Силите на Земята. Гравитационната сила на Земята

Всяка промяна винаги изисква известни усилия. Всяка промяна няма да се случи без никакво влияние. И очевиден пример е нашата планета, която се формира под въздействието на различни фактори от милиарди години. Също така е важно постоянните процеси на промяна на Земята да са резултат не само на външните сили, но и на вътрешните, тези, които са скрити дълбоко в дълбините на геосферата.

И ако в рамките на две или три десетилетия лицето на нашата планета може напълно да се промени без да се признае, тогава очевидно няма да е излишно да разбираме процесите, чието влияние е довело до това.

Промени отвътре

Повишения и депресии, неравности и грапавост, както и много други особености на земния релеф - всичко това непрекъснато се актуализира, рухва и се формира от мощни вътрешни сили. Най-често тяхното проявление остава извън нашето зрително поле. Въпреки това дори в този момент Земята е плавно изложена на една или друга промяна, която в дългосрочен план ще стане много по-значима.

От времето на древните римляни и гърци се наблюдават вдигания и утаяване на различни части от литосферата, което води до всички промени в очертанията на моретата, земите и океаните. Много години научни изследвания, използващи различни технологии и инструменти, напълно потвърждават това.

Растеж на планински вериги

Бавното движение на отделните участъци от земната кора постепенно води до тяхното припокриване. Изправени в хоризонтално движение, дебелината им се огъват, раздробяват и превръщат в гънки с различни мащаби и стръмност. Като цяло, науката разграничава два вида планингообразуващи движения (орогенеза):

• Огъване на шевовете - образува както изпъкнали гънки (планински диапазони), така и вдлъбнати (кухини в планински масиви). Това е причината за името на сгънатите планини, които постепенно се разпадат с времето, оставяйки само основата. На нея се формират равнините.
• Разрушаване на шевовете - слоевете от скали могат не само да се сгъват в гънки, но също така да бъдат изложени на неизправности. По този начин се формират сгънати (или просто блокирани) планини: с вертикално изместване (повдигане нагоре / надолу) на части от земната кора, разположени едно спрямо друго, се появяват скипове, грабежи, грозда и други компоненти.

Но вътрешната сила на Земята е способна не само да смаже равнините в планините и да унищожи предишните очертания на планинските райони. на движение литосферни плочи също генерират земетресения и вулканични изригвания, които често са съпътствани от чудовищни ​​опустошения и човешки смъртни случаи.

Дишане от червата

Трудно е дори да си представим, че познатата концепция за "вулкан" в древни времена имаше много по-опасен тон. Първоначално истинската причина за това явление обикновено се свързва с позорът на боговете. Потоци от магма, изригвани от червата, се считат за тежко наказание отгоре за смъртните нечистотии. Катастрофални загуби в резултат на вулканични изригвания са били известни от зората на нашата епоха. Така например величественият римски град Помпей бил изтрит от лицето на планетата Земя. Силата на планетата по онова време се проявяваше от смачкващата сила на сега известния вулкан Везувий. Между другото, авторството на този термин е исторически фиксирано за древните римляни. Така нарекоха своя бог на огъня.

За модерен човек, вулканът е с конусовидна форма над пукнатините в кората. Чрез тях на повърхността на земята, морето или океанското дъно, магмата изригва заедно с газове и отломки от скали. В центъра на тази формация има кратер (в превод от гръцки - "чаша"), през който се извършва изхвърлянето. Когато се втвърдява, магмата се превръща в лава и образува очертанията на самия вулкан. Въпреки това, дори на склоновете на този конус често се появяват пукнатини, образувайки паразитни кратери.

Доста често изригванията се съпровождат от земетресения. Но най-голямата опасност за всички живи същества са емисиите от недрата на Земята. Отделянето на газове от магма се случва много бързо, така че мощни експлозии впоследствие са често срещано явление.

Според вида на действието вулканите са разделени на няколко типа:

• актьорско майсторство - Тези, чието последно изригване е документирало информация. Най-известните сред тях са Везувий (Италия), Попокатопел (Мексико), Етна (Испания).
• Потенциално валиден - изригват много рядко (на всеки няколко хиляди години).
• изчезнал - такъв статут има вулкани, последните изригвания на които не са съхранени документални доказателства.

Въздействието на земетресенията

Смяната на скалите често предизвиква бързи и тежки колебания на земната кора. Най-често това се случва в района на високите планини - тези региони все още се формират непрекъснато.

Произходът на промените в дълбините на земната кора се нарича хипоцентрия (фокус). От него се размножават вълни, които създават колебания. Точката на повърхността на земята, непосредствено под която фокусът е епицентърът. На това място се наблюдават най-силните трепери. Тъй като те продължават да се отдалечават от тази точка, те постепенно избледняват.

Науката за сеизмология, която изучава феномена на земетресенията, идентифицира три основни типа земетресения:

1. тектоничен - основният планиращ фактор. Възникна в резултат на сблъсъци на океански и континентални платформи.
2. вулканичен - възникват в резултат на потоци от червена гореща лава и газове от вътрешността на Земята. Обикновено те са доста слаби, въпреки че могат да продължат няколко седмици. Най-често са предсказатели на вулканични изригвания, които са изпълнени с много по-сериозни последици.
3. Сривът - възникват в резултат на разпадането на горните слоеве на земята, покриващи празнотата.

Силата на земетресенията се определя на 10-степенна скала на Рихтер с помощта на сеизмологични инструменти. И колкото повече амплитуда на вълната, която се появява на земната повърхност, толкова по-забележима ще бъде щетата. Най-слабите земетресения, измерени в 1-4 точки, могат да бъдат игнорирани. Те се регистрират само чрез специални чувствителни сеизмологични инструменти. За хората те се проявяват максимално под формата на разтърсващи очила или леко движещи се предмети. Повечето от тях са напълно невидими за окото.

На свой ред колебанията от 5-7 пункта могат да доведат до различни щети, макар и незначителни. По-силните земетресения вече представляват сериозна заплаха, изоставяйки разрушените сгради, почти напълно унищожени инфраструктурни и човешки загуби.

Всяка година сеизмолозите записват около 500 хиляди вибрации на земната кора. За щастие само една пета от това число наистина се усеща от хората и само 1000 от тях причиняват истинска повреда.

Повече подробности за това, което влияе върху нашия общ дом отвън

Променяйки непрекъснато релефа на планетата, вътрешната сила на Земята не остава единственият формиращ елемент. Прякото участие в този процес се поема и от множество външни фактори.

Чрез разрушаването на множество нередности и запълването на подземните депресии, те допринасят значително за процеса на непрекъсната промяна на земната повърхност. Трябва да се отбележи, че в допълнение към течащите води, опустошителните ветрове и действието на гравитацията, директно влияем върху собствената си планета.

Модифициран от вятъра

Унищожаването и превръщането на скалите се извършва главно под въздействието на атмосферни влияния. Той не създава нови релефни форми, а унищожава твърдите материали в свободно състояние.

В открити пространства, където няма гори и други препятствия, пясъчните и глинените частици могат да се движат на значителни разстояния с помощта на ветровете. Впоследствие техните клъстери формират еолианските релефни форми (терминът произлиза от името на древногръцкия бог Еол, господарят на ветровете).

Пример за това са пясъчните хълмове. Барханс в пустините се създават само когато са изложени на вятър. В някои случаи височината им достига стотици метри.

Седименталните планински утайки, състоящи се от частици прах, могат да се натрупват по същия начин. Те имат сиво-жълт цвят и се наричат ​​льос.

Трябва да се помни, че движейки се с голяма скорост, различни частици не само се натрупват в нови формации, но и постепенно унищожават релефа, който се среща по пътя им.

Вятърът на скалите може да бъде от четири типа:

1. химически - се състои от химични реакции между минералите и външната среда (вода, кислород, въглероден диоксид). В резултат на това скалите се разрушават, техният химичен компонент страда от промени с по-нататъшното образуване на нови минерали и съединения.
2. физически - причинява механично разграждане на скалите под влияние на редица фактори. На първо място, физическото облъчване възниква при значителни температурни колебания през деня. Вятърът, заедно със земетресения, вулканични изригвания и кал, също са фактори за физическо оросяване.
3. биологичен - се осъществява с участието на живи организми, чиято дейност води до създаването на качествено нова форма - почвата. Влиянието на животните и растенията се проявява в механични процеси: раздробяване на скали с корени и копия, изкопаване на дупки и др. Особено голяма роля при биологичното излъчване принадлежат на микроорганизмите.
4. Радиация или слънчево време. Характерен пример за унищожаване на скали със сходен ефект - лунен реголит. Заедно с това радиационното влияние оказва влияние и върху трите вида, изброени по-горе.

Всички тези видове атмосферни влияния често се проявяват в комбинация, комбинирайки се в една или друга вариация. Различните климатични условия обаче също влияят върху преобладаването. Например, на места със сух климат и в райони с висока надморска височина често има физически атмосферни влияния. А за районите със студен климат, където температурите често се променят до 0 градуса по Целзий, е характерно не само атмосферното замърсяване, но и органичните, комбинирани с химикалите.

Гравитационно въздействие

Няма списък на външните сили на нашата планета, ако не споменаваме фундаменталното взаимодействие на всички материални тела - това е гравитационната сила на Земята.

Унищожени от множество природни и изкуствени фактори, скалите винаги са склонни да се придвижват от по-ниските части на почвата към по-ниските. Това е произходът на свлачища, отломки, се случва и се разтоварва със свлачища. Гравитационната сила на Земята може на пръв поглед да изглежда нещо невидимо на фона на мощни и опасни прояви на други външни фактори. Обаче цялото им въздействие върху релефа на нашата планета просто би било изравнено без универсално гравитационно.

Ще се справим с гравитационния ефект. В условията на нашата планета, тежестта на всяко материално тяло е сила на привличане На Земята. В класическата механика това взаимодействие описва Нютоновия закон за универсалната гравитация, известен от училищната пейка. Според него F на тежестта е равно на произведението на m с g, където m е масата на обекта и g е ускорението свободно падане (винаги равно на 10). В този случай гравитацията на повърхността на Земята засяга всички тела, разположени както на него, така и близо до нея. В случаите, когато тялото е засегнато изключително от гравитационно привличане (и всички други сили са взаимно балансирани), то претърпява свободно падане. Но въпреки цялата си идеалност, такива условия, при които силите, действащи върху тялото на повърхността на Земята, всъщност са изравнени, са характерни за вакуум. В ежедневната реалност трябва да се справите с напълно различна ситуация. Например, количеството въздушно съпротивление засяга падащия обект във въздуха. И въпреки че все още силата на гравитацията на Земята ще бъде много по-силна, този полет вече няма да бъде истински свободен по дефиниция.

Интересно е, че въздействието на привличането съществува не само в условията на нашата планета, но и на нивото на нашата слънчева система като цяло. Например, какво привлича повече луната? Земя или слънце? Без степен по астрономия мнозина със сигурност ще бъдат изненадани от отговора.

Тъй като силата на гравитацията на спътника Земя дава път на слънчевата енергия приблизително 2,5 пъти! Ще бъде разумно да помислим как небесното тяло не откъсва Луната от нашата планета с такова силно влияние? В крайна сметка, в това отношение, количеството, което е равно на гравитационна сила Земята по отношение на спътника е много по-ниска от тази на Слънцето. За щастие науката е в състояние да отговори на този въпрос.

Теоретичната космонавтика използва няколко понятия за такива случаи:

• Сферата на действие на тялото M1 е околното пространство около обекта M1, в което се движи обектът m;
• Тялото m е обект свободно движещ се в сферата на действие на обекта М1;
• Тялото на М2 е обект, който упражнява обезпокоителен ефект върху това движение.

Изглежда - решаващото трябва да бъде гравитационната сила. Земята привлича Луната много по-слаба от Слънцето, но има и друг аспект, който има крайния ефект.

Целият въпрос е, че М2 има тенденция да прекъсне гравитационната връзка между обектите m и M1, като им дава различни ускорения. Стойността на този параметър зависи пряко от разстоянието на обектите до M2. Разликата между ускоренията, дадени от тялото М2 до m и M1 обаче, ще бъде по-малка от измерената ускорение m и M1 директно в гравитационното поле на последното. Този нюанс е причината, поради която M2 не може да откъси m от M1.

Представете си ситуация, подобна на Земята (М1), слънцето (M2) и Луната (м). Разликата на ускоренията, което създава на слънцето спрямо земята и луната, 90 пъти по-малко от средното ускорение, които са характерни за спремо поле на Земята на действие (диаметърът му - 1 милион километра, разстоянието между Земята и Луната - 0,38 милиона километри). Решаваща роля не играе от силата, с която Земята привлича луната, а повечето от разликата в ускорението между тях. Поради тази на Слънцето може да се деформира само орбитата на Луната, но не го отнеме от нашата планета.

Да отидем още по-далеч: въздействието на гравитацията е различно типично за други обекти на нашата слънчева система. Какво точно влияе, като се има предвид, че гравитацията на Земята е значително различна от тази на другите планети?

Това ще засегне не само движението на скалите и образуването на нови форми на облекчение, но и тяхното тегло. Не забравяйте да отбележите, че този параметър се определя от величината на атрактивната сила. Тя е пряко пропорционална на масата на въпросната планета и обратно пропорционална на квадрата на нейния радиус.

Ако нашата Земя беше сплескана в полюсите и изпъната в Екватора, тежестта на всяко тяло по цялата повърхност на планетата ще бъде същата. Но ние не живеем на идеална топка, а радиусът на екватора е по-дълъг от полярния радиус с около 21 километра. Следователно теглото на същия обект ще бъде по-тежко на полюсите и най-лесно в екватора. Но дори и в тези две точки гравитацията на Земята се различава леко. Малка разлика в теглото на един и същ обект може да бъде измерена само с помощта на пружинни везни.

И в условията на други планети ще се развие съвсем различна ситуация. За по-голяма яснота нека да обърнем внимание на Марс. Масата на червената планета е 9.31 пъти по-малко земна и радиусът е 1.88 пъти по-малък. Първият фактор, съответно, трябва да намали гравитацията на Марс в сравнение с нашата планета в 9.31 пъти. В същото време, вторият фактор го увеличава с 3,53 пъти (1,88 в квадрата). В резултат на това силата на привличане на Марс е около една трета от земята (3.53: 9.31 = 0.38). Съответно скала с маса на Земята от 100 кг ще тежи точно 38 кг на Марс.

Като се има предвид каква сила е присъщо на тежестта на Земята, то могат да се сравнят с един ред между Уран и Венера (привличане на Земята е по-малко от 0,9 пъти) и Нептун с Юпитер (те дръпне повече, отколкото сме в 1.14 и 2.3 пъти, съответно). Най-малката влиянието на гравитацията маркирани Плутон - в 15,5 пъти по-малко околната среда на Земята. Но най-силната атракция е определена на Слънцето. Тя надвишава нашите 28 пъти. С други думи, тяло с тегло 70 кг на Земята би било претеглено до около 2 тона.

Под лежащия слой водата ще изтече

Друг важен създател и еднократен разрушител на релефи - движеща се вода. Неговите течения формират широки речни долини, каньони и проломи. Въпреки това, дори и малките му количества с безпрепятствено движение могат да оформят релефно лъчение вместо равнини.

Пробийте пътя си през всякакви препятствия - не единствената страна на влиянието на токовете. Тази външна сила също действа като транспортер на скални фрагменти. По този начин се образуват различни релефни формирования (например плоски равнини и израстъци по реките).

По-специално, ефектът от течаща вода засяга лесно разтворимите скали (варовик, креда, гипс, каменна сол), разположени близо до сушата. Реките постепенно ги отстраняват от пътя си и се втурват в дълбините на вътрешността на Земята. Това явление се нарича карст, в резултат на което се формират нови форми на релеф. Пещери и фунии, сталактити и сталагмити, пропасти и подземни язовири - всичко това е резултат от дългата и мощна дейност на водните маси.

Леден фактор

Заедно с течащите води, ледниците не са по-малко ангажирани в унищожаването, транспортирането и отлагането на скали. Създавайки по този начин нови форми на облекчение, те изглаждат скалите, образуват морейни хълмове, хребети и кухини. Последните често се пълнят с вода, превръщайки се в ледникови езера.

Унищожаването на скалите с помощта на ледници се нарича exaration (ледникова ерозия). Когато проникват в речните долини, ледът излага леглото и стените си на силен натиск. Свободните частици са откъснати, някои от тях замръзват и по този начин допринасят за разширяването на стените на дълбочината на дъното. В резултат на това речните долини се оформят с най-малко съпротивление за преминаване на лед - профила на коритото. Или, според тяхното научно наименование, ледникови корита.

Топенето на ледниците допринася за създаването на плоски формации, състоящи се от частици пясък, натрупани в замръзнала вода.

Ние сме външната сила на Земята

Имайки предвид вътрешните сили, действащи на Земята, и външните фактори, е време да споменем и за нас - онези, които вече отдавна са нанесли колосални промени в живота на планетата.

Всички форми на облекчение, създадени от човека, се наричат ​​антропогенни (от гръцкия антропос, произходът на гените и латинския фактор - материя). Днес лъвският дял от този вид дейност се реализира с помощта на съвременни технологии. Новото развитие, научните изследвания и внушителната финансова подкрепа от частни / публични източници гарантират бързото му развитие. И това, от своя страна, постоянно стимулира увеличаването на степента на човешкото антропогенно влияние.

Особено подложен на промени в равнината. Тази област винаги е била приоритет за селището, изграждането на къщи и инфраструктурата. Освен това практиката на изграждане на насипи и изкуствено изравняване на релефа стана съвсем обикновена.

Околната среда също се променя за целите на добива. С помощта на технологиите хората копаят огромни кариери, пробиват мини, правят насипи в местата, където се натрупват отпадъци от скални отпадъци.

Често мащабът на човешката дейност е сравним с влиянието на естествените процеси. Например, съвременните технически постижения ни позволяват да създадем огромни канали. И за много по-кратко време, ако се сравни с подобно образуване на речни долини от потока на водата.

Процесите на унищожаване на релефа, наречена ерозия, са силно влошени от човешката дейност. Преди всичко, почвата претърпява негативно влияние. Това се улеснява от разораването на склонове, необузданото рязане на горите, прекомерната паша на говедата, полагането на настилката. Още по-голяма ерозия се усложнява от нарастващия темп на строителството (особено при изграждането на жилищни сгради, за които е необходима допълнителна работа, като заземяване, при което се измерва съпротивлението на земята).

Миналият век бе белязан от ерозията на около една трета от цялата култивирана земя в света. Повечето от тези процеси са настъпили в големи земеделски райони на Русия, Съединените щати, Китай и Индия. За щастие проблемът с ерозията на сушата се решава активно на международно ниво. Но научните изследвания, новите технологии и компетентните методи за тяхното прилагане от човека ще допринесат основно за намаляване на вредното въздействие върху почвата и за пресъздаване на преди това разрушени райони.