Krachten van de aarde. Zwaartekracht van de aarde

Inhoudsopgave:

Krachten van de aarde. Zwaartekracht van de aarde
Krachten van de aarde. Zwaartekracht van de aarde
Anonim

Elke verandering vereist altijd wat inspanning. Elke verandering zal niet plaatsvinden zonder enige impact. En een duidelijk voorbeeld hiervan is onze thuisplaneet, die gedurende miljarden jaren onder invloed van verschillende factoren is gevormd. Het is ook belangrijk dat de constante processen van aardeverandering niet alleen het resultaat zijn van externe krachten, maar ook van interne krachten, die diep in de ingewanden van de geosfeer verborgen zijn.

En als in twee of drie decennia het uiterlijk van onze planeet heel goed onherkenbaar kan veranderen, dan is het natuurlijk niet overbodig om de processen te begrijpen waarvan de invloed hiertoe heeft geleid.

Wijzigen van binnenuit

Hoogten en holtes, oneffenheden en ruwheid, evenals vele andere kenmerken van het landreliëf - dit alles wordt voortdurend bijgewerkt, stort in en wordt gevormd door krachtige interne krachten. Meestal blijft hun manifestatie buiten ons gezichtsveld. Maar zelfs op dit moment ondergaat de aarde geleidelijk een of andere verandering, die op de lange termijn veel belangrijker zal worden.

Sinds ik wasDe oude Romeinen en Grieken merkten de opheffing en verzakking van verschillende delen van de lithosfeer op, waardoor alle veranderingen in de contouren van de zeeën, het land en de oceanen ontstonden. Vele jaren van wetenschappelijk onderzoek met verschillende technologieën en apparaten bevestigen dit volledig.

Groei van bergketens

Langzame beweging van afzonderlijke delen van de aardkorst leidt geleidelijk tot hun overlap. Ze botsen in horizontale beweging, hun diktes buigen, kreukelen en veranderen in plooien van verschillende schalen en steilheid. In totaal onderscheidt de wetenschap twee soorten bewegingen voor het opbouwen van bergen (orogenie):

  • Blazen van lagen - vormt zowel convexe plooien (bergketens) als concave (depressies in bergketens). Hieruit kwam de naam van de gevouwen bergen, die in de loop van de tijd geleidelijk instorten en alleen de basis achterlaten. Er worden vlaktes op gevormd.
  • Breuk van lagen - rotsmassa's kunnen niet alleen in plooien worden verpletterd, maar ook aan fouten worden onderworpen. Op deze manier worden gevouwen blokkerige (of gewoon blokkerige) bergen gevormd: skids, grabens, horsts en hun andere componenten ontstaan wanneer de delen van de aardkorst verticaal (omhoog/omlaag) ten opzichte van elkaar worden verplaatst.
aarde kracht
aarde kracht

Maar de innerlijke kracht van de aarde is niet alleen in staat om vlaktes tot bergen te verpletteren en de vroegere contouren van heuvels te vernietigen. De bewegingen van de lithosferische platen veroorzaken ook aardbevingen en vulkaanuitbarstingen, die vaak gepaard gaan met monsterlijke verwoestingen en menselijke sterfgevallen.

Ademen van onder de darmen

Het is moeilijk voor te stellen dat het concept van 'vulkaan' dat in de oudheid voor iedereen bekend was, een veel formidabelere connotatie had. Aanvankelijk werd de ware reden voor een dergelijk fenomeen, volgens de gewoonte, geassocieerd met het ongenoegen van de goden. De stromen magma die uit de diepten losbarsten, werden beschouwd als een zware straf van bovenaf voor de fouten van stervelingen. Catastrofale verliezen als gevolg van vulkaanuitbarstingen zijn bekend sinds het begin van onze jaartelling. Zo werd bijvoorbeeld de majestueuze Romeinse stad Pompeii van de aardbodem geveegd. De kracht van de planeet op dat moment kwam tot uiting door de verpletterende kracht van de nu algemeen bekende vulkaan Vesuvius. Trouwens, het auteurschap van deze term is historisch gezien toegewezen aan de oude Romeinen. Dus noemden ze hun god van het vuur.

zwaartekracht van de aarde
zwaartekracht van de aarde

Voor de moderne mens is een vulkaan een kegelvormige heuvel boven scheuren in de korst. Door hen barst magma uit naar de oppervlakte van de aarde, de zee of oceaanbodem, samen met gassen en rotsfragmenten. In het midden van een dergelijke formatie bevindt zich een krater (vertaald uit het Grieks - "kom"), waardoor de uitwerping plaatsvindt. Wanneer het stolt, verandert het magma in lava en vormt het de contouren van de vulkaan zelf. Maar zelfs op de hellingen van deze kegel verschijnen vaak scheuren, waardoor parasitaire kraters worden gevormd.

gelijk aan de zwaartekracht van de aarde
gelijk aan de zwaartekracht van de aarde

Vaak gaan uitbarstingen gepaard met aardbevingen. Maar het grootste gevaar voor alle levende wezens zijn juist de emissies uit de ingewanden van de aarde. Het vrijkomen van gassen uit magma gebeurt extreem snel, dus krachtige explosies daarna -alledaags.

Door het type actie worden vulkanen onderverdeeld in verschillende typen:

  • Actief - die over de laatste uitbarsting waarvan er documentaire informatie is. De meest bekende onder hen: Vesuvius (Italië), Popocatepetl (Mexico), Etna (Spanje).
  • Potentieel actief - ze barsten uiterst zelden uit (eens in de paar duizend jaar).
  • Uitgestorven - vulkanen hebben deze status, waarvan de laatste uitbarstingen niet zijn gedocumenteerd.

De impact van aardbevingen

Verschuivingen van rotsen veroorzaken vaak snelle en sterke schommelingen van de aardkorst. Meestal gebeurt dit in de regio van hoge bergen - deze gebieden blijven zich tot op de dag van vandaag voortdurend vormen.

De plaats waar verschuivingen ontstaan in de diepten van de aardkorst wordt het hypocentrum (centrum) genoemd. Golven planten zich daaruit voort, die trillingen creëren. Het punt op het aardoppervlak, direct waaronder de focus zich bevindt - het epicentrum. Hier worden de sterkste trillingen waargenomen. Naarmate ze verder van dit punt af bewegen, vervagen ze geleidelijk.

De wetenschap van de seismologie, die het fenomeen aardbevingen bestudeert, onderscheidt drie hoofdtypen aardbevingen:

  1. Tectonic - de belangrijkste bergvormende factor. Treedt op als gevolg van botsingen tussen oceanische en continentale platforms.
  2. Vulkanisch - ontstaan als gevolg van stromen van gloeiend hete lava en gassen van onder het binnenste van de aarde. Meestal zijn ze vrij zwak, hoewel ze enkele weken kunnen aanhouden. Meestal zijn het voorboden van vulkaanuitbarstingen, die veel ernstiger gevolgen hebben.
  3. aardverschuiving - treedt op als gevolg van het instorten van de bovenste lagen van de aarde, waardoor holtes worden bedekt.

De sterkte van aardbevingen wordt bepaald op een tienpuntsschaal van Richter met behulp van seismologische instrumenten. En hoe groter de amplitude van de golf die op het aardoppervlak optreedt, hoe tastbaarder de schade zal zijn. De zwakste aardbevingen, gemeten op 1-4 punten, kunnen worden genegeerd. Ze worden alleen geregistreerd door speciale gevoelige seismologische instrumenten. Voor mensen manifesteren ze zich maximaal in de vorm van een trillende bril of licht bewegende objecten. Voor het grootste deel zijn ze volledig onzichtbaar voor het oog.

Fluctuaties van 5-7 punten kunnen op hun beurt heel goed leiden tot verschillende schades, zij het kleine. Sterkere aardbevingen vormen nu al een serieuze bedreiging en laten verwoeste gebouwen, bijna volledig verwoeste infrastructuur en menselijke verliezen achter.

zwaartekracht op aarde
zwaartekracht op aarde

Elk jaar registreren seismologen ongeveer 500 duizend trillingen van de aardkorst. Gelukkig wordt slechts een vijfde van dit aantal daadwerkelijk door mensen gevoeld, en slechts 1000 van hen veroorzaken echte schade.

Meer over wat ons gemeenschappelijk huis van buitenaf beïnvloedt

Voortdurend het reliëf van de planeet veranderend, blijft de interne kracht van de aarde niet het enige vormende element. Talloze externe factoren zijn ook direct bij dit proces betrokken.

Door talloze onregelmatigheden te vernietigen en ondergrondse depressies op te vullen, leveren ze een tastbare bijdrage aan het proces van voortdurende verandering in het aardoppervlak. De moeite waard om te betalenHoud er rekening mee dat we naast stromend water, verwoestende winden en de werking van de zwaartekracht ook rechtstreeks invloed hebben op onze eigen planeet.

Veranderd door de wind

De vernietiging en transformatie van gesteenten vindt voornamelijk plaats onder invloed van verwering. Het creëert geen nieuwe reliëfvormen, maar breekt vaste materialen af tot een brokkelige staat.

In open ruimtes, waar geen bossen en andere obstakels zijn, kunnen zand- en kleideeltjes met behulp van wind aanzienlijke afstanden afleggen. Vervolgens vormen hun ophopingen eolische landvormen (de term komt van de naam van de oude Griekse god Aeolus, de heer van de wind).

zwaartekracht van een satelliet op aarde
zwaartekracht van een satelliet op aarde

Voorbeeld - zandheuvels. Barchans in woestijnen worden uitsluitend gecreëerd door de werking van de wind. In sommige gevallen bereikt hun hoogte honderden meters.

krachten die op de grond werken en
krachten die op de grond werken en

Sedimentaire bergafzettingen bestaande uit stofdeeltjes kunnen zich op dezelfde manier ophopen. Ze zijn grijsgeel van kleur en worden löss genoemd.

Er moet aan worden herinnerd dat verschillende deeltjes, die met hoge snelheid bewegen, zich niet alleen ophopen in nieuwe formaties, maar ook geleidelijk het reliëf vernietigen dat ze onderweg tegenkomen.

Er zijn vier soorten steenverwering:

  1. Chemisch - bestaat uit chemische reacties tussen mineralen en het milieu (water, zuurstof, koolstofdioxide). Als gevolg hiervan ondergaan rotsen vernietiging, hun chemische component ondergaat veranderingen met de verdere vorming van nieuwe.mineralen en verbindingen.
  2. Fysiek - veroorzaakt mechanische desintegratie van gesteenten onder invloed van een aantal factoren. Allereerst treedt fysieke verwering op met aanzienlijke temperatuurschommelingen gedurende de dag. Winden, samen met aardbevingen, vulkaanuitbarstingen en modderstromen, zijn eveneens factoren bij fysieke verwering.
  3. Biologisch - wordt uitgevoerd met de deelname van levende organismen, waarvan de activiteit leidt tot de creatie van een kwalitatief nieuwe formatie - de bodem. De invloed van dieren en planten komt tot uiting in mechanische processen: stenen verpletteren met wortels en hoeven, gaten graven, enz. Micro-organismen spelen een bijzonder grote rol bij biologische verwering.
  4. Straling of zonneverwering. Een kenmerkend voorbeeld van de vernietiging van rotsen onder een dergelijke impact is de maanregoliet. Daarnaast heeft stralingsverwering ook invloed op de eerder genoemde drie soorten.

Al deze soorten verwering komen vaak voor in combinatie, gecombineerd in verschillende variaties. Verschillende klimatologische omstandigheden hebben echter ook invloed op iemands dominantie. Op plaatsen met een droog klimaat en in hoge berggebieden komt bijvoorbeeld vaak fysieke verwering voor. En voor gebieden met een koud klimaat, waar de temperatuur vaak schommelt tot 0 graden Celsius, is niet alleen vorstverwering kenmerkend, maar ook organisch, in combinatie met chemicaliën.

Zwaartekrachteffect

Geen lijst van de externe krachten van onze planeet zal compleet zijn zonder de fundamentele interactie van al het materiaal te vermeldenlichamen is de zwaartekracht van de aarde.

Vernietigd door tal van natuurlijke en kunstmatige factoren, zijn rotsen altijd onderhevig aan beweging van hogere naar lagere bodems. Zo ontstaan aardverschuivingen en puin, modderstromen en aardverschuivingen komen ook voor. De zwaartekracht van de aarde lijkt op het eerste gezicht misschien iets onzichtbaars tegen de achtergrond van krachtige en gevaarlijke manifestaties van andere externe factoren. Al hun impact op het reliëf van onze planeet zou echter eenvoudig worden geëgaliseerd zonder universele zwaartekracht.

wat is de zwaartekracht van de aarde?
wat is de zwaartekracht van de aarde?

Laten we de effecten van zwaartekracht eens nader bekijken. Onder de omstandigheden van onze planeet is het gewicht van elk materieel lichaam gelijk aan de zwaartekracht van de aarde. In de klassieke mechanica beschrijft deze interactie Newtons wet van universele zwaartekracht, die iedereen van school kent. Volgens hem is de F van de zwaartekracht gelijk aan het product van m en g, waarbij m de massa van het object is en g de versnelling door de zwaartekracht (altijd gelijk aan 10). Tegelijkertijd heeft de zwaartekracht van het aardoppervlak invloed op alle lichamen die zich zowel direct daarop als in de buurt ervan bevinden. Als het lichaam uitsluitend wordt beïnvloed door zwaartekracht (en alle andere krachten zijn onderling in evenwicht), is het onderhevig aan een vrije val. Maar ondanks al hun idealiteit, zijn dergelijke omstandigheden, waarbij de krachten die op het lichaam in de buurt van het aardoppervlak inwerken, in feite worden genivelleerd, kenmerkend voor vacuüm. In de dagelijkse realiteit heb je te maken met een heel andere situatie. Zo wordt een vallend voorwerp in de lucht ook beïnvloed door de hoeveelheid luchtweerstand. En ook al is de zwaartekracht van de aardeveel sterker zal zijn, zal deze vlucht niet langer per definitie echt gratis zijn.

Het is interessant dat het effect van zwaartekracht niet alleen bestaat in de omstandigheden van onze planeet, maar ook op het niveau van ons zonnestelsel als geheel. Wat trekt bijvoorbeeld de maan sterker aan? Aarde of zon? Zonder een graad in astronomie zullen velen waarschijnlijk verrast zijn door het antwoord.

aarde weerstand kracht
aarde weerstand kracht

Omdat de aantrekkingskracht van de satelliet door de aarde ongeveer 2,5 keer kleiner is dan die van de zon! Het zou redelijk zijn om na te denken over hoe het hemellichaam de maan niet met zo'n sterke impact van onze planeet wegrukt? In dit opzicht is de waarde, die gelijk is aan de zwaartekracht van de aarde ten opzichte van de satelliet, aanzienlijk lager dan die van de zon. Gelukkig kan de wetenschap deze vraag ook beantwoorden.

Theoretische kosmonautiek gebruikt verschillende concepten voor dergelijke gevallen:

  • Omvang van het lichaam M1 - de omringende ruimte rond het object M1, waarbinnen het object m beweegt;
  • Het lichaam m is een object dat vrij beweegt binnen het bereik van het object M1;
  • Het M2-lichaam is een object dat deze beweging verstoort.

Het lijkt erop dat de zwaartekracht doorslaggevend zou moeten zijn. De aarde trekt de maan veel zwakker aan dan de zon, maar er is een ander aspect dat het uiteindelijke effect heeft.

Het hele punt is dat M2 de neiging heeft om de zwaartekrachtverbinding tussen objecten m en M1 te verbreken door ze verschillende versnellingen te geven. De waarde van deze parameter hangt rechtstreeks af van de afstand van objecten tot M2. Het verschil tussen de versnellingen van het lichaam M2 op m en M1 zal echter kleiner zijn dan het verschil tussen de versnellingen m en M1 direct in het zwaartekrachtsveld van laatstgenoemde. Deze nuance is de reden waarom M2 m niet kan scheiden van M1.

Laten we ons een vergelijkbare situatie voorstellen met de aarde (M1), de zon (M2) en de maan (m). Het verschil tussen de versnellingen die de zon creëert ten opzichte van de maan en de aarde is 90 keer kleiner dan de gemiddelde versnelling die kenmerkend is voor de maan ten opzichte van de werkingssfeer van de aarde (de diameter is 1 miljoen km, de afstand tussen de maan en de aarde is 0,38 miljoen kilometer). De beslissende rol wordt niet gespeeld door de kracht waarmee de aarde de maan aantrekt, maar door het grote verschil in versnellingen ertussen. Hierdoor is de zon alleen in staat om de baan van de maan te vervormen, maar niet van onze planeet af te scheuren.

Laten we nog verder gaan: het effect van zwaartekracht is in verschillende mate kenmerkend voor andere objecten in ons zonnestelsel. Welk effect heeft het, aangezien de zwaartekracht op aarde enorm verschilt van die op andere planeten?

de kracht van de aarde trekt aan
de kracht van de aarde trekt aan

Dit heeft niet alleen invloed op de beweging van rotsen en de vorming van nieuwe landvormen, maar ook op hun gewicht. Houd er rekening mee dat deze parameter wordt bepaald door de grootte van de aantrekkingskracht. Het is recht evenredig met de massa van de planeet in kwestie en omgekeerd evenredig met het kwadraat van zijn eigen straal.

Als onze aarde niet afgeplat was aan de polen en langwerpig in de buurt van de evenaar, zou het gewicht van elk lichaam op het hele oppervlak van de planeet hetzelfde zijn. Maar we leven niet op een perfecte bal, en de equatoriale straal is langerpolair ongeveer 21 km. Daarom zal het gewicht van hetzelfde object zwaarder zijn aan de polen en het lichtst aan de evenaar. Maar zelfs op deze twee punten verschilt de zwaartekracht op aarde enigszins. Het kleine verschil in gewicht van hetzelfde object kan alleen worden gemeten met een veerbalans.

En een heel andere situatie zal zich ontwikkelen in de omstandigheden van andere planeten. Laten we voor de duidelijkheid eens naar Mars kijken. De massa van de rode planeet is 9,31 keer kleiner dan de aarde en de straal is 1,88 keer kleiner. De eerste factor zou respectievelijk de zwaartekracht op Mars in vergelijking met onze planeet met 9,31 keer moeten verminderen. Tegelijkertijd verhoogt de tweede factor het met 3,53 keer (1,88 kwadraat). Daardoor is de zwaartekracht op Mars ongeveer een derde van die op aarde (3,53: 9,31=0,38). Dienovereenkomstig zal een rots met een massa van 100 kg op aarde precies 38 kg wegen op Mars.

Gezien de zwaartekracht die inherent is aan de aarde, kan deze in één rij worden vergeleken tussen Uranus en Venus (waarvan de zwaartekracht 0,9 keer kleiner is dan die van de aarde) en Neptunus en Jupiter (hun zwaartekracht is 1,14 en 2,3 keer groter dan die van ons) keer, respectievelijk). Pluto bleek het minste effect van zwaartekracht te hebben - 15,5 keer minder dan terrestrische omstandigheden. Maar de sterkste aantrekkingskracht is gefixeerd op de zon. Het overtreft de onze met 28 keer. Met andere woorden, een lichaam van 70 kg op aarde zou daar tot ongeveer 2 ton wegen.

Er zal water onder de liggende laag stromen

Een andere belangrijke schepper en tegelijkertijd vernietiger van reliëfs is bewegend water. De stromen vormen met hun beweging brede rivierdalen, canyons en kloven. Maar zelfs kleine hoeveelhedenwanneer ze langzaam bewegen, zijn ze in staat om een ravijn-balkreliëf te vormen in plaats van de vlaktes.

Je een weg banen door obstakels is niet de enige kant van de invloed van de stroming. Deze externe kracht fungeert ook als een transporteur van rotsfragmenten. Zo ontstaan verschillende reliëfformaties (bijvoorbeeld vlaktes en begroeiing langs rivieren).

In het bijzonder beïnvloedt de invloed van stromend water gemakkelijk oplosbare rotsen (kalksteen, krijt, gips, steenzout) die zich dicht bij het land bevinden. Rivieren verwijderen ze geleidelijk van hun pad en stromen de diepten van het binnenste van de aarde in. Dit fenomeen wordt karst genoemd, waardoor nieuwe landvormen worden gevormd. Grotten en trechters, stalactieten en stalagmieten, afgronden en ondergrondse reservoirs - dit alles is het resultaat van een lange en krachtige activiteit van watermassa's.

krachten die op een lichaam aan het aardoppervlak werken
krachten die op een lichaam aan het aardoppervlak werken

Ijsfactor

Samen met stromend water zijn gletsjers niet minder betrokken bij de vernietiging, het transport en de afzetting van rotsen. Zo creëren ze nieuwe landvormen, egaliseren ze de rotsen en vormen ze bevlekte heuvels, richels en bassins. Deze laatste zijn vaak gevuld met water en veranderen in gletsjermeren.

zwaartekracht van het aardoppervlak
zwaartekracht van het aardoppervlak

De vernietiging van rotsen door middel van gletsjers wordt exaratie (glaciale erosie) genoemd. Bij het binnendringen in rivierdalen stelt ijs hun bedden en muren bloot aan sterke druk. Losse deeltjes worden afgescheurd, sommige bevriezen en dragen daardoor bij aan het uitzetten van de wanden van de bodemdiepte. Als gevolg hiervan nemen rivierdalen de vorm aan vande minste weerstand voor het opschuiven van ijs is een trogvormig profiel. Of, volgens hun wetenschappelijke naam, glaciale troggen.

door welke kracht de aarde?
door welke kracht de aarde?

Het smelten van gletsjers draagt bij aan het ontstaan van sandra - vlakke formaties bestaande uit zanddeeltjes die zich ophopen in bevroren water.

Wij zijn de uiterlijke kracht van de aarde

Gezien de interne krachten die op de aarde werken, en externe factoren, is het tijd om u en mij te noemen - degenen die al meer dan een decennium enorme veranderingen in het leven van de planeet hebben gebracht.

Alle landvormen die door de mens zijn gemaakt, worden antropogeen genoemd (van het Griekse antropos - man, genesisum - oorsprong en Latijnse factor - bedrijf). Tegenwoordig wordt het leeuwendeel van dit soort activiteiten uitgevoerd met behulp van moderne technologie. Bovendien zorgen nieuwe ontwikkelingen, onderzoek en indrukwekkende financiële steun uit private / publieke bronnen voor een snelle ontwikkeling. En dit stimuleert op zijn beurt voortdurend een toename van het tempo van menselijke antropogene invloed.

aarde planeet kracht
aarde planeet kracht

Plains worden vooral beïnvloed door veranderingen. Dit gebied is altijd een prioriteit geweest voor vestiging, woningbouw en infrastructuur. Bovendien is de praktijk van het bouwen van dijken en het kunstmatig egaliseren van het terrein volledig gemeengoed geworden.

De omgeving verandert ook met het oog op mijnbouw. Met behulp van technologie graven mensen enorme steengroeven, boren ze mijnen en maken ze dijken op de plaatsen van afvalstortplaatsen.

Vaak schaal van activiteitmens zijn vergelijkbaar met de invloed van natuurlijke processen. Moderne technologische ontwikkelingen geven ons bijvoorbeeld de mogelijkheid om enorme kanalen te creëren. Bovendien in een veel kortere tijd vergeleken met de vergelijkbare vorming van rivierdalen door de stroming van water.

De processen van vernietiging van het reliëf, erosie genaamd, worden enorm verergerd door menselijke activiteit. Allereerst wordt de bodem negatief beïnvloed. Dit wordt mogelijk gemaakt door het ploegen van hellingen, grootschalige ontbossing, onmatig grazen van vee en het aanleggen van wegdek. Erosie wordt nog verergerd door het toenemende tempo van de bouw (vooral voor de bouw van woongebouwen, die extra werk vergen, zoals aarding, die de weerstand van de aarde meet).

gelijk aan de zwaartekracht van de aarde
gelijk aan de zwaartekracht van de aarde

De afgelopen eeuw werd gekenmerkt door de erosie van ongeveer een derde van 's werelds gecultiveerde grond. Deze processen vonden op de grootste schaal plaats in de grote landbouwgebieden van Rusland, de VS, China en India. Gelukkig wordt het probleem van landerosie op internationaal niveau actief aangepakt. De belangrijkste bijdrage aan het verminderen van de destructieve impact op de bodem en het opnieuw creëren van eerder vernietigde gebieden zal echter worden geleverd door wetenschappelijk onderzoek, nieuwe technologieën en competente methoden voor hun toepassing door mensen.

Aanbevolen: