Фигура Земли

Фигура Земли

В геофизике под фигурой земли понимают геоид. Геоид описывается изопотенциальной  поверхностью силы тяжести, совпадающей с не возмущенной ветровыми течениями и приливными явлениями поверхностью мирового океана и сообщающихся с ним морей, продолженной  под континенты по закону постоянства потенциала силы тяжести, W=Const. Масса геоида и скорость его вращения равны соответствующим величинам Земли в целом.

В качестве поверхности относимости геоида принят нормальный эллипсоид, гравитационный потенциал которого U=Const. Масса и скорость вращения эллипсоида равны таковым геоида. Оси вращения центра масс эллипсоида и геоида совпадают, а их поверхности охватывают равновеликие области. В настоящее время поверхность геоида изучается с помощью спутниковой альтиметрии, по астрономо-геодезическим и гравиметрическим данным.

Нормальный эллипсоид, его иногда называют референц-эллипсоидом, является хорошим приближением геоида. Отклонения поверхности геоида от поверхности нормального эллипсоида, называемые высотами (или ундуляциями, ондуляциями) геоида, в среднем около 50-60 м, они  показаны на рис.3 для территории западной части Восточно-Европейской платформы. Отклонения геоида от нормального эллипсоида обусловлены плотностными неоднородностями в земной коре и верхней мантии. В теории фигуры Земли доказывается, что Земля в целом находится в состоянии гидростатического равновесия (о чем свидетельствуют малые значения высот геоида). Отсюда вытекает, что Земля должна иметь слоисто-однородное внутреннее строение.

Рассмотрим карту высот геоида для территории западной части Восточно-Европейской платформы (рис.3). На этой карте можно проследить зоны сочленения основных сегментов Восточно-Европейского кратона: Фенноскандии, Сарматии и Волго-Уралии. Так, контакт Фенноскандии и Волго-Уралии отмечается склоном поверхности геоида в восточном направлении с высоким градиентом – от 30 до 27 м на расстоянии 75 км  и проявлением под Полоцком четко выраженной небольшой локальной мульды.

Сочленение Волго-Уралии и Сарматии, по-видимому, следует проводить по северному краю структурного выступа геоида северо-восточного простирания, разделяющему крупные впадины геоида и расположенному между Минском и  Полоцком. Этот структурный нос геоида соответствует в фундаменте Витебскому гранулитовому массиву (в платформенном чехле – Оршанской впадине),  который  следует отнести еще к Сарматии, а его северный край приходится на Полоцко-Курземскую зону  разломов широтного простирания и ее продолжение на  восток. Сочленение Фенноскандии и Сарматии, тектонически выраженное Центрально-Белорусской зоной, четко фиксируется высокоградиентным склоном поверхности геоида в восточном направлении от 31 до 28 м на расстоянии 75 км.

Таким образом, поверхность геоида несет в себе информацию об  особенностях глубинного строения западной части Восточно-Европейского кратона.