Гравитационное поле Земли

02.07.2018
Источником гравитационного поля Земли является ее масса. Сила тяжести — равнодействующая силы притяжения и центробежной силы. Сила притяжения является функцией массы тел и расстояния между ними
Гравитационное поле Земли

где F — сила притяжения, действующая на тело с массой m; G — постоянная тяготения [G = 0,66720*10в-10 м3/(кг*с2)]; r — расстояние между центрами масс.

Ускорение свободного падения, принятое за эталон, измерено в Потсдаме у равно 981,274 см/с2. Ускорение свободного падения зависит от высоты точки наблюдения над поверхностью Земли (чем выше точка, тем больше центробежная сила и меньше сила тяжести; на высоте около 36*10в3 км сила тяжести равна нулю), от широты местности (центробежная сила уменьшается до нуля на полюсах, что вызывает увеличение силы тяжести). Меняется ускорение свободного падения в зависимости от величины радиуса Земли: на экваторе оно равно 978,049 см/с2, а на полюсах — 983,235 см/с2.

Ускорение силы тяжести изменяется и с глубиной, что зависит от возрастания плотности пород. В табл. 3.1 приводятся данные о плотности и давлении в различных геосферах Земли (у подошвы слоев К. Буллена).

Представление об изменении ускорения свободного падения с увеличением глубины и изменением плотности дает рис. 3.1, на котором видно, что до глубины около 2500 км напряженность поля силы тяжести остается постоянной. Это объясняется тем, что уменьшение объема пород, создающих гравитационное поле, компенсируется возрастанием их плотности.

Ближе к центру увеличение плотности, в связи с уменьшением массы вещества Земли, уже практически не влияет на величину ускорения свободного падения и в центре оно становится равным нулю. Отсюда следует, что поле силы тяжести Земли имеет две границы: на высоте 36*10в3 км от ее поверхности и в ее центре.

Максимальные и наиболее устойчивые значения напряженности этого поля наблюдаются в приповерхностных условиях и в недрах до глубины 2500 км.