Небесный землемер - [18]
Свободная поверхность морей и океанов состоит из подвижных частичек воды, и ее вид определяется силой тяжести, под действием которой каждая такая частичка стремится занять ближайшее к центру Земли положение. Земное тяготение как бы натягивает невидимые ниточки, на которых висят капельки в море. В итоге поверхность моря в любой точке становится перпендикулярной к направлению силы тяжести в них.
Раз форму Мировому океану придает сила тяжести, то, измеряя ее величину и направление, можно определить вид этой поверхности, а тем самым и почти точную фигуру нашей планеты. Так, в исследование фигуры Земли включилась еще одна наука — гравиметрия, измеряющая силу тяжести на Земле.
Поначалу казалось, что определить геоид не очень сложно. Стоит только найти закон, подчиняясь которому распределяется на поверхности геоида сила тяжести.
Теперь уже никто не сомневался, что вес одних и тех же предметов в разных местах Земли может быть различным. Все знали, что сила тяжести больше всего на полюсе, а чем ближе к экватору, тем она становится меньше. Если удастся определить, насколько она меняется с широтой, то силу тяжести в разных точках земного шара можно будет вычислять прямо по ее координатам, и, значит, без труда окажется найденной форма геоида.
Но неожиданно обнаружились довольно странные вещи.
Казалось бы, на морях геоид будет совпадать с поверхностью воды, а продолженный на материки — проходить где-то внутри них. Во всяком случае так должен был себя вести теоретический геоид. Но ученых подстерегал очередной сюрприз.
Измерив с большой точностью силу тяжести в окрестностях Москвы, русские гравиметристы обнаружили, что подо всем городом, от самого Кремля и дальше в Замоскворечье, тянется какая-то очень легкая полоса. Исследованием ее занялись виднейшие ученые.
Известный астроном П. К. Штернберг, несмотря на начавшуюся мировую войну, сам ездил измерять силу тяжести в Подольск, Киёво, Узкое и другие подмосковные места, пересекающие загадочную пустоту в поперечном направлении. Эти исследования подтвердили, что в окрестностях Москвы сила тяжести заметно меньше обычной: с запада на восток через село Коломенское тянулась какая-то непонятно легкая полоса. Получалось, что в этом месте на «ровном» геоиде находится довольно большая впадина.
Столь же неровной оказалась сила тяжести и в других, самых неожиданных местах.
Теперь установлено, что на Земле есть два больших возвышения и два таких же крупных понижения геоида. В Европе и на Тихом океане геоид поднимается «бугром». А Индия и Америка лежат в «низине».
Если разрезать земной шар по экватору и посмотреть на его профиль, то окажется, что в Западной Европе геоид изогнулся небольшим бугром, который постепенно понижается, а, начиная примерно с меридиана Москвы, поверхность геоида ныряет на 140 метров вниз. Эта впадина тянется через всю Сибирь до Иркутска. Дальше на восток геоид опять начинает повышаться, и на 180-м меридиане посреди Тихого океана очередной холм достигает почти 100 метров высоты. Вблизи западных берегов Северной Америки — опять 75-метровая «яма», а потом «холм», поднимающийся на 125 метров, после чего снова понижение.
Такие повышения и понижения как бы опоясывают невидимыми волнами земной шар. А чуть меньшие волны тянутся между полюсами. «Ровный» геоид в действительности весь изрыт «буграми» и «ямами».
Сейчас составлена очень приблизительная, разумеется, карта высот геоида.
На первый взгляд может показаться странным: как же удалось начертить то, что не имеет строгой формы? На такой карте вы и не найдете невидимку-геоид. Это просто обыкновенная карта полушарий, на которой причудливо изогнулись цветные линии. Там, где вьется красная полоса — «бугры» геоида, где извиваются зеленые линии — его «впадины».
Когда говорят о «впадинах» и «буграх» геоида, это не значит, что речь идет о горах или оврагах на земной поверхности. В окрестностях Москвы, скажем, там, где на геоиде значительная «вмятина», нет ни достаточно глубоких оврагов, ни гор. И на север и на юг здесь тянется совершенно гладкая равнина. «Впадины» и «бугры» эти так же невидимы, как и сам геоид. И лишь если бы удалось соединить каналом московскую равнину с океаном, то уровень воды под Москвой установился бы ниже, чем к северу и к югу от нее. Вот эти воображаемые водяные бугры и ямы и есть волны геоида.
Форма действительного геоида оказалась, таким образом, очень сложной.
Чем же это объяснить?
Сложным строением коры и земных глубин. Дело в том, что внутренность Земли очень неоднородна. В глубинах ее находятся и тяжелые и легкие слои. Земная кора, лежащая под ней оболочка и ядро имеют разную плотность и, значит, по-разному притягивают частички воды в океане.
Было бы еще полбеды, если бы слои располагались внутри земного шара достаточно равномерно — каждый слой, допустим, одинаковой толщины и на равном расстоянии от центра Земли. Но в действительности земная кора местами стелется тонким слоем, а местами слагающие ее массы скапливаются огромными, тяжеленными глыбами. Распределение тяжелых и легких масс внутри Земли и влияет на форму геоида.
