Ф. Бублейников - Земля

Не только Земля, но и все другие тела притягивают друг друга. Мы не замечаем этого лишь потому, что притяжение их очень незначительно.

Но такое огромное тело, как гора, уже в состоянии чуть-чуть отклонить отвес, оттягивая в свою сторону его грузик.

Пользуясь этим, можно сравнить массу горы и Земли. Нужно только измерить действие притяжения грузика горой, а потом сравнить с силой притяжения его Землёй, учитывая при этом, что отвес находится гораздо ближе к центру тяжести горы, чем к центру Земли.

Производя наблюдения вблизи горы, учёные установили, что отвес действительно немного отклоняется в её сторону. Угол отклонения очень мал, по всё-таки его удалось измерить, а по этому углу вычислить и силу притяжения грузика горой.

Оказалось, что если бы Земля была вся из таких горных пород, как гора, то она притягивала бы отвес в два раза слабее, чем это происходит в действительности.

Такое наблюдение несколько раз производилось учёными ещё в XVIII веке. Они тщательно обмеряли гору, чтобы поточнее определить её объём и вес.

Но это задача не из лёгких. Тут всегда возможны большие ошибки. Нелегко, например, найти точно центр тяжести горы и определить расстояние от него до отвеса.

Поэтому учёные искали другой способ определения «веса» Земли.

Вот если бы сравнить притяжение маленького шарика Землёй и свинцовым шаром, то определить её массу можно было бы несравненно точнее: шар весь виден, его диаметр и вес известны точно, а расстояние от него до маленького шарика легко измерить.

Однако заметить притяжение большим свинцовым шаром маленького шарика долго не удавалось: для этого нужен был очень чувствительный прибор.

Только так называемые крутильные весы (рис. 8) позволили обнаружить притяжение между свинцовыми шарами.

Рис. 8. Крутильные весы — прибор, позволивший измерить притяжение между большими и маленькими свинцовыми шарами.

Крутильные весы устроены несложно: лёгкий деревянный стержень с маленькими свинцовыми шариками по концам подвешен за середину на тонкой металлической нити, которая слабо сопротивляется закручиванию.

Это легко видеть, повернув стержень в горизонтальной плоскости и затем отпустив его: стержень не останется в покое, а начнёт колебаться в горизонтальной плоскости так же, как колеблется обыкновенный маятник. По периоду колебаний стержня можно вычислить и силу сопротивления нити.

С помощью крутильных весов и было впервые определено притяжение маленького свинцового шарика большим шаром.

К концам стержня крутильных весов придвинули по большому свинцовому шару так, что шары находились по разным сторонам от него. Маленькие шарики потянулись к ним, как железо к магниту, закручивая металлическую нить.

По углу закручивания нити учёные вычислили силу притяжения между большим свинцовым шаром и маленьким шариком. Вес же маленького шарика есть сила притяжения его Землёй.

Сравнивая их, конечно, нужно помнить, что Земля и большой свинцовый шар притягивают маленький шарик с такой силой, как будто масса каждого из этих тел сосредоточена в его центре.

С помощью крутильных весов учёные очень точно определили массу Земли. Она оказалась в 5,52 раза больше массы водяного шара таких же размеров.

Но средний удельный вес горных пород земной коры вдвое меньше, чем всего земного шара. Значит, внутри Земля состоит из каких-то других, более тяжёлых горных пород.

В природе есть много руд, значительно более тяжёлых, чем обычные горные породы — гранит, базальт и другие, слагающие земную кору. Таковы, например, железные руды. Если Земля внутри богата железом, то этим можно объяснить её большой «вес».

И, действительно, изучая состав горных пород земной коры, учёные пришли к заключению, что чем они глубже, тем в них больше железа.

Верхнюю часть суши составляют слоистые горные породы. Под ними залегает гранитная оболочка — «фундамент» материков.

Гранитная оболочка Земли имеет толщину 10–15 километров. Под ней лежит базальтовая оболочка, состоящая из тёмных горных пород — базальтов, гораздо более богатых железом, чем гранит и слоистые породы.

В некоторых местах на земную поверхность выходят с больших глубин ещё более богатые железом так называемые ультраосновные горные породы.

Поэтому учёные предполагают, что под базальтовой оболочкой Земля до глубины приблизительно 1200 километров состоит из таких ультраосновных оливиновых пород (оливин — тёмно-зелёный минерал, в составе которого много железа и магния).