0. 2.1.3. Гравитационное поле Земли

Каждый из нас постоянно ощущает на себе влияние гравитационного поля Земли. Сила притяжения является причиной веса тел и ускорения их свободного падения. Сила тяжести заставляет все продукты геологической эрозии неукоснительно перемещаться вниз. Для измерения гравитационного поля и его силы в разных точках Земли можно использовать маятник. Период колебаний маятника зависит от местного значения силы тяжести. Чем быстрее колебания маятника, тем сильнее притяжение Земли. Сейчас существуют уже современные приборы – гравиметры.

Гравитационные измерения позволяют уточнить распределение масс в земной коре. Если массы имеют плотность ниже или выше средней, речь идет о гравитационной аномалии. В земной коре имеется много отрицательных и положительных гравитационных аномалий, но они компенсируют друг друга при осреднении. Выяснили, что под горными массивами – отрицательные гравитационные аномалии. Из этого делают вывод, что материки и горы приподняты, потому что они представляют собой только верхние части массивов пород со сравнительно низкой плотностью; очевидно на глубине существуют «корни гор» (как у айсберга).

Считают, что районы со сравнительно высокими горами, как бы плавают на подстилающем субстрате, как айсберги в море, потому что они легкие и пластичные; океанические же котловины опущены потому, что под ними находятся сравнительно тяжелые породы. Если общее равновесие нарушается, как, например, при длительной эрозии континента, потеря массы компенсируется пластическим течением массы в область под этим континентом. Перетекание происходит, по всей видимости, в слое низких скоростей в мантии.

Большая нагрузка, действующая на ту или иную область земной коры, приводит к возникновению вертикальных движений. Выше уже упоминалось о явлении гляциоизостазии, это яркий пример перетекания гравитационных масс. Северное побережье Ботнического залива поднимается на 1 м за 100 лет, а территории Дании, Нидерландов, Польши и Литвы наоборот опускаются и их побережья затапливаются морем. Этот пример доказывает, что Земля реагирует на большие нагрузки компенсационным выравниванием, хотя в течение какого-то времени существуют гравитационные аномалии.

0. 2.1.4. Магнитное поле Земли

Земля – это большой магнит. Её магнитное поле простирается на расстояние, равное 25 R планеты и образует еще один защитный слой – магнитосферу. Она защищает Землю от потоков космических частиц – протонов, позитронов, альфа-частиц и т.д. Только в районах магнитных полюсов эти частицы могут достичь атмосферы, а во всех других частях Земного шара отклоняются магнитным полем.

Магнитные свойства Земли уже 4 тысячи лет используются людьми для ориентирования. Первыми открыли это древние китайцы и использовали свойство магнетитовой пластинки поворачиваться одним концом на север, а другим на юг. В 1269 году в Европе вышел первый труд по земному магнетизму «Письмо о магните». Его автор Пьер де Мерикур, (по прозвищу Перегрин) сконструировал первый морской компас, соединив его с астролябией. Большой вклад в изучение магнетизма внес и русский ученый М.В. Ломоносов, создав первый самопишущий компас, не позволявший моряку отклониться от курса.

Напряженность магнитного поля измеряется в гауссах. Оно весьма слабое: около 0,3 гаусса (Гс) в экваториальных зонах и 0,7 Гс вблизи полюсов. Для сравнения: магнит небольшого размера обычно создает поле напряженностью в несколько десятков гауссов. Исследования последних лет показали, что напряженность магнитного поля Земли непостоянна. Если изменения превышают 0,1 Гс, то мы имеем дело с магнитной бурей, которая может нарушать радиосвязь и отрицательно влияет на здоровье людей. Причина – повышение солнечной активности. У полюсов магнитные бури выражаются полярным сиянием. Магнитные полюса могут мигрировать, изменять свое местоположение и даже меняться местами. Некоторые ученые считают, что переполюсовки Земли в прошлом вели к вымиранию огромных групп животных (например, динозавров), так как в это время планета не была защищена от жестких космических излучений.