Гравитационное поле Земли, его связь с составом и строением земных недр

Гравитационное поле Земли – силовое поле, обусловленное притяжением Земли и центробежной силой, вызванной ее суточным вращением.

Зависит также (незначительно) от притяжения Луны, Солнца и других небесных тел и масс земной атмосферы. Гравитационное поле Земли характеризуется силой тяжести, потенциалом силы тяжести и различными производными от него.

Потенциал имеет размерность см ²* сек ^–2. За единицу измерения первых производных потенциала, в том числе силы тяжести, в гравиметрии принимается миллигал (мгл), равный 10^–3 см * сек ^–2, а вторых производных – этвеш (Е), равный 10^–9 сек ^–2. Часть потенциала силы тяжести, обусловленная только притяжением масс Земли, называется потенциалом земного притяжения, или геопотенциалом.

Потенциал силы тяжести используется при изучении фигуры Земли, близкой к уровненной поверхности гравитационного поля, а также при изучении движения искусственных спутников Земли.

Подчиняясь действию гравитации, все тела притягиваются друг к другу. Гравитация удерживает на орбитах планеты Солнечной системы, ис­кусственные спутники Земли. Сила гравитации зависит от расстояния между телами – чем оно больше, тем меньше сила, а также от массы тел – чем больше масса, тем сильнее тела притягива­ются друг к другу.

Сила тяготения наибольшая на полюсах. Цент­робежная сила наибольшая на эква­торе. Результирующая этих сил (сила тяжести) воз­растает от экватора к полюсам со­ответственно от 978 до 983 галов (гл). Сила тяжести действует повсеместно на Земле и направлена по отвесу.

Сила тяжести обусловлена общей массой Земли. Поэтому все колебания в распределении масс отражаются на величине силы тяжести. Сказывается также воздействие притя­жения Луны и Солнца.

Наряду с этой общей тенденцией наблюдаются региональные и локальные особенности, связанные с неоднородностью Земли. Они называются гравитационными аномалиями.

Именно поле силы тяжести повлияло на процесс гравитационной диф­ференциации вещества, т. е. его расслоение в соответ­ствии с плотностью вещества в поле силы тяжести. В ре­зультате такого расслоения возникли геосферы, каждая из которых сложена веществом одного типа.

Воздействие гравитационного поля на развитие планеты и ее географической оболочки огромно. Сила тяжести определяет фигуру Земли, вызывает движение земной коры. Под ее воздей­ствием происходит перемещение рыхлых горных пород на по­верхности, масс воды, льда, воздуха. Гравитационное поле Зем­ли является причиной круговорота вещества в литосфере, атмо­сфере и гидросфере.

Наличие у Земли гравитационного поля является одним из необходимейших условий существования жизни в ней: оно удерживает атмосферу и Мировой океан от их рассеяния в космосе; оно притягивает к поверхности Земли людей, животных и все другие материальные объекты; оно направляет течение рек и создает на поверхности водоемов выталкивающие (архимедовы) силы, удерживающие на ней суда и т.п.