Как влияет осевое вращение на форму Земли?

Осевое вращение делает Землю не идеальным шаром, а слегка сплюснутой у полюсов и выпуклой у экватора. Такая форма называется сплюснутый сфероид или эллипсоид вращения.

Смысл в том, что при вращении возникает эффект, который в системе отсчёта, связанной с Землёй, описывают как центробежную силу. Она направлена от оси вращения наружу и сильнее всего проявляется на экваторе, потому что там поверхность находится дальше всего от оси. На полюсах этот эффект практически отсутствует, потому что полюса лежат на самой оси вращения.

Из-за этого происходит следующее:

1. Экваториальные области как бы “раздуваются” наружу.
Вещество Земли стремится перераспределиться так, чтобы поверхность стала поверхностью равного потенциала — то есть такой, где суммарное действие гравитации и вращения уравновешено. Поэтому радиус на экваторе становится немного больше.

2. Полюса оказываются слегка приплюснутыми.
Так как на полюсах нет “разгружающего” эффекта вращения, вещество там сильнее подтягивается к центру гравитацией.

В числах это выглядит так:
экваториальный радиус Земли примерно 6378 км, а полярный — около 6357 км. Разница составляет примерно 21 км. Для планеты таких размеров это немного, но достаточно, чтобы форма уже заметно отличалась от идеальной сферы с точки зрения геодезии, астрономии и спутниковой навигации.

Кроме изменения формы, вращение влияет и на силу тяжести на поверхности. На экваторе она немного меньше, чем на полюсах, по двум причинам:

• экватор дальше от центра Земли;

• вращение частично “компенсирует” притяжение.

Поэтому человек на экваторе будет весить чуть меньше, чем на полюсе, если сравнивать при прочих равных условиях.

Важно понимать, что Земля и без того не является идеально правильным телом. На её форму влияют ещё распределение масс внутри планеты, рельеф, движение литосферных плит, океаны и приливные воздействия Луны и Солнца. Поэтому в строгом смысле реальная форма Земли — не просто эллипсоид, а более сложная фигура, называемая геоидом. Но если отвечать именно на вопрос о влиянии осевого вращения, главный эффект именно такой: вращение делает Землю шире по экватору и чуть сплющивает у полюсов.

Если бы Земля не вращалась, она была бы гораздо ближе по форме к обычному шару.