В 1687 г. Исаак Ньютон утверждал, что Земля, как вращающееся тело, должна иметь форму сжатого эллипсоида.
Современные измерения и расчеты подтвердили его предположения. Точно установлена длина осей эллипсоида и его сжатие. «По данным всех вычислений, длина большой полуоси земного эллипсоида была определена равной 6 378 245 метров, малой полуоси — 6 356 863 и сжатие — 1/298,3. Его фигура получила название «эллипсоида Красовского». Он наиболее точен из всех, какие были определены по геодезическим съемкам, произведенным до настоящего времени» (Бончковский, Бублейников, 1956, стр. 24).
Истинная фигура Земли существенно отклоняется от сжатого эллипсоида — правильного тела вращения, что зависит главным образом от неравномерного распределения масс в земной коре. В связи с этим отвес всегда немного отклоняется от перпендикуляра к поверхности эллипсоида, а горизонтальная поверхность несколько наклонена к поверхности земного эллипсоида. Воображаемая поверхность, перпендикулярная в точке пересечения с направлением отвеса, определенным в каждом пункте на Земле, называется уровенной. Шарообразная форма Земли, ограниченная воображаемой уровенной поверхностью, называется геоидом. Она не является правильным геометрическим телом.
Спокойная поверхность океана совпадает с поверхностью геоида. На материках уровенная поверхность располагается ниже дневной поверхности.
Исторически положение уровенной поверхности не постоянно. В эпохи великих трансгрессий моря, когда выравниваются поверхности больших территорий материков, геоид в значительной степени приближается к поверхности эллипсоида вращения. Горообразование и регрессии моря, усложняющие рельеф материков, усиливают особенности геоида как тела, не имеющего геометрически правильную форму.
О таком преобразовании поверхности Земли свидетельствуют несогласия в залегании осадочных формаций и часто выраженная ступенчатость рельефа равнин и горных стран.
Многие ученые считают, что в течение всего геологического времени вращение Земли остается равномерным. Радиус, соединяющий любую частицу Земли с ее центром, через каждую секунду поворачивается на один и тот же угол, представляющий собой угловую скорость вращения. Видимым показателем равномерного вращения Земли служит суточное движение звезд и Солнца.
Однако на протяжении геологической истории скорость вращения Земли не оставалась неизменной. В современную геологическую эпоху наблюдается замедление этого движения. По наблюдениям за последние 250 лет происходит удлинение суток на 0,0005—0,0014 секунды в столетие (Бончковский, Бублейников, 1956).
Изменение угловой скорости вращения обусловливает сжатие Земли, которое влияет на ее фигуру. Вековое замедление угловой скорости вращения приводит к ослаблению центробежных сил, поэтому Земля постепенно изменяет свою форму, приближаясь к форме шара. По параллели +35° в земном эллипсоиде сохраняется постоянство напряжений. Радиус-вектор здесь постоянен. Он равен среднему радиусу земного эллипсоида и не зависит от изменчивости сжатия Земли. С параллелями ±35° связаны подвижные зоны деформаций земной коры и соответствующий им сложный, в большинстве горный, рельеф.
С изменением скорости вращения Земли, по мнению Ф. Н. Красовского (1953), изменяется ее фигура. Для Земли наблюдается замедление вращения, поэтому полярное сжатие ее должно уменьшаться. Объем земного шара, однако, может быть принят постоянным. За громадные периоды времени длина полярной оси Земли должна увеличиваться, а экваториальной — уменьшаться. Конечно, это должно сопровождаться соответствующим перемещением масс в земной коре и подкоровом слое. Вероятно, что в приэкваториальной области и вблизи полюсов при этом преобладает вертикальное перемещение глыб земной коры, в области приблизительно между параллелями 20 и 50° — тангенциальное перемещение таких глыб.
Такие соображения Ф. Н. Красовского не могут вызывать сомнений. Исходя из того, что величина сжатия и изменения фигуры Земли исторически изменяется, можно сделать важные выводы о неразрывности процесса развития структуры и рельефа Земли.
Разновозрастные элементы стратиграфии, структуры и рельефа земной коры исторически связаны. В единстве их создавались палеогеографические условия и современные географические особенности земного шара.
Земля — сложная материальная система, которая существует и развивается в извечном движении в течение многих сотен миллионов лет. В ее движении сложилось сферическое строение, создалась шарообразная форма эллипсоида вращения, вырисовалась тектоносфера — внешняя, более подвижная часть планеты, пребывающая в непрерывном напряжении.
Общая направленность развития Земли определяется ее сжатием, преобладанием притяжения над отталкиванием, уплотнения над расширением. В условиях преобладающего сжатия происходила дифференциация и преобразование минерального вещества, осадкообразование, орогенез и все многообразие сопровождающих их процессов. Ареной геологических преобразований служит тектоносфера.
Узловой проблемой геологии и всего современного естествознания является вопрос о происхождении сиалической земной коры. С разработкой соответствующей действительности теории происхождения земной коры создаются возможности практического решения задач о происхождении минеральных и горных пород, их исторических взаимоотношениях, закономерностях размещения полезных минеральных концентраций, образовании геологических структур, истории развития материков, возникновения, эволюции, размещения и смены форм органического мира. Все эти проблемы не могут быть разрешены на основе гипотезы пирогенного происхождения материковой коры вследствие выплавления из уже дифференцированного кристаллического минерального вещества базальтового слоя и верхней мантии. Такое выплавление в планетарных масштабах неизбежно знаменовало бы всеобщие катастрофы, следов которых нет в геологической истории Земли. Непреложным законом геологии является происхождение материковой земной коры в результате взаимодействия вулканических продуктов верхней мантии и базальтового слоя, воды, атмосферы и живых организмов.
Утверждается единство процесса тектоорогении, развития структуры и рельефа земной коры. Их проблемы решаются с помощью структурно-геоморфологического анализа, применяемого и применимого для всех геологических систем, структур, равнинных и горных стран.
Образование материковой коры необратимо происходит в условиях океанической коры, не имеющей никаких следов материковой структуры. Последовательные звенья материкового порообразования представляют массы подводных вулканических извержений — вулканические острова и островные дуги — океанические острова — мини-материки — материки. Такой путь развития отражен в тектоорогении всех складчатых горных областей и платформ.
Складчатые подвижные зоны выделяются особенно сложными структурой и рельефом, представляющими последовательно сложившееся единство частей, различных по возрасту, составу и степени преобразования на разных этапах орогенеза. В схеме в каждой горной стране выделяются древнейшие осевые и орографические структуры, сложенные древними вулканогенно-осадочными и метаморфическими толщами, характеризующиеся резким рельефом. К ним прилегают последующие этажи и структурно-стратиграфические комплексы предгорий, орографически более пониженных, чем осевые образования. Для структурных этажей характерен свой набор осадочно-вулканогенных формаций и пород основного типа, включающих интрузии гранитоидов. Ореолы взаимосвязей концентраций петрологических образований всегда являются местами тех или иных минеральных образований.
В ландшафтах складчатых областей преобладают структурно-литологические типы гор — гнейсогранитные, известняковые, песчанико-сланцевые, флишевые и вулканические.
В течение геологического времени выровненный и сниженный денудацией рельеф преобразуется в холмистый, гривистый и др., в дальнейшем покрывается чехлом осадочных пород и переходит в плоский рельеф равнин. Вслед за новой активизацией тектонических движений в подвижных зонах происходит омоложение рельефа, воздымание складчато-блоковых и образование денудационных гор.