Síly Země. Gravitační síla Země

Každá změna vyžaduje vždy určité úsilí. Každá změna se nestane bez vlivu. A zřejmým příkladem je naše planeta, která vznikla pod vlivem různých faktorů po celé miliardy let. Důležité je také to, že neustálé procesy změny Země jsou výsledkem nejen vnějších sil, ale také vnitřních, těch, které jsou ukryté hluboko v hlubinách geosféry.

A jestli se ve dvou nebo třech desetiletích tvář naší planety zcela změní bez uznání, pak zjevně nebude zbytečné pochopit ty procesy, jejichž vliv na to vedl.

Změny zevnitř

Zvedání a deprese, nerovnosti a drsnost, stejně jako mnoho dalších rysů půdní reliéfu - to vše je neustále aktualizováno, zhroutilo se a tvořilo silné vnitřní síly. Nejčastěji jejich projevy zůstávají mimo naše zorné pole. Ale i v tomto okamžiku je Země hladce vystavena jedné nebo druhé změně, která se z dlouhodobého hlediska stává mnohem významnější.

Od dob starých Římanů a Řeků byly pozorovány vzestupy a poklesy různých částí litosféry, což způsobilo všechny změny v obrysech moří, půdy a oceánů. Mnoho let vědeckého výzkumu s použitím různých technologií a nástrojů to plně potvrzuje.

Růst pohoří

Pomalý pohyb jednotlivých úseků zemské kůry postupně vede k jejich překrývání. Tváří v horizontálním pohybu, jejich tloušťky se ohýbají, deformují a přeměňují na záhyby různých stupnic a strmosti. Věda rozlišuje dva typy hornotvorných pohybů (orogeneze):

• Ohýbání švů - tvoří jak konvexní záhyby (pohoří), tak i konkávní (dutiny v horských masívech). To je to, co způsobilo jméno skládaných hor, které se časem postupně rozpadají a zanechávají jen základnu. Na ní se tvoří pláně.
• Ruptura švů - vrstvy hornin se mohou nejen rozbít do záhybů, ale také být vystaveny chybám. Tímto způsobem se vytvářejí skládané (nebo jednoduše zablokované) hory: skluzavky, grabeny, horsty a další součásti se vyskytují s vertikálním posunem (vzhůru / dolů) z části zemské kůry vůči sobě navzájem.

Ale vnitřní síla Země je schopna nejen rozdrtit pláně do hor a zničit bývalé obrysy vysočiny. Pohyb litosférické desky také vyvolávají zemětřesení a vulkanické erupce, které jsou často doprovázeny obrovskými devastacemi a smrtí lidí.

Dech z vnitřností

Je těžké si dokonce představit, že známý pojem "sopka" ve starověku měl mnohem hrozivější tón. Zpočátku byla pravá příčina tohoto jevu obvykle spojena s hanbou bohů. Proudu magmatu, vypuštěného z vnitřností, byly považovány za hrozný trest od výše za smrtelné nečistoty. Katastrofální ztráty způsobené vulkanickými erupcemi jsou známy již od úsvitu naší doby. Například majestátní římské město Pompeje bylo vymazáno z planety Země. V té době se síla planety projevovala drtivou silou dnes proslulé sopky Vesuvu. Mimochodem, autorství tohoto termínu je historicky pevně stanoveno pro starověké Římany. Tak zavolali svého boha ohně.

Pro moderního člověka je sopka vyvýšenina ve tvaru kužele nad trhliny v kůře. Prostřednictvím nich na povrchu země, mořské nebo oceánské podlahy, magma vybuchne spolu s plyny a úlomky skal. Ve středu tohoto útvaru je kráter (v překladu z řečtiny - "pohár"), skrze který dochází k vyhození. Po ztuhnutí se magma změní na lávu a vytvoří obrysy samotné sopky. I na svazích tohoto kužele se často objevují praskliny, které vytvářejí parazitní krátery.

Poměrně často jsou erupce doprovázeny zemětřesením. Ale největším nebezpečím pro všechny živé bytosti jsou emise ze střev Země. Uvolňování plynů z magmatu se objevuje velmi rychle, takže jsou častým výskytem silné výbuchy.

Podle druhu akce jsou sopky rozděleny do několika typů:

• Aktivní - Ti, jejichž poslední erupce zdokumentovala informace. Mezi nejznámější patří: Vesuvius (Itálie), Popocatepetl (Mexiko), Etna (Španělsko).
• Potenciálně platný - velmi vzácně vybuchují (každých několik tisíc let).
• Vyhynul - takový stav má sopky, nejnovější erupce, jejichž důkazy nejsou zachovány.

Dopad zemětřesení

Posuny hornin často způsobují rychlé a silné výkyvy zemské kůry. Nejčastěji se to děje ve vysokém horském regionu - tyto oblasti se stále formují.

Původ posunů v hlubinách zemské kůry se nazývá hypocentr (zaostření). Z toho jsou propagovány vlny, které vytvářejí oscilace. Bod na povrchu země, přímo pod kterým je zaměřením epicentrum. Na tomto místě jsou pozorovány nejsilnější třesy. Jak se nadále od tohoto okamžiku odkládají, postupně se ztrácejí.

Věda o seismologii, která zkoumá fenomén zemětřesení, identifikuje tři hlavní typy zemětřesení:

1. Tektonický - hlavním horninotvorným faktorem. Vyskytuje se v důsledku kolizí oceánských a kontinentálních platforem.
2. Sopečný - vznikají v důsledku toku červené horké lávy a plynů z vnitřního prostoru země. Obvykle jsou spíše slabé, i když mohou trvat několik týdnů. Nejčastěji se vyskytují vulkanické erupce, které jsou plné mnohem vážnějších důsledků.
3. Kolaps - vznikají v důsledku kolapsu horních vrstev země a pokrývají prázdnotu.

Síla zemětřesení je určena na desetibodové stupnici Richter pomocí seismologických nástrojů. A čím více vlnové amplitudy se objeví na povrchu země, tím výraznější bude poškození. Nejslabší zemětřesení, měřená v 1-4 bodech, lze ignorovat. Jsou registrovány pouze speciálně citlivými seismologickými nástroji. Pro lidi se projevují maximálně ve formě třesavých brýlí nebo mírně se pohybujících předmětů. Většina z nich je zcela neviditelná pro oko.

Naopak fluktuace 5-7 bodů mohou vést k různým škodám, i když jsou menší. Silnější zemětřesení představují vážnou hrozbu, která zanechává za zříceninami budovy, téměř úplně zničila infrastrukturu a lidské ztráty.

Každý rok zaznamenávají seismologové zhruba 500 tisíc vibrací zemské kůry. Naštěstí jen pětina tohoto počtu lidí opravdu cítí lidé a jen 1000 z nich způsobí skutečné škody.

Další podrobnosti o tom, co ovlivňuje náš společný domov zvenčí

Neustále měnící reliéf planety, vnitřní síla Země nezůstává jediným formujícím prvkem. Přímé zapojení do tohoto procesu předpokládá i řada vnějších faktorů.

Tím, že zničí četné nesrovnalosti a plní podzemní prohlubně, významně přispívají k procesu nepřetržité změny povrchu Země. Je třeba poznamenat, že kromě tekoucích vod, devastujících větrů a působení gravitace přímo ovlivňujeme naši vlastní planetu.

Modifikováno větrem

Zničení a přeměna hornin se vyskytuje hlavně pod vlivem povětrnostních vlivů. Nevytváří nové reliéfní formy, ale zničí plné materiály do volného stavu.

V otevřených prostorech, kde nejsou žádné lesy a jiné překážky, se pískové a jílovité částice mohou pohybovat značnou vzdáleností pomocí větru. Následně, oni tvoří shluky Liparské reliéfu (termín pochází z řeckého boha Aeolus - vládce větrů).

Příkladem jsou písčité kopce. Barkhané v pouštích jsou vytvořeni pouze při vystavení větru. V některých případech jejich výška dosahuje stovek metrů.

Sedimentární horské sedimenty složené z prachových částic se mohou shromažďovat stejným způsobem. Mají šedo-žlutou barvu a nazývají se loess.

Mělo by být zapamatováno, že pohybující se velkou rychlostí se různé částice nejen shromažďují v nových formacích, ale také postupně zničí úlevu, která se na jejich cestě setká.

Pocení hornin může být čtyř typů:

1. Chemické - spočívá v chemických reakcích mezi minerály a vnějším prostředím (voda, kyslík, oxid uhličitý). V důsledku toho jsou horniny zničeny, jejich chemická složka trpí změnami při dalším vytváření nových minerálů a sloučenin.
2. Fyzické - způsobuje mechanické rozložení hornin pod vlivem řady faktorů. Za prvé, fyzické zvětrávání nastává při výrazném kolísání teploty během dne. Vítr, spolu se zemětřesením, sopečnými výbuchy a bahno, jsou také faktory fyzického zvětrávání.
3. Biologické - se provádí za účasti živých organismů, jejichž činnost vede ke vzniku kvalitativně nové formace - půdy. Vliv zvířat a rostlin se projevuje v mechanických procesech: drcení hornin kořeny a kopyty, kopání otvorů atd. Zvláště velkou roli v biologickém zvětrávání patří mikroorganismům.
4. Záření nebo sluneční zvětrávání. Charakteristický příklad zničení hornin s podobným účinkem - lunární regolith. Spolu s tím působí i vliv radiačního povětrnostního vlivu na dříve uvedené tři typy.

Všechny tyto druhy povětrnostních vlivů se často projevují kombinací, kombinací v jedné nebo jiné variantě. Různé klimatické podmínky však ovlivňují i ​​nadvládu. Například na místech s suchým podnebím a ve vysokohorských oblastech je často fyzické zvětrávání. A pro oblasti se studeným klimatem, kde teploty často kolísají na 0 stupňů Celsia, je charakteristické nejen otevírání mrazem, ale také organické, kombinované s chemickými.

Gravitační dopad

Žádný seznam vnějších sil naší planety není úplný, pokud nebudeme zmínit základní interakci všech hmotných těles - to je gravitační síla Země.

Zničené četnými přírodními a umělými faktory, skály jsou vždy náchylné k pohybu z nižších částí půdy na nižší. Toto je původ sesuvu půdy, trosky, stalo se a přistálo se sesuvy půdy. Gravitační síla Země se na první pohled může zdát něco neviditelného na pozadí silných a nebezpečných projevů jiných vnějších faktorů. Avšak veškerý jejich dopad na úlevu naší planety by byl jednoduše vyrovnaný bez univerzální gravitace.

Budeme se zabývat gravitačním účinkem. V podmínkách naší planety je váha každého hmotného těla síla přitažlivosti Ze Země. V klasické mechaniky popisuje tato interakce Newtonův zákon univerzální gravitace známý ze školní lavice. Podle něj se gravitační faktor F rovná součinu m g, kde m je hmotnost objektu a g je zrychlení volný pád (vždy se rovná 10). V takovém případě působí gravitace zemského povrchu na všechna těla, která jsou umístěna jak na ní, tak v blízkosti. V případě, že tělo je ovlivněno výlučně gravitační přitažlivostí (a všechny ostatní síly jsou vzájemně vyvážené), podléhá volnému pádu. Ale vzhledem ke své ideálnosti jsou takové podmínky, kdy síly působící na tělo na povrchu Země jsou ve skutečnosti vyrovnány, charakteristické pro vakuum. V každodenní realitě se musíte vyrovnat s zcela jinou situací. Například, velikost odporu vzduchu ovlivňuje padající předmět ve vzduchu. A ačkoliv síla gravitace Země bude mnohem silnější, tento let už nebude definice zcela svobodný.

Je zajímavé, že dopad přitažlivosti existuje nejen v podmínkách naší planety, ale také na úrovni naší sluneční soustavy jako celku. Například, co přitahuje Měsíc více? Země nebo Slunce? Bez astronomie, mnozí budou jistě překvapeni odpovědí.

Protože síla gravitace družice Země ustupuje slunečnímu záření přibližně 2,5krát! Bude rozumné přemýšlet o tom, jak nebeské tělo neroztrhne Měsíc z naší planety tak silným vlivem? Koneckonců, v tomto ohledu množství, které se rovná gravitační síla Země ve vztahu k družici je mnohem horší než Země. Naštěstí je věda schopna odpovědět na tuto otázku.

Teoretická kosmonautika používá pro takové případy několik konceptů:

• Koule působení těla M1 je obklopující prostor kolem objektu M1, ve kterém se pohybuje objekt m;
• Těleso m je objekt, který se volně pohybuje ve sféře působení objektu M1;
• Tělo M2 je předmět, který působí rušivě na tento pohyb.

Zdá se, že rozhodující musí být gravitační síla. Země přitahuje Měsíc mnohem slabší než Slunce, ale je zde i další aspekt, který má konečný efekt.

Celý bod spočívá v tom, že M2 má sklon přerušit gravitační spojení mezi objekty m a M1 tím, že jim dává různé akcelerace. Hodnota tohoto parametru závisí přímo na vzdálenosti objektů na M2. Rozdíl mezi zrychleními danými tělem M2 na m a M1 bude však menší než akcelerační rozdíl m a M1 přímo v gravitačním poli posledního. Tento nuance je důvodem, proč M2 není schopen odtrhnout m od M1.

Představte si situaci, podobně jako Země (M1), slunce (M2) a měsíc (M). Rozdíl zrychlení, které vytváří slunce vzhledem k zemi a měsíc, 90 krát méně než průměr zrychlení, které jsou charakteristické pro měsíc vzhledem k zemskému působností (jeho průměr - 1 milion kilometrů, vzdálenost mezi Zemí a Měsícem - 0,38 milionu kilometry). Zásadní roli nehrála silou, s níž se země přitahuje měsíc, a většina z rozdílu zrychlení mezi nimi. Vzhledem k tomu Slunce může deformovat jen oběžnou dráhu Měsíce, ale netrvalo to pryč od naší planety.

Pojďme ještě dále: dopad gravitace je v jiné míře typický pro jiné objekty naší sluneční soustavy. Co přesně to ovlivňuje, když uvažujeme, že gravitace na Zemi se výrazně liší od gravitace jiných planet?

To bude mít vliv nejen na pohyb hornin a na formování nových forem úlevy, ale i na jejich váhu. Nezapomeňte, že tento parametr je určen velikostí atraktivní síly. Je přímo úměrná hmotnosti dotyčné planety a nepřímo úměrná čtverci jejího poloměru.

Pokud by naše země byla zploštělá u tyčí a roztažena v rovníku, váha každého těla na celém povrchu planety by byla stejná. Ale nežijeme na ideálním míči a poloměr rovníku je delší než polární poloměr asi o 21 km. Proto bude váha stejného předmětu těžší u tyčí a nejsnadnější na rovníku. Ale i v těchto dvou bodech se gravitace na Zemi mírně liší. Malý rozdíl v hmotnosti stejného předmětu lze měřit pouze pomocí pružinových stupnic.

A úplně jiná situace se vyvine v podmínkách jiných planet. Pro přehlednost věnujte pozornost Marsu. Hmotnost červené planety je 9,31 krát méně pozemní a poloměr je 1,88 krát menší. První faktor by měl snížit gravitaci na Marsu ve srovnání s naší planety o 9,31krát. Současně jej druhý faktor zvětší o 3,53krát (1,88 ve čtverečku). Výsledkem je, že síla přitažlivosti na Marsu je asi třetina země (3,53: 9,31 = 0,38). Podle toho bude hornina s hmotností na Zemi o hmotnosti 100 kg vážit přesně 38 kg na Marsu.

Vzhledem k tomu, jaký výkon je vlastní zemské gravitace, to může být srovnáván v jedné řadě mezi Uranem a Venuše (přitažlivosti Země je menší než 0,9 násobek) a Neptun s Jupiterem (táhnou víc než my v 1.14 a 2.3 časy, v uvedeném pořadí). Nejmenší vliv gravitace zaznamenal Pluto - 15,5 krát méně než pozemské podmínky. Ale nejsilnější přitažlivost je fixována na Slunci. To přesahuje naše 28 krát. Jinými slovy, tělo vážící 70 kg na Zemi by bylo váženo asi na 2 tuny.

Pod leženou vrstvou bude voda unikat

Další důležitý tvůrce a jednorázový ničitel reliéfu - pohybující se voda. Jeho proudy tvoří široké údolí řek, kaňony a rokle. Nicméně i jeho malá množství s neuspěchaným pohybem mohou vytvářet místo útesů úlevu útesů.

Projděte si všechny překážky - nikoli jedinou stranu vlivu proudů. Tato vnější síla působí také jako transportér horninových úlomků. Tak jsou vytvořeny různé reliéfní formace (například ploché pláně a výrůstky podél řek).

Konkrétně účinek tekoucí vody ovlivňuje snadno rozpustné horniny (vápence, křída, sádra, sůl horniny), které se nacházejí poblíž země. Řeky je postupně odstraňují z cesty a pronikají do hlubin vnitřního prostoru země. Tento jev se nazývá kras, v jehož důsledku se vytvářejí nové formy reliéfu. Jeskyně a nálevky, stalaktity a stalagmity, propasti a podzemní nádrže - to vše je důsledkem dlouhé a silné činnosti vodních mas.

Faktor ledu

Spolu s proudícími vodami se ledovce méně nezabývají ničením, dopravou a ukládáním hornin. Tímto způsobem vytvářejí nové formy úlevy, vyhlazují skály, vytvářejí kopce, hřebeny a dutiny. Ty jsou často naplněny vodou a přeměňují se na ledovcové jezery.

Zničení skal pomocí ledovců se nazývá exaration (glaciální eroze). Když proniká do údolí řeky, ledu vystaví své lůžko a stěny silnému tlaku. Volné částice se odtrhnou, některé zmrznou a tím přispívají k rozšíření stěn hloubky dna. Výsledkem je, že údolí řeky se utvářejí s nejmenší odolností proti posunu ledového profilu. Nebo podle jejich vědeckého jména, ledovce.

Tavení ledovců přispívá k vytvoření zandre - plochých útvarů, skládajících se z částic písku nahromaděných v zmrzlé vodě.

Jsme vnější síla Země

Vzhledem k vnitřním silám působícím na Zemi a vnějším faktorům je čas zmínit se i o nás - ti, kteří již po tucet let přinesli kolosální změny v životě planety.

Všechny formy reliéfu vytvořené člověkem jsou nazývány antropogenní (od řeckého anthroposu, genesisum - původu a latinského faktoru - hmoty). V současné době se lví podíl tohoto druhu činnosti realizuje s využitím moderních technologií. A nový vývoj, výzkum a působivá finanční podpora ze soukromých / veřejných zdrojů zajišťují rychlý rozvoj. A toto, podle pořadí, neustále stimuluje zvýšení míry lidského antropogenního vlivu.

Zvláště se na ploše změnily. Tato oblast byla vždy prioritou pro osídlení, výstavbu domů a infrastrukturu. Navíc praxe konstrukce nábřeží a umělé vyrovnávání reliéfu se stala docela obyčejnou.

Životní prostředí se také mění za účelem těžby. S pomocí technologie lidé kopávají obrovské lomy, vrtají doly, dělí náspory v místech odpadních skalních skládek.

Často je rozsah lidské činnosti srovnatelný s vlivem přirozených procesů. Například moderní technické úspěchy nám umožňují vytvářet obrovské kanály. A na mnohem kratší dobu, ve srovnání s podobnou formací údolí řeky proudem vody.

Procesy ničení reliéfu, označované jako eroze, jsou značně zhoršeny lidskou činností. Především má půda negativní vliv. To je usnadněno orivem svahů, bouřlivým řezáním lesů, nadměrným spásáním dobytka, položením dlažby. Ještě větší eroze se zhoršuje rostoucím tempem výstavby (zejména při výstavbě obytných budov, pro které je zapotřebí další práce, jako je uzemnění, ve kterém se měří odolnost země).

Poslední století bylo poznamenáno erozí asi třetiny světové pěstované půdy. Většina těchto procesů se vyskytla ve velkých zemědělských oblastech Ruska, Spojených států, Číny a Indie. Naštěstí se problematika eroze půdy aktivně vyřeší na mezinárodní úrovni. Vědecký výzkum, nové technologie a kompetentní metody jejich aplikace člověkem však zásadně přispějí ke snížení škodlivého účinku na půdu a obnovení dříve zničených oblastí.