2.3. Физические свойства земли

Плотность Земли. Горные породы, слагающие земную кору, обладают плотностью, не превышающей 3,3 г/см³. Плотность вещества глубинных частей Земли должна быть значительно большей, так как с глубиной резко возрастает давление. По подсчетам ученых, у границы мантии и ядра на глубине 2900 км плотность вещества Земли равна 5,7 г/см³. А непосред­ственно ниже этой границы она скачкообразно возрастает до 9,3—9,7 г/см³. В центре Земли плотность достигает 12,2— 12,5 г/см³.

Давление внутри Земли. Давление в любой точке внутри Земли измеряется весом столбика вещества с поперечным се­чением 1 см² и длиной, равной расстоянию от данной точки до земной поверхности. Оно быстро возрастает с глубиной и у нижней границы земной коры достигает 13 тыс. атм, на гра­нице мантии и ядра—1,4 млн. атм и в центре Земли—более 3 млн. атм.

Температура Земли. На поверхности Земли температура ко­леблется в широких пределах. Например, в среднеазиатских пустынях почва летом нагревается до +70° С и более, а зимой промерзает до —30° С. Но с глубиной сезонные колебания тем­пературы постепенно сглаживаются и в среднем температура нарастает на 1°С при углублении на 33 м. Глубину в метрах, на протяжении которой температура увеличивается на 1°, принято называть геотермической ступенью. А изменение тем­пературы в градусах на единицу длины называется геотерми­ческим градиентом.

Если бы температура повышалась до центра Земли даже с минимальным геотермическим градиентом, то в центре пла­неты она равнялась бы 46000° С. Но на определенной глубине нарастание геотермического градиента почти прекращается. По мнению некоторых ученых, температура в центре Земли не превышает 4000—5000° С.

Тот факт, что температура с глубиной повышается, говорит о том, что из недр Земли к ее поверхности непрерывно идет ло­ток тепла, который излучается Землей в мировое пространст­во. В результате этого Земля, по подсчетам ученых, должна была бы охладиться за 40 млн. лет, но эта потеря тепловой энергии постоянно восполняется за счет внутреннего тепла Земли. Источниками этого тепла являются: энергия распада радиоактивных элементов, энергия, освобождающаяся при хи­мических реакциях и тектонических движениях, энергия пере­хода вещества из одного фазового состояния в другое и т. п.

В последние годы установлено, что в верхней части мантии на глубине 50—100 км образуется зона минимальной тепло­проводности. Она как бы запирает тепло в глубоких недрах Земли и препятствует его быстрому оттоку. В связи с этим вы­сказывается мнение, что земная кора, по-видимому, уже нахо­дится в стадии медленного охлаждения, в то время как глубо­кие части земного шара могут еще разогреваться.

Земной магнетизм. Вокруг Земли существует магнитное по­ле, называемое магнитосферой. Оно характеризуется двумя элементами: магнитным склонением и магнитным наклонени­ем. Магнитное склонение измеряется углом отклонения магнитной стрелки от географического меридиана данного пункта. Линии, соединяющие одинаковые склонения (изого­ны), на юге и севере сходятся в магнитных полюсах, которые не совпадают с географическими полюсами. В Северном полушарии магнитный полюс лежит в точке 70°5'3^// северной ши­роты и 96°45'3^// западной долготы, а южный магнитный полюс расположен в точке 75°6⁷ южной широты и 154°8^/ восточной долготы. Несовпадение магнитных и географических полюсов некоторые исследователи объясняют неравномерным распре­делением на Земле суши и воды.

М а г н и т н о е н а к л о н е н и е — это угол наклона магнит­ной стрелки к горизонту (в Северном полушарии к горизонту наклоняется северный конец стрелки, а в Южном полушарии — южный). Наклонение увеличивается от экватора к полюсам. Линия нулевых наклонений называется магнитным экватором. Магнитный экватор пересекает географический экватор в двух точках — на 169° восточной долготы и на 23° западной долготы, отступая к югу от географического экватора в Западном полу­шарии и к северу — в Восточном. В магнитных полюсах накло­нение достигает 90°.

Действительное распределение элементов земного магнетиз­ма нередко отличается от среднего значения для данной мест­ности. Такие отклонения называются магнитными аномалиями. Они могут быть обусловлены, в частности, залежами подзем­ных магнитных пород и руд. Примером может служить круп­нейшая Курская магнитная аномалия, в пределах которой под земной поверхностью скрывается уникальное месторождение железистых кварцитов.