Для земных проблем достаточно иметь в виду закономерность: чем меньше масса тела, тем слабей действует на него гравитация. Для крохотной пылинки или снежинки она ничтожна, для камня или снежка – ощутима, а для планеты она достигает такой силы, что сплющивает каменные глыбы, как мы – горсть снега…
Может показаться, что мы слишком отдалились от предмета географии. Речь идёт преимущественно о физических законах, если не считать ссылок на кристаллы. Хотя без этих предварительных рассуждений мы не поймём многое в земной природе. Не сможем выяснить, почему текут ледники не только с возвышенностей, но и на равнинах; почему движутся материки; почему горы на Земле не превышают девяти километров; почему на суше не было великанов высотой с многоэтажный дом…
Многие загадки географии помогает раскрыть знание физики. Но за последний век обратная связь разладилась. Физики не имеют желания и привычки обращаться к наукам о Земле. Их интересы сосредоточены почти исключительно на проблемах техники и теориях, основанных на формулах. Хотя, вполне возможно, земная природа могла бы навести их на новые идеи.
Загадки геоида
Гармония небесных сфер издавна восхищала людей. Немецкий философ и учёный Готфрид Вильгельм Лейбниц полагал, что мы живём в лучшем из миров. На это отозвался американский писатель Джеймс Брэнч Кейбелл: «Оптимист провозглашает, что мы живём в лучшем из миров, а пессимист опасается, что это и в самом деле так».
Французский писатель и отважный лётчик Антуан де Сент-Экзюпери высказал истину: «Нет в мире совершенства». (Так сказал умный Лис в его сказке «Маленький принц», узнав, что на одной планете нет кроликов.)
Реалист старается понять мир таким, каким он есть на самом деле.
Многое вокруг нас связано с теми закономерностями, которые выясняются при ответе на вопрос: почему Земля – шар? Хотя знающий читатель возразит: не очень-то она круглая. У неё есть отклонения от идеального шара. Она имеет форму геоида.
С таким названием ситуация юмористическая. Как оно переводится? «Землевидный» или «землеподобный». Выходит, Земля «землеподобна»! Прямо по Чехову: «Какое правительство в Турции? Известно какое – турецкое!»
Эллипсоид вращения и геоид. Вне масштаба, сильно искажено
Впрочем, определённый смысл в названии «геоид» имеется. Оно показывает, что у нашей планеты облик индивидуальный. Это не «марсоид» или «луноид», а именно геоид. Ни с чем не спутаешь. Хотя в общем у всех планет и у звёзд форма безусловно шарообразная.
Если бы учёные были сторонниками учения Пифагора, они вряд ли бы усомнились в том, что Земля – идеальный шар. Но по верному замечанию французского писателя Жюля Ренара: «Учёный – это человек, который в чём-то почти уверен». Любознательность и умение сомневаться – необходимые качества любого умного человека.
О том, что форма Земли не идеальна, учёные предположили задолго до космических полётов и обмеров планеты извне. По мнению физиков Ньютона и Гюйгенса, наша планета от вращения должна быть немножко сплюснутой у полюсов. Почему твёрдое небесное тело может менять свою форму? Конечно же, под влиянием гравитации. Она сминает каменные массы, как пластилиновые.
Оставалось провести наблюдения, которые подтвердили бы гипотезу «приплюснутой» Земли. В 1735 году от берегов Франции отошло в просторы Атлантики судно, держа курс к экватору, к равнинам Перу. Там надо было измерить «отрезок земного меридиана». Год спустя другая экспедиция Французской академии отправилась на север Европы, в холодную болотистую Лапландию, с той же целью.
Измерения показали, что длина одного градуса меридиана в Перу равна 110 868 м, а в Лапландии – 112 992 м. Значит, у экватора земная поверхность более круто изогнута, чем у полюса, и наша планета действительно приплюснута у полюсов.
Казалось бы, всё прояснилось: Земля имеет форму так называемого эллипсоида вращения – фигуры, получающейся, если достаточно быстро вращается вокруг своей оси шарообразное пластичное тело. Однако учёные продолжали добывать и обдумывать новые факты. Очередной сюрприз преподнёс им простой прибор – маятник.
В конце ХVIII века в Парижской академии наук обсуждались неожиданные сведения. Маятник, перенесённый из средних широт на экватор, замедлял свои качания на 2,5 секунды в сутки. Значит, его вес уменьшался. Это можно было объяснить тем, что Земля сплюснута у экватора (имеет форму лимона).