1.2 Строение Земли

Человек уже в глубокой древности интересовался формой Земли. Впервые древнегреческий математик Пифагор (VI в. до н.э.) высказал мысль о шарообразности нашей планеты, а философ Аристотель (IV в. до н.э.) подтвердил это. Длительное время она и рассматривалась как правильный шар, пока в 1680 г. Исаак Ньютон (1643-1727) не подсчитал, что Земля сплющена вдоль оси вращения на 1/230 долю этой оси. Как ни велик был авторитет знаменитого учёного, следовало проверить его вычисления. На это ушло несколько десятилетий. В 40-х годах 18 в. французские астрономы подтвердили

правоту И. Ньютона. Разница между диаметрами Земли оказалась в 42 км, т. е. полярный диаметр действительно короче.

В нашей стране с 1946 г. форму Земли принимают как эллипсоид Красовского с такими параметрами: экваториальный радиус - 6378,160 км; полярный радиус - 6356,777 км; площадь поверхности Земли составляет всего

2 2

около 510,2 млн. км ; суша составляет 29,2% (149,1 млн. км). Объём -1,083*10¹² км³, масса - 5,976х10²⁴ кг. Окружность земли по полюсам ~ 40 008 км, а по экватору ~ 40 075 км. Иногда форму Земли именуют сфероидом. Более точное наименование формы - геоид.

Геоидом называется фигура, которую образовала бы поверхность Мирового океана и сообщающихся с ним морей при некотором среднем уровне воды. Эта поверхность, мысленно продолженная под материками, образует замкнутую фигуру Земли. Понятие о геоиде введено в 1873 г. И.Б. Листингом -проф. Гёттингенского университета в его трудах по геодезии. Это понятие является основным в теории и методах изучения формы, размеров и строения Земли. Параметры Земли приведены в Приложении 1.

Средний период условного возобновления запасов воды в ледниках, постоянном снежном покрове, во льдах зоны многолетнемёрзлых пород составляет 10000 лет, в Мировом океане - 2650 лет, в подземных толщах пород - 1400 лет, в озёрах - 17 лет, в болотах - 5 лет, в водохранилищах - 52 дня, в реках - 19 дней, в атмосфере - 8 дней, в организмах - 3...8 час.

Земля сложена десятью концентрическими оболочками. Тремя внешними: атмосфера (5-слойная газовая оболочка, включающая тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу), гидросфера (водная оболочка), биотехносфера. Внутренние оболочки Земли (семь номинаций) называют геосферами, включающими литосферу (А-земная кора и верхний слой мантии), 3-х слойную мантию (верхняя - В, переходный слой Голицына -С, нижняя - Д) и 3-х слойное ядро (внешнее - Е, переходный слой - F, внутреннее - G).

На рисунке 1.1. представлена схема северо-западного квадранта поперечного сечения геоида, на которой показано расположение и высота атмосферных оболочек, толщина гидро- и биотехносферы. Приведены радиусы (R) и толщина геосфер (А... G), а также глубины их залегания. Указаны радиусы (R_e, R_p), окружности (L_e, L_p) и физические параметры (Q, у, T) Земли. Всё это установлено современными геофизическими исследованиями по измерению, в частности, скоростей распространения сейсмических волн, изучения плотности земного вещества, массы Земли, результатов космических экспериментов по определению распределения воздушного и водного пространств и др. данными.

Непосредственному наблюдению доступны атмосфера, гидросфера, биотехносфера и самая верхняя часть земной коры, которую в пределах суши можно назвать геотехносфера, где непосредственно осуществляется инженерно-хозяйственная и строительная деятельность. В таблице 1 приведены основные геометрические параметры земных оболочек.

Таблица 1

Толщина земных оболочек (с поверхности к центру ядра)

N п/п	Внешние оболочки (три номинации)				N п/п
	Наименование		Толщина, ~ км
					1.
I.	Атмосфера
	(5 оболочек):
	- тропосфера:
	в т.ч. на полюсе		8...10
	на экваторе		16...18
	- стратосфера		55...80
	- мезосфера		80...800		2.
	- термосфера		800...1000		3.
	- экзосфера		>1000		4.
II.	Гидросфера		3,8...11,5		5.
III.	Биотехносфера		<0,1		6.
					7.
Внутренние оболочки
(семь номинаций)
Наименование		Толщина,
		~ км
Земная кора (А):		35...40
в т.ч. - под Гималаями		90
- в о ке ан е ( о . Пасхи)		5
Литосфера (А):
в т.ч. - в океане		5.100
- под щитами		300.350
Мантия (3 оболочки):		50.1500
в т.ч. - верхняя (В)		40...400
- переходный слой
Голицына (С)		400.1000
- нижняя (Д)		1850..1950
Ядро (3 оболочки):
в т.ч. - внешнее (Е)		1250..1350
- переходный слой (F)		300.400
- внутреннее(G)		1200..1250