Земля

Наблюдателю же, стоящему на вращающейся Земле, будет казаться, что поворачивается плоскость колебаний маятника, следуя за видимым суточным движением звёзд.

В средних широтах этот опыт был проделан впервые французским физиком Фуко в середине XIX века.

В наше время в Ленинграде в здании Исаакиевского собора был подвешен маятник длиной 98 метров. Так как Ленинград гораздо ближе к полюсу, чем Париж, где производил свой опыт Фуко, то отклонение плоскости было большим, чем в его опыте.

Итак, не подлежит никакому сомнению, что Земля — вращающийся шар. В этом движении она подчиняется тем же законам, как и обыкновенный волчок.

Волчок имеет вид конуса. Через центр его основания и вершину проходит ось, вокруг которой он вращается.

Волчок вращается на столе, опираясь на него вершиной конуса.

Сила тяжести стремится повалить волчок на стол. Но, быстро вращаясь, он сохраняет направление своей оси в пространстве. Сила тяжести только заставляет ось волчка описывать поверхность конуса с вершиной в точке его опоры. При этом угол, составляемый осью волчка с плоскостью стола, не меняется, пока вращение его не ослабеет.

Подобное же движение может совершать и воображаемая ось вращения Земли, если только на неё действует какая-нибудь сила, стремящаяся изменить её положение в пространстве.

Такой силой является притяжение Земли Луной и Солнцем.

Земля, как мы уже говорили, сплющена у полюсов и вытянута в плоскости экватора. Её можно представить себе в виде правильного шара, опоясанного по экватору тяжёлым кольцом.

Если бы это кольцо лежало в плоскости лунной орбиты (орбита — путь, описываемый космическим телом), то Луна не влияла бы на направление земной оси вращения.

Но кольцо наклонено к плоскости лунной орбиты, а Луна стремится притянуть его в эту плоскость. При этом, конечно, ось Земли должна бы отклониться от своего направления в пространстве.

Но, как и вращающийся волчок, Земля сопротивляется изменению направления её оси. Поэтому Луна не может притянуть кольцо, а только заставляет земную ось описывать в пространстве поверхность конуса с вершиной в центре Земли.

Это движение земной оси давно замечено астрономами.

Мысленно продолженная ось вращения Земли упирается в полюс мира, вокруг которого совершают суточное круговое движение звёзды. Вследствие движения земной оси по поверхности конуса полюс мира совершает круговой путь по небу. В настоящее время он находится вблизи Полярной Звезды, но через 12 000 лет приблизится к самой яркой звезде северного полушария — Веге, а через 13 700 лет после того вновь вернётся к Полярной Звезде.

Земля — гигантский волчок.

Движение её оси по поверхности конуса, которое у волчка совершается несколько раз в течение одной секунды, завершается в продолжение 25 700 лет.

Это не единственное движение земной оси. Она подвержена и другим колебаниям, которые можно наблюдать у вращающегося волчка.

9. Строение земного шара

В чём же причина большой твёрдости Земли? Одета ли она чрезвычайно твёрдой и толстой корой? Или, может быть, она целиком — очень твёрдое тело?

Пока о состоянии вещества Земли мы можем судить только по тому, чт'o наблюдаем на её поверхности.

Люди пробурили скважины на 5–6 километров вглубь Земли. Оказалось, что на такой глубине температура горных пород выше 100 градусов.

Поднятие температуры, наблюдающееся при углублении в земные недра, препятствует проведению шахт глубже 2,5 километра.

В верхних слоях земной коры температура обычно повышается на 1 градус через каждые 30–50 метров. Но в некоторых местностях, например на Камчатке и в районе Минеральных Вод на Северном Кавказе, она повышается гораздо быстрее, в других же местностях, например в западной части Донецкого бассейна, наоборот, — значительно медленней.

Пока ещё не известно, как быстро повышается температура на глубине, б'oльшей 6 километров. Однако извержения огненно-жидкой лазы вулканами доказывают, что на глубине 2–3 десятков километров температура очень высока.

Вулканическая лава имеет температуру около 1000 градусов. Значит, горные породы на той глубине, откуда поднимается лава, нагреты не меньше, чем до той же температуры.

Всё это говорит как будто о том, что Земля внутри расплавлена. Так именно и считали учёные до недавнего времени. Однако теперь это мнение отвергнуто: по современным данным науки Земля — твёрдое тело.

Твёрдым телом называют такое, у которого частицы сопротивляются сдвигу относительно друг друга без изменения объёма тела. Таковы, например, металлы. Стремясь изменить форму металлического кубика, мы встречаем большое сопротивление его частиц сдвигу.

Частицы жидкого тела, например, воды или расплавленного металла, не сопротивляются сдвигу. Поэтому жидкость принимает любую форму сосуда, в который она налита.

Изменению же объёма сопротивляются и твёрдые, и жидкие, и газообразные тела.