История Земли.· Гравитационное поле. Гравитационное поле оказывает заметное воздействие на человека и окружающую среду. Сила тяжести действует повсеместно и направлена по отвесу. Единица измерения силы тяжести – ГАЛ – ускорение, развиваемое массой в 1 г. под действием силы в 1 дину. От земной поверхности притяжение убывает, на расстоянии 40000 км над экватором оно равно 0. Если бы Земля имела фигуру эллипсоида с равномерным распределением масс, то гравитационное поле ее называлось бы нормальным. Разность между напряженностью нормального (теоретического) и реального гравитационного полей – аномалия силы тяжести. Аномалии являются суммарным отражением ряда особенностей строения земной коры, и в разных местах те или иные особенности могут преобладать. Это объясняется тем, что земная кора стремится к равновесию: избыток масс на поверхности компенсируется недостатком их внизу. Это состояние называется изостазией. Равновесие масс в земной коре постоянно нарушается, возникают изостатические ее движения – поднятия и опускания, сопровождаемые перетеканием масс в атмосфере. Реальное гравитационное поле изображается с помощью изаномал на гравиметрических картах. Изаномалы – линии одинакового отклонения действительного значения силы Fтяж от теоретического. Собственное гравитационное поле Земли не изолировано от влияния накладывающихся на него гравитационных полей других космических тел. Fтяж создает фигуру Земли, вызывает движения земной коры, ей подчиняются перемещения массы воды и воздуха. Ее влияние следует учитывать при рассмотрении всех процессов, происходящих Г.О.
· Магнитосфера. Сильное поле магнитных силовых линий окружает Землю, и значительно больше, чем межпланетное магнитное поле. Пространство, в котором величина магнитного поля, создаваемого Землей, больше, чем в межпланетном пространстве, называется геомагнитным полем или магнитосферой Земли. Стрелка компаса всегда стремится расположиться вдоль силовых линий, и подсказывает не географические, а магнитные полюса Земли, и образует угол с направлением географического меридиана, называемый магнитным склонением, положительным, если стрелка отклоняется к востоку, отрицательным, если стрелка отклоняется к западу от меридиана. Линии одинакового магнитного склонения – изогоны. Нулевая изогона разделяет области восточного и западного склонений. Стрелка компаса показывает на ней геогр. полюса. Точки, в которых наклонение равно 90°, - магнитные полюсы. Они не совпадают с географическими, и постоянно перемещаются. Свободно перемещающаяся стрелка отклоняется от горизонтальной плоскости, образуя угол – магнитное наклонение. Линии, соединяющие точки с одинаковым наклоном – изоклины. Линия, на которой магнитное наклонение равно 0 – магнитный экватор. Склонение и наклонение характеризуют направление магнитных силовых линий в пункте в данный момент. F магнитного поля характеризуется его напряженностью. За единицу напряженности принимают эрстед (э). На экваторе – 0,25-0,35 э, на магнитных полях – 0,6-0,7. Линии равного напряжения магнитного поля – изодинамы. Различают: постоянное (магнетизм самой планеты) и переменное (результат воздействия Солнца на него) магнитное поле Земли. Существующее распределение элементов земного магнетизма позволяет сделать вывод о сходстве постоянного магнитного поля Земли с магнитным полем однородно намагниченного шара. Магнитные полюсы такого шара называются геомагнитными полюсами. Отклонения реального магнитного поля от поля однородно намагниченного шара образуют аномалии. Выделяют: крупные – мировые магнитные аномалии (вызваны процессами, создающими главное магнитное поле (Восточно-Сибирская аномалия); Мелкие – локальные или региональные (связаны с залеганием в земной коре намагниченных пород (Курское). Археомагнитные и палеомагнитные исследования выявили периоды колебаний: склонение – около 1000 лет, напряженности – около 10 000 лет. Северный и Южный магнитные полюсы неоднократно менялись местами. Кроме изменений, вызванных внутренними причинами, есть изменения, связанные с деятельностью Солнца. Они накладываются на постоянное магнитное поле, образуя переменное. К периодическим быстрым вариациям относят: солнечно-суточные (период солнечные сутки), лунно-суточные (половина лунных суток). Величина этих вариаций зависит от широты места и от сезона. Среди нерегулярных возмущений геомагнитного поля наиболее известны магнитные бури. Они начинаются на всей Земле и длятся обычно несколько дней. Самые сильные магнитные бури бывают примерно 1 раз в год, менее сильные – несколько раз в месяц. Причина – воздействие корпускулярного излучения Солнца на магнитное поле Земли, особенно в момент солнечных вспышек. Магнитные бури сопровождаются полярными сияниями и др. явлениями. Механизм их воздействия еще далеко не ясен. Исследования магнитного поля Земли показали, что с удалением от нее неоднородности магнитного поля сглаживаются и оно медленно убывает. На дневной стороне граница ГП с магнитным полем межпланетного пространства – граница магнитосферы - довольно резкая. Магнитосфера несимметрична. Ее форма обусловлена воздействием солнечного ветра, который наталкивается на магнитное поле Земли, обтекает его. Но при этом на расстоянии (2-4 R) от границы магнитосферы возникает ударная волна. Солнечная плазма, проходя через нее, уплотняется, замедляет движение и нагревается, заполняя пространство между ударной волной и границей магнитосферы. Поэтому размеры магнитосферы резко изменяются. На ночной стороне под влиянием солнечного ветра магнитные силовые линии, идущие от полюсов, вытягиваются почти параллельно друг другу, образуя хвост магнитосферы. Диаметр хвоста около 40 R, длина неизвестна. В магнитосфере есть нейтральные области, и в них горячая плазма может прорываться. В магнитосферу проникают космические лучи, она для них оказывается ловушкой. Попав в нее, частицы начинают двигаться до, так называемых, зеркальных точек (отражающих), туда и обратно млн. и млрд. раз. При этом, электроны смещаются вдоль параллели к востоку, а нейтроны – к западу. Частицы, прочно удерживаемые магнитосферой, называются радиационным поясом. На экваторе нижняя граница этой области распространяется на h 600-1000 км., верхняя – на h 35 000-50 000 км., на широтах ± 65° - заканчивается зоной наибольшей повторяемости полярных сияний. В основном, полярные сияния вызываются электронами. Магнетизм Земли может быть обусловлен либо намагниченностью Земного вещества, либо системами электрических токов. Намагниченным земное вещество быть не может из-за высокой температуры. Намагниченность земной коры может создавать только локальные и региональные аномалии. Величина геомагнитного поля в сотни раз меньше величины магнитного поля, возникающего, например, около обыкновенного подковообразного магнита. Но геомагнитное поле имеет огромный объем E~V Значение геомагнитного поля: оно предохраняет от космических излучений поверхность Земли, все живущие на ней, воздействует на все земные процессы, но механизмы пока еще не ясны. 3. История Земли. Историю Земли принято подразделять на 2 возраста: космогонический и геологический. Космогонический длился 2-3 млрд. лет, в течение которых Земля формировалась из космической пыли как планета. Геологический продолжался около 4 млрд. лет с тех пор, как образовалась планета. Все те изменения, которые претерпевала Земля после образования земной коры до настоящего времени, изучает историческая геология. Важнейшими объективными доказательствами, по которым восстанавливается история земной коры, служит г.п. По характеру их залегания и механическому составу судят о прежних геологических процессах и физико-географических условиях, в которых они протекали. Для определения горных пород существует ряд методов: - стратиграфический (заключается в изучении слоев горных пород, их взаимодействий и последовательности залегания); - палеонтологический (занимается изучением ископаемых остатков древних вымерших организмов, раскрывает картину постоянного развития органической жизни); - радиоактивный. В результате длительного изучения горных пород и остатков организмов геологическая история Земли подразделяется на 5 эр: - архейскую (прод. свыше 1000 млн. лет); - протерозойскую (прод.ок. 2000 млн. лет); - палеозойскую (330-350 млн. лет); - мезозойскую (163 млн. лет); - кайнозойскую (67 млн. лет).
|
