию, которая влияет
на положение светила на небе и заметным образом искажает форму Солнца и
Луны у горизонта.
Свойства земной атмосферы до высоты в 40 км изучены со стратостатов и
самопишущих метеорологических приборов, поднимаемых шарами-зондами;
разнообразные метеопрпборы и спектральные аппараты поднимались до высот
почти в 500 км специальными метеорологическими и геофизическими ракетами;
наконец, в самые последние годы исключительно богатая информация о
состоянии верхних слоев атмосферы получается с искусственных спутников
Земли и космических ракет. Кроме того, высокие слои атмосферы исследуются
разными косвенными методами (наблюдения метеоров, метеорных следов,
серебристых облаков, полярных сияний, изучение свечения ночного неба,
сумеречных явлений, лунных затмений), а также с помощью радио (изучение
ионизованных областей, преломляющих и отражающих радиоволны).
В основном земная атмосфера состоит из азота и кислорода. В табл. II
дано процентное содержание химических элементов,
Таблица II Состав земной атмосферы
|Элемент |% по объему|
|Азот |78,09 |
|Кислород |20,95 |
|Аргон |0,93 |
|Углекислый газ |0,03 |
|Водород |0,01 |
|Неон |0,0015 |
|Гелий |0,00015 |
|Криптон |0,000001 |
|Ксенон |0,00000009 |
составляющих атмосферу Земли. Вследствие перемешивания воздуха
конвективными токами и ветрами состав атмосферы почти не меняется до
высоты в 100—150 км. Выше обнаруживается изменение состава атмосферы:
количество тяжелых инертных газов резко падает, а молекулярные азот и
кислород заменяются атомарными. До высот 300—350 км преобладает атомарный
кислород, а выше — атомарный азот.
Атмосферу Земли условно делят на четыре слоя: тропосферу^ стратосферу,
ионосферу и экзосферу. Тропосфера начинается от поверхности земли или моря;
верхняя ее граница в средних шпротах находится на высоте 9—10 км зимой и
10—12 км летом, а в экваториальной зоне поднимается до 15—17 км. Тропосфера
характеризуется постепенным убыванием температуры с высотой. В ней
содержится около 80% массы всей атмосферы, почти вся вода и пыль,
взвешенные в атмосфере. Граница между тропосферо
| |  скачать работу |
Земля |
