Форма, размеры и рельеф Земли

Ныне очевидный факт, что Земля имеет шарообразную форму, стал раз и навсегда установленным после кругосветного путешествия экспедиции Магеллана в 1519-1522 гг. Он подтвержден фотографиями, выполненными космическими кораблями и искусственными спутниками Земли. Однако, Земля - не идеальный шар, как это представлялось в VI в. до н. э. знаменитому древнегреческому математику Пифагору. Еще Исаак Ньютон (1643-1727) доказал, что вследствие вращения Земли вокруг своей оси у экватора действие центробежной силы преобладает над направленной к центру Земли силой тяжести. В связи с этим, Земля должна принять форму эллипсоида вращения, сжатую у полюсов. В действительности, поверхность Земли существенно отличается от поверхности идеального эллипсоида вращения. Она характеризуется чередованием приподнятых и опущенных участков, разница между которыми достигает 20 км. Например, вершина Гималаев Эверест (Джомолунгма) возвышается над уровнем моря на 8884 м. А глубина Марианской впадины в Тихом океане равна 11034 м.

По сравнению с размерами всей Земли неровности ее поверхности очень незначительны. Поэтому при расчетах ими пренебрегают. И геометрическую фигуру Земли ограничивают поверхностью океана, мысленно продолженной под материками таким образом, чтобы она всюду была перпендикулярна к направлению силы тяжести. Эта фигура, присущая только Земле, получила название " геоид " (греч. "ге" - земля, "идеа" - подобие). Она не совпадает ни с топографической поверхностью Земли, ни с поверхностью идеального эллипсоида вращения.

Наиболее пониженные участки геоида относительно поверхности эллипсоида вращения расположены в Индийком океане (от -59 до -140 м). Максимальное превышение отмечается в Атлантическом океане (от +57 до +125 м). С помощью искусственных спутников установлено, что Земля имеет несколько "грушевидную" форму. Ее Северный полюс приподнят на 15 м относительно земного эллипсоида, а Южный полюс опущен на 20 м. Выяснилось также, что экваториальное сечение Земли тоже имеет форму эллипса. Его большая полуось превышает малую примерно на 100 м.

В плоскости экватора радиус земного шара составляет 6378 км, а от центра Земли до полюса - 6357 км. То есть, диаметр экватора на 42 км больше полярного. Средний радиус Земли равен 6371 км, средний диаметр – 12742 км. Отношение разности между

б о л ь ш о й (экваториальной) и м а л о й (полярной) полуосями к большой полуоси называется " полярными сжатием ", или " сплющенностью " Земли. Оно равно 1: 298,3.

Длина окружности экватора составляет 40076 км; длина земного меридиана - 40009 км. Общая площадь поверхности Земли около 510 млн. км² , ее объём составляет 1,083·10¹² км³, а масса - 6·10²⁷ г.

Одной из характерных особенностей Земли является то, что 70,8% ее поверхности (361 млн. км²) покрыто океанами и морями. Жидкая оболочка Земли называется "гидросферой" (греч. "гидор" - вода, "сфера" - шар). Наибольшая ее толщина около 11 км. Гидросфера включает в себя все природные воды: океаны, моря, реки, озера, а также подземные водоносные горизонты.

Другая характерная особенность нашей планеты заключается в следующем. Если выразить графически рельеф материков и дна океанов в качестве различных ступеней общего рельефа Земли, получится так называемая "гипсографическая (греч. "гипсос" - высота, "графо" - пишу) кривая" земного шара (рис. 1). Из ее анализа следует, что континенты уступают океанам по площади, и их поднятие над уровнем моря невелико по сравнению с глубинами океанов. На суше высоты менее 1000 м составляют 75% площади; средняя высота континентов над уровнем моря +870 м. В Мировом океане преобладают глубины от 3000 до 6000 м; средняя глубина океанов - 3800 м.

На суше и океаническом дне с определенной закономерностью расположены горы и горные системы. На суше это – ш и р о т н ы й Средиземноморский и

м е р и д и о н а л ь н ы е - Западно- и Восточно-Тихоокеанский линейные горные пояса. Средиземноморский пояс начинается на западе горами Атласа (Северная Африка) и продолжается на восток, включая горные цепи Пиренеев, Альпы, Аппенины, Балканские, Карпатские, Крымские, Кавказские горные системы, Памир, Гималаи (до Малайского архипелага). Западно-Тихоокеанский пояс охватывает горные сооружения Чукотки, Камчатки, Курильских островов, Сахалина, Японии и другие вплоть до Австралийских Кордильер. Восточно-Тихоокеанский пояс включает горные образования Кордильер Северной и Южной Америки.

В середине ХХ в. с помощью эхолотов, автоматически измерявших глубину океанического дна, была составлена подробная карта его рельефа. На дне океанов выделяются (см. рис. 1): пологая материковая отмель, или шельф (англ. “shelf” - отмель), - до глубин 200 м; крутой континентальный склон - до глубин 2500 м; океаническое ложе и узкие глубоководные желоба.

Ложе океанов представлено почти гладкими равнинами, занимающими около 76% площади Мирового океана. Они осложнены возвышенностями, валами и горными хребтами. Высота последних изменяется от первых сотен до нескольких тысяч метров. Местами и над водной поверхностью океанов выступают островками отдельные конусообразные вершины или цепочки таких гор. Наиболее высокими из них являются Азорские острова в Северной Атлантике. Высота их составляет 2500 м - относительно водной поверхности и около 9000 м относительно дна океана.

В Атлантическом океане почти на равном расстоянии от Американского континента и Европы и Африки обнаружен простирающийся с юга на север горный хребет, названный Срединно-Атлантическим. Он возвышается над дном океана почти на 3 км. Ширина хребта исчисляется сотнями километров. Подобные хребты выявлены в Индийском, Тихом и Северном Ледовитом океанах. По своей протяжённости, ширине и высоте они не уступают складчатым горным поясам материков. Вдоль осевых частей хребтов, приравненных к срединно-океаническим, протягивается глубокая (до 3 км) и широкая (25-50 км) трещина - рифт (англ. “ rift" - ущелье, расселина).