Дмитрий Трушин
июль 2015.
2139

Почему у планеты Плутон форма идеального шара, а у Земли - нет?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
1
1 ответ
Поделиться
АВТОР ВОПРОСА ОДОБРИЛ ЭТОТ ОТВЕТ

Внятно изложено в хорошей книге: Н. П. Грушинский КРУГЛАЯ ЛИ ЗЕМЛЯ airbase.ru

====

Гравитационное поле Земли складывается из двух составляющих: собственно гравитационной силы ньютоновского притяжения всеми массами Земли и инерционной – центробежной силы. Отношение их q в самом крайнем случае составляет 1/288. Это на экваторе. На полюсе же q = 0.

Центробежная сила Р возникает из-за вращения Земли. Она пропорциональна радиусу вращения r и квадрату угловой скорости ω: P = rω2. На экваторе r максимально и равно радиусу Земли. На полюсе r = 0. Направлена центробежная сила по перпендикуляру к радиусу вращения, т. е. к оси вращения Земли.

Равнодействующая сил притяжения направлена к центру масс. Если бы не было вращения, идеальное (жидкое, газообразное или пылевое) тело под действием ньютоновских сил тяготения должно принять форму шара. Если этот шар начнет вращаться, центробежные силы заставят «перетекать» вещество из областей, где они слабее, в области, где они сильнее, т. е. от полюсов к экватору. Возникает экваториальное «вздутие». Шарообразная Земля превращается в эллипсоид вращения, сплюснутый у. полюсов и растянутый в области экватора.

====

Теперь сравним:

Плутон: экваториальная скорость вращения 47,6 км/ч

Земля: экваториальная скорость вращения 1674,4 км/ч

upd. вопрос уточнен в комментарии:

В книге по ссылке даётся ответ, почему Земля -- геоид. Т.е. имеет неправильную форму, хотя в идеализированном виде -- элипсоид. Потому, что Земля не жидкая и не однородная. А почему в точности Плутон имеет более правильную форму, так на то и экспедиция, чтобы понять что-либо о его строении, происхождении, образовании. По расчетам Плутон имеет относительно малую плотность и, значит, состоит из легких химических элементов, ледяной мир из замерзших газов. Это даёт логичное объяснение, почему Плутон имеет относительно правильную форму.

википедия о составе Плутона: wikipedia.org

Данные, полученные с помощью космического телескопа «Хаббл», позволяют предположить, что плотность Плутона составляет 1,8—2,1 г/см³. Вероятно, внутреннюю структуру Плутона составляют 50—70 % горных пород и 50—30 % льда. В условиях системы Плутона может существовать водяной лёд (разновидности лёд I, лёд II, лёд III, лёд IV и лёд V, а также замёрзшие азот, монооксид углерода и метан. Поскольку распад радиоактивных минералов в итоге нагрел бы льды достаточно для того, чтобы они отделились от горных пород, учёные предполагают, что внутренняя структура Плутона дифференцирована — горные породы в плотном ядре, окружённые мантией изо льда, толщина которой в таком случае должна будет составлять примерно 300 км. Также возможно, что нагревание продолжается и сегодня, создавая под поверхностью океан жидкой воды.

Для сравнения, плотность Земли -- 5,5153 г/см³

5
0

Я немного не о том. Земля ведь не элипсоид вращения, ее форма имеет специальное название - геоид, нечто, похожее на какую-то картофелину. А Плутон на фото - идеальный шар. Отчего так? Геологические процессы на поверхности? внутри? Метеориты? Жизнь?

0
Ответить

Уточню в основном тексте ответа.

0
Ответить

Все равно странно, что за столько лет земля не смогла идеализировать свою форму, ведь при больших давлениях порода становится текучей, даже, если не говорить про жидкую начинку. Вода ведь имеет меньшую плотность, чем породы, а Земля еще крутится с довольно большой скоростью.

0
Ответить
Ещё 7 комментариев

Так баланс же. Там где давление большое и породы текучие и горячие, на той глубине и Земля однородная круглая, а поверхность не испытывает таких давлений, потому и не идеально ровная. Была бы Земля полностью покрыта водой, а потом замерзла, и была бы тогда сильно ровнее.

0
Ответить

А если не было бы воды?

0
Ответить

Масса планеты такова, что планета приходит в состояние гидростатического равновесия из за силы гравитации. В любом случае, есть ли вода или нет. Просто вода делает поверхность более гладкой, естественно. Не было бы воды, рельеф был бы более выраженный. Рельеф образует движение литосферных плит, т.е. он в любом случае был бы. Земля живой горячий шарик, литосферные плиты движутся по жидкой горячей мантии. Где они сталкиваются, где расходятся образуются неровности.

+1
Ответить

*гидростатическое равновесие -- форма близкая к шару

0
Ответить

Я понимаю, что она делает планету более гладкой (растекается), я скорее про то, могла бы Земля быть такой, какой она есть сейчас? Потому что сейчас без воды она похожа на какой-то крупный астероид, другие планеты, насколько я знаю, имеют более шарообразную форму (ну или эллипсоидную). Марс же более правильной формы. И еще такой вопрос, скорее риторический, что нам мозги парят, если все далеко не так, как оно есть на самом деле, причем, они знают, что так не есть на самом деле? Помнится, на физике меня не поправляли, когда я делала предположения, но по сути своей они были абсурдны, так не соответствовали действительности.

0
Ответить

Без воды тоже был бы шар, т.е. вода "учитывается" гидростатическим равновесием. Чтобы иметь заметно неправильную форму надо иметь низкую массу (естественно речь об относительно плотных телах).

0
Ответить

YANA LISOVAYA, вы правда считаете, что Земля похожа на крупный астеройд? 

Максимальный перепад высот на Земле составляет меньше 20 км. Это меньше одной трети процента радиуса Земли. По мне, так это вполне себе гладкая поверхность.

А на том же Марсе есть горы и каньены.

+2
Ответить
Прокомментировать
Ответить