Небольшая подборка зачастую неожиданных и нетривиальных, но все же фактов о планете Земля, на которой мы имеем честь обитать. Все что вы хотели бы знать о гравитации, атмосфере, вращении и т.д. на нашей планете.
1. Никто не станет спорить с утверждением о том, что на Земле есть гравитация. Но оказывается, она далеко не одинакова на поверхности нашего шарика. В южной части Тихого океана есть зона повышенной гравитации, а у берегов Индии – низкой.
Причины пока не выяснены. Изучением гравитационного поля планеты с 2002 года заняты спутники GRACE, запущенные NASA
2. Не так все просто и с атмосферой – она постепенно улетучивается. Тепловая энергия позволяет некоторым молекулам на внешней границе атмосферы настолько разогнаться, что они могут выйти из гравитационного поля планеты. В первую очередь это касается молекул водорода (у них меньше молекулярная масса и нужно меньше энергии для разгона). Практически атмосфера не просто равномерно утекает, она еще и окисляется, что сказывается на химической природе сформировавшейся на планете жизни.
3. На Землю влияет множество внешних сил – гравитационные возмущения Солнца, Луны, других планет системы, перераспределение материи на планете – все это приводит к изменению скорости вращения земного шара относительно своей оси.
В последнее время фиксируют уменьшение длительности дня, увеличение угловой скорости вращения. Особенно сильны колебания скорости вращения в сезонном масштабе, Земля сильнее всего замедляется в январе-фервале.
4. Землю окружает радиационный пояс – пояс Ванн Аллена. Это тор из плазмы (энергетически заряженных частиц), который огибает планету и удерживается ее магнитным полем. Во время полета на Луну, Аполлон прошел через этот пояс, маршрут планировали так, что бы свести время пребывания к самому минимуму. Хотя подобное прохождение могло повысить для космонавтов риск раковых заболеваний.
Кроме этого, в космосе проводили и ядерные испытания. Во время «Starfish Prime» на большой высоте был взорван мощный ядерный заряд, в результате чего возник новый радиационный пояс и были повреждены и уничтожены около трети всех спутников на орбите.
5. Луна влияет на приливы и отливы, на сохранение энергии и на кинетический момент Земли. Уже 25 лет проводятся высокоточные измерения и на основании их можно утверждать, что орбита Луны увеличивается. Луна отдаляется от Земли со скоростью 4 см в год.
Но астрономы обнадеживают – через 5 млрд. лет Солнце войдет в фазу красного карлика, его атмосфера увеличиться и под ее давлением Луна и Земля снова сблизятся. Причем настолько, что Луна достигнет предела Роше на расстоянии 18470 км и будет разорвана гравитационными силами. Из обломков образуется кольцо, по типа Сатурна, диаметром 37 тысяч км над земным экватором.
6. Луна отвечает не только за морские приливы на Земле. Она создает и приливы в атмосфере. Правда они не слишком заметны, достаточно слабы. Их было очень тяжело вычленить на фоне колебаний, связанных с погодой. Но специальные методики позволили и такое слабое движение отследить. Кроме того в верхних слоях атмосферы есть приливы связанные и с влиянием Солнца.
7. Американский астроном Чандлер (Seth Carlo Chandler) в 1891 году открыл изменения оси вращения планеты. Последующие исследования установили, что магнитные полюса движутся по окружности неправильной формы диаметром 3-15 м и дают колебания в 0,7 арксекунды на 433 дней.
В 2000 году была выдвинута нетривиальная теория о том, что это вращение связано с изменениями давления морской воды на дно из-за влияний солености, температуры и циркуляции ветров. Но в 2006 была зафиксирована остановка колебаний на 6 недель. Каким образом это сказалось на движении оси пока сказать трудно.
8. В 1917 году было доказано, что поверхность Земли имеет отрицательный электрический заряд. Но как именно этот заряд удерживается на поверхности оставалось загадкой. Известно, что в ясную погоду заряд движется от земли к воздуху и по идее рассеивается. Ток это не очень большой – всего 1500 ампер, что примерно равно току в нескольких линиях электропередач. Но в любом случае заряд остается неизменным, хотя и есть ток. Значит, он должен как то восстанавливаться. И только недавно удалось подтвердить предположение о том, что во время гроз происходит движение заряда обратно из атмосферы к земле. При этом ток всех гроз на земле составил как раз 1500 ампер!
9. Между Юпитером и Марсом есть пояс астероидов. Размеры астероидов в нем самые разные, все они движутся, их орбиты пересекаются, сталкиваются. Образуется множество обломков, мельчайшей пыли.
Некоторые из этих обломков попадают в сферу земного притяжения. Если у частиц достаточно большая скорость вхождения в атмосферу, то они просто сгорают. Именно эти сгоревшие осколки и выглядят как «падающие звезды». Но некоторые более медленные частицы могут достигать поверхности планеты. Всего на Землю ежегодно выпадает примерно 30000 тонн межпланетной пыли.
10. Магнитные полюсы Земли тоже не стоят на месте. Периодически они начинают смещаться, отклоняются от полюсов вращения и даже меняются местами. Причем такие смены происходили за историю планеты не однократно. Это прекрасно видно по ориентации частиц в камнях, сформированных в районе срединно-океанских хребтов.
Обычно смены полюсов занимают несколько тысяч лет. Они могут быть достаточно плавными. Но иногда, перемены происходили и нетривиальными и резкими сачками, в несколько прыжков.