Земля, со средним расстоянием 149 597 890 км от Солнца, является третьей и одной из самых уникальных планет в Солнечной системе. Она сформировался около 4,5-4,6 миллиарда лет назад и является единственной планетой, которая, как известно, поддерживает жизнь. Это связано с рядом факторов, например, атмосферный состав и физические свойства, такие как присутствие воды, занимающей около 70,8% поверхности планеты, позволяют жизни процветать.
Земля также уникальна тем, что она является самой большой из планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс), состоящих из тонкого слоя горных пород, в сравнении с газовыми гигантами (Юпитер, Сатурн, Нептун и Уран). С учетом массы, плотности и диаметра, Земля является пятой по величине планетой во всей Солнечной системе.
Размер земли: масса, объем, окружность и диаметр
Как крупнейшая из планет земной группы, Земля имеет оценочную массу 5.9722±0.0006×10 24 кг. Ее объем также является самым большим из этих планет и составляет 1.08321×10¹² км³.
Кроме того, наша планета наиболее плотная из планет земной группы, так как состоит из коры, мантии и ядра. Земная кора является самым тонким из этих слоев, в то время как мантия составляет 84% объема Земли и простирается на 2900 км ниже поверхности. Ядро является той составляющей, которая делает Землю самой плотной. Это единственная планета земной группы с жидким внешним ядром, окружающим твердое, плотное внутреннее ядро.
Средняя плотность Земли составляет 5,514×10 г/см³. Марс, самая маленькая из землеподобных планет Солнечной системы, имеет лишь около 70% от плотности Земли.
Земля, также классифицируется как самая большая из планет земной группы по окружности и диаметру. Экваториальная окружность Земли составляет 40 075,16 км. Она немного меньше между Северным и Южным полюсами – 40 008 км. Диаметр Земли у полюсов составляет 12 713,5 км, а на экваторе – 12 756,1 км. Для сравнения, самая большая планета в Солнечной системе, Юпитер, имеет диаметр 142 984 км.
Форма Земли
Окружность и диаметр Земли различаются, потому что ее форма представляет сплющенный сфероид или эллипсоид вместо истинной сферы. Полюса планеты немного сплющиваются, что приводит к выпуклости на экваторе и, следовательно, к большей окружности и диаметру.
Экваториальная выпуклость Земли составляет 42,72 км и вызвана вращением и гравитацией планеты. Сама гравитация заставляет планеты и другие небесные тела сжиматься и формировать сферу. Это связано с тем, что она тянет всю массу объекта как можно ближе к центру тяжести (земное ядро в данном случае).
Поскольку планета вращается, то сфера искажается центробежной силой. Это сила, которая заставляет объекты перемещаться наружу от центра тяжести. Когда Земля вращается, наибольшая центробежная сила на экваторе, поэтому она вызывает небольшую наружную выпуклость, придавая этой области большую окружность и диаметр.
Местная топография также играет роль в форме Земли, но в глобальном масштабе она незначительная. Наибольшее различия в местной топографии по всему миру – это гора Эверест, высочайшая точка над уровнем моря – 8 848 м и Марианская впадина, самая низкая точка ниже уровня моря – 10 994±40 м. Эта разница составляет всего лишь около 19 км, что очень незначительно в планетарных масштабах. Если рассматривать экваториальную выпуклость, то высшая точка мира и место, наиболее отдаленное от центра Земли – это вершина вулкана Чимборасо в Эквадоре, который является самым высоким пиком вблизи экватора. Его высота составляет 6 267 м.
Геодезия
Для правильного изучения размеров и формы Земли используется геодезия, отрасль науки, ответственная за измерение размера и формы Земли с помощью обследований и математических расчетов.
На протяжении всей истории, геодезия была важной отраслью науки, так как ранние ученые и философы пытались определить форму Земли. Аристотель – первый человек, которому приписывают попытку рассчитать размер Земли и, следовательно, ранний геодезист. Затем последовал греческий философ Эратосфен, оценивший окружность Земли в 40 233 км, что лишь немного больше принятого в наши дни измерения.
Чтобы исследовать Землю и использовать геодезию, исследователи часто ссылаются на эллипсоид, геоид и референц-эллипсоид. Эллипсоид является теоретической математической моделью, которая показывает гладкое, упрощенное представление о поверхности Земли. Он используется для измерения расстояний на поверхности без учета таких факторов, как изменения высоты и формы рельефа. С учетом реальности земной поверхности, геодезисты используют геоид – модель планеты, которая строится с помощью глобального среднего уровня моря и, следовательно, принимает во внимание перепады высот.
Основой геодезии на сегодняшний день являются данные, которые выступают в качестве ориентиров для глобальных геодезических работ. Сегодня такие технологии, как спутники и глобальные системы позиционирования (GPS), позволяют геодезистам и другим ученым делать чрезвычайно точные измерения поверхности Земли. На самом деле они настолько точны, что позволяют получать данные о поверхности Земли с точностью до сантиметров, обеспечивая наиболее точные измерения размера и формы Земли.
В нулевом приближении Землю можно считать шаром со средним радиусом 6371,3 км. Такое представление нашей планеты хорошо подходит для задач, точность вычислений в которых не превышает 0,5 %. В действительности Земля не является идеальной сферой. Из-за суточного вращения она сплюснута с полюсов; высоты материков различны; приливные деформации также искажают форму поверхности. В геодезии и космонавтике обычно для описания фигуры Земли выбирают эллипсоид вращения или геоид. С геоидом связана система астрономических координат, с эллипсоидом вращения — система геодезических координат.
По определению, геоид — это поверхность всюду нормальная силе тяжести. Если бы Земля целиком была бы покрыта океаном, то, в отсутствии приливного воздействия и прочих возмущений, имела бы форму геоида. В действительности в различных местах поверхность Земли может значительно отличаться от геоида. Для лучшей аппроксимации поверхности вводят понятие референц-эллипсоида, который хорошо совпадает с геоидом только на каком-то участке поверхности. Референц-эллипсоиды в целом имеют геометрические параметры отличные от геометрических параметров среднего земного эллипсоида, который описывает земную поверхность в целом.
На практике используется несколько различных средних земных эллипсоидов и связанных с ними систем земных координат.
Фигура Земли — термин для обозначения формы земной поверхности. В зависимости от определения фигуры Земли устанавливаются различные системы координат.
Содержание
История вопроса
То, что форма Земли должна отличаться от шара впервые показал Ньютон. Он предложил следующий мысленный эксперимент. Нужно прокопать две шахты: от полюса до центра Земли и от экватора до центра Земли. Эти шахты заливаются водой. Если Земля имеет форму шара, то глубина шахт одинакова. Но на воду в экваториальной шахте действует центробежная сила, в то время как на воду в полярной шахте — нет. Поэтому для равновесия воды в обеих шахтах необходимо, чтобы экваториальная шахта была длиннее.
Современные представления о фигуре Земли
В нулевом приближении можно считать, что Земля имеет форму шара со средним радиусом 6371,3 км. Такое представление нашей планеты хорошо подходит для задач, точность вычислений в которых не превышает 0,5 %. В действительности Земля не является идеальной сферой. Из-за суточного вращения она сплюснута с полюсов; высоты материков различны; приливные деформации также искажают форму поверхности. В геодезии и космонавтике обычно для описания фигуры Земли выбирают эллипсоид вращения или геоид. С геоидом связана система астрономических координат, с эллипсоидом вращения — система геодезических координат.
По определению, геоид — это поверхность, всюду нормальная силе тяжести. [2] Если бы Земля целиком была бы покрыта океаном, то, в отсутствие приливного воздействия других небесных тел и прочих подобных возмущений, имела бы форму геоида. В действительности в различных местах поверхность Земли может значительно отличаться от геоида. Для лучшей аппроксимации поверхности вводят понятие референц-эллипсоида, который хорошо совпадает с геоидом только на каком-то участке поверхности. Референц-эллипсоиды в целом имеют геометрические параметры, отличные от геометрических параметров среднего земного эллипсоида, который описывает земную поверхность в целом.
На практике используется несколько различных средних земных эллипсоидов и связанных с ними систем земных координат.
Дайте волю воображению и представьте себе картинку:
Вот так или примерно так выглядел привычный спор о форме Земли (ее сплюснутости или вытянутости), который с конца XVII века то угасал, то полыхал с новой силой в научных кругах Европы.
Так вот, среди прочего, Декарт считал что Земля омывается вихрями, которые истончают ее. И Земля должна быть слегка вытянута от полюса к полюсу (подобно дыне).
Это предположение, вроде как, было подтверждено экспериментально. Французский астроном и геодезист Жак Кассини, сын директора парижской обсерватории Джованни Кассини, в результате градусных измерений (многолетних определений длины 6 градусов парижского меридиана) получил, разную длину 1 градуса меридиана на севере и юге Франции.
При этом, в конце того же XVII века Ньютон (в «Началах натуральной философии») писал:
“Земля при экваторе выше, нежели при полюсах, примерно на 17 миль».
Он полагал, что мысль его доказывают маятниковые эксперименты астронома Рише. Тот путешествовал по миру с точным маятником и заметил, что один и тот же откалиброванный стержень маятника на разных широтах колеблется с разной периодичностью. Стало быть, Земля сплюснута как тыква. На том стояли ньютонианцы.
Обложка «Начал натуральной философии» Ньютона.
Надо сказать, что речь шла о “сплюснутости или вытянутости” планеты в такой малой степени, что едва ли ее можно было надежно обнаружить существующими методами наблюдений. Поэтому “неугодные результаты”, в зависимости от того, кто ты: декартист или ньютонианец, всегда можно было списать на погрешности измерений. Тем не менее, Французская Академия Наук регулярно объявляла конкурсы на научные работы по теме о Фигуре Земли, что позволяло ученым оттачивать ум, состязаясь за денежный приз и публикации.
Но вернемся к первоначальной сценке в кафе. Тут возникает резонный вопрос: зачем в 1733 году о Земле спорить, если можно пьянствовать и читать стихи?
Мадам дю Шатле за своим столом, 18 в., Морис Кантен де Ла Тур
Про Мопертюи
“Этот Мопертюи как муха. То он тут, то он там. Ах, бывает ли он на месте?”.
Эмили дю Шатле (его ученица и подруга) писала ему как-то:
“Мсье, я послала за Вами к Вам домой и в Академию, чтобы сказать, что вечер проведу дома одна. За биномами и триномами. Но я не могу учиться, если Вы не зададите мне задачу, и эту задачу я желаю страстно”.
Про Вольтера
Будучи популяризатором и любителем науки, Вольтер не имел достаточно глубоких математических познаний, чтобы понять “Начала натуральной философии”, которые продвигал. Кстати, эта книга тогда публиковалась только на латыни, читало ее немного людей, а понимало еще меньше.
Идея экспедиции
В кружке своих сторонников Мопертюи вынашивал план о том, как радикально (и за госбюджет) решить спор о форме Земли. Надо бы предложить выполнить натурные измерения на большой территории и сравнить их с парижскими измерениями Кассини. Если тот мерил меридиан, то можно мерить параллель. Или, скажем, отправиться новые края: к нулевой широте. Туда, где разница в “сжатии” будет более очевидной в сравнении с парижскими измерениями. И вот, в декабре 1733 года, на скучноватом предрождественском заседании Академии Наук было высказано предложение: для проверки идеи о сжатии или вытянутости Земли нужно отправить экспедицию в вице-королевство Перу, принадлежащее Испании. Оно находится на экваторе. И там измерить длину дуги меридиана, которую впоследствии сравнить с парижским. Предложение, неожиданно для всех, было принято. И тут же стремительно нашлись деньги на его реализацию. Вот только одна проблема: с этим предложением выступил вовсе не Пьер Мопертюи, известный математик. А молодой и амбициозный член кружка ньютонианцев: астроном Луи Годен, тридцати лет от роду. Он и станет руководителем Французской Геодезической миссии в Перу. Градусной экспедиции, первой на чужой территории.
Экспедицию Луи Годен предложил сюда: в район Кито (тогда вице-королевство Перу).
Что собирались измерять?
Экспедиция, которую Луи Годен предложил отправить к экватору потом назовут Великой Градусной Экспедицией (не путать с Великими Географическими Открытиями). Резонный вопрос: почему она так называется?
примерно такие измерения планировал Луи Годен
Придумал градусные измерения (а заодно определил радиус Земли) греческий ученый Эратосфен Киренский.
Как узнать размеры Земли
Тут следует задаться вопросом: а как можно было бы определить радиус шарообразной Земли? Не можем же мы пробурить шахту до ее центра (там, вроде как еще и очень горячо) и измерить глубину этой шахты?
Помните, как выглядит меридиан? Это окружность, проходящая через северный и южный полюс, образующая плоскость, перпендикулярную экватору (иными словами, это окружность, которую мы получим, если разрежем Землю вдоль оси север-юг). Так вот, длина дуги меридиана (L) по формуле из школьной геометрии будет являться радиусом Земли (R), умноженным на угол, этой дуге соответствующий (dB).
L = R*dB
И вот тут мы подходим вплотную к Эратосфену. Дело было в Александрии, в третьем веке до нашей эры. Ученый, по приглашению царя Птолемея Третьего заведовал Александрийской библиотекой и обучал наукам царских отпрысков, в свободное время занимаясь литературой, математикой и астрономией.
Эратосфен, обучающий в Александрии (1635 г., Бернардо Строцци, Музей Изящных Искусств Монреаля)
Градусные измерения Эратосфена
Он знал, что к югу от Александрии (для тех, кто, как я, путается в географии, это в Египте) находится город Сиена (сегодня он называется Асуан). Соответственно, для определения радиуса Земли он собирался измерить в линейной и угловой мере длину дуги меридиана между этим городами.
Если вам кажется, что Сиена и Александрия не лежат на одном меридиане, то вы совершенно правы. Но Эратосфен за 300 лет до нашей эры об этом знать не мог.
Длину этой дуги сегодня очень легко спросить у Гугла: это около 800 км. Понятно, что Эратосфен не мог себе позволить идти все это расстояние по дороге с веревкой или мерным жезлом. Он поступил остроумнее: узнал у погонщика верблюдов о времени перехода между городами и принял скорость верблюда за константу.
Оставалось узнать разность широт (dB). К счастью, благодаря астрономической практике, Эратосфен знал, что в день летнего солнцестояния в Сиене солнце находится в зените (то есть, светит прямо в макушку городской колодец). Для Александрии был известен угол, под которым в полдень этого дня солнечные лучи падают на гномон скафиса (такой древний угломерный прибор в виде чаши). Этот угол и был разностью широт Сиены и Александрии. Эратосфен разделил расстояние в 5000 стадиев на полученный угол и первым определил радиус Земного шара.
Примерно так Эратосфен определял разность широт между городами (исходный вариант картинки лежит на http://www.classichistory.net/archives/eratosthenes-circumference-of-earth )
Дальше, правда, с этим возникли сложности. Более поздние ученые ломали головы над тем, какие стадии имел ввиду Эратосфен: греческие, египетские или фараонские. Но подобные определения размеров Земли по измерению дуги меридиана назвали градусными и повторяли в разных странах с завидной регулярностью. Ими развлекались, например, Аль Бируни на Востоке, и Эратосфен Батавский на Западе.
Про маятниковые эксперименты Рише
Помните, в самом начале я упоминала, что Исаак Ньютон в своих «Началах Натуральной Философии» апеллирует к известным экспериментам французского астронома Рише, которые подтверждали его теорию о сплюснутости Земли?
Вот, что пишет Ньютон (в переводе Крылова):
Так как длины маятников, совершающих размахи в одинаковое время, пропорциональны величине силы тяжести, в широте Парижа длина маятника, делающего размах в 1 секунду равна 3 футам 8,5 линиям, то на широте экватора длина маятника под экватором будет меньше маятника парижского на 1,087 линии.
То есть, чтобы отсчитывать ровно 1 секунду, стержень маятника на экваторе должен быть короче, чем стержень маятника в Париже на 2,3 мм. Кажется, величина небольшая. Можно было бы и пренебречь?
В качестве доказательства правильности своих суждений с длиной маятника, Ньютон приводил эксперименты французского астронома Ж. Рише 1672 и последующих годов. Так называемые «маятниковые эксперименты«.
Иллюстрация из книги Ж.Рише, где он описывает свои маятниковые эксперименты. Интерьер астронома: маятниковые часы, астролябия, секстант (вроде бы), глобус.
Когда же часы вернули в Париж, оказалось, что они спешат. Так Рише обнаружил, что период колебания маятниковых часов (время, за которое груз на подвесе проходит путь от верхней точки к нижней) зависит не только от длины маятника, но и от широты, на которой находятся часы прямо сейчас.
Эффект был наглядным, любопытным и необъяснимым. Еще бы: время течет неравномерно на разных широтах! В итоге сам Рише и его современники-астрономы начали в обязательном порядке проводить эксперименты с маятниковыми часами, когда отправлялись в путешествия, особенно если отправлялись на юг. Результаты показывали разницу от 1 до почти 2 линий (2-4 мм) в длине маятника на разных широтах у разных наблюдателей.
Чем можно было объяснить изменение периода колебаний маятника вблизи экватора? Основным предположением декартистов было расширение материала (ведь в южных колониях жарко и влажно), но Ньютон не соглашался. Он полагал, что температурное расширение может дать 0,25 линии в разнице длины маятника. Но никак не 1,25 или 2 линии, которая следовала из экспериментов:
Стержень маятниковых часов никогда летом не выставляется на солнце и никогда не достигает теплоты человеческого тела, поэтому стержень маятника длиною в 3 фута (90см) будет немногим длиннее летом, нежели зимою, но разность этих длин не превзойдет 0,25 линии.
Маятниковый гравиметр (маятник Катера), конструкция начала XIX века. Потомок маятниковых экспериментов Рише.
Но в 1734 году, на котором мы оставили наш рассказ об экспедиции, о пружинных гравиметрах никто не слышал. Да и о гравиметрах вообще. Астроному Луи Годену предстояло защитить проект экспедиции перед попечителем Академии Наук: графом Морепа. Определить бюджет, подобрать команду и спланировать работы. Об этом в следующий раз.
Земля невероятно красива и разнообразна. Она кажется нам настолько родной и привычной, что порой мы даже не осознаем ее уникальности. Наша планета — единственное астрономическое тело в обозримой Вселенной, где зародилась и существует жизнь. Ученые до сих пор пытаются найти ответ на вопрос, когда и почему это произошло именно на Земле.
История Земли не единственное, что увлекает людей уже много лет. С развитием человечества росло и желание исследовать неизвестные части мира. Оно породило волну открытий, благодаря которым состоялся грандиозный прорыв в познаниях о планете, были описаны новые материки, острова, океаны, произошел кардинальный переворот в привычных представлениях о мире. Казалось бы, сегодня на Земле не осталось места для географических открытий, но в мире по-прежнему обнаруживаются новые виды, уникальные природные образования, новые свидетельства прошлого.
Вместе с освоением планеты вскрылась и ее уязвимость. Появившись на Земле, человек стал переделывать все вокруг под себя. Возводил города, чтобы жить с комфортом, возделывал поля, чтобы не голодать, строил заводы, чтобы производить удобные вещи. Люди беспрерывно изменяют мир, чтобы сделать его богаче и безопаснее, а он, к сожалению, становится все опаснее и беднее. В наши дни Земля по-прежнему нуждается в изучении, только теперь первостепенно не открытие чего-то неизвестного, а поиск оптимальных отношений между Землей и человеком.
Форма и размеры Земли
Традиционно принято считать, что Земля имеет форму шара. Однако это не совсем так.
Первые исследователи считали, что Земля плоская и представляет собой диск, плавающий на поверхности воды. Их взгляды кардинально изменил Аристотель, который не просто предположил, что наша планета круглая, но и доказал это. Сегодня для простоты Землю также называют шаром. Однако не секрет, что из-за вращения вокруг своей оси и возникающей при этом центробежной силы наша планета не может иметь абсолютно шарообразную форму.
Параметры Земли
Соотношение размеров Солнца, Земли и других планет Солнечной системы
Земля — эллипсоид?
Первоначально предполагалось, что Земля имеет форму эллипсоида — она несимметрична и сплюснута у полюсов. Подтверждением этому служит тот факт, что экваториальный радиус на 21,4 км больше, чем расстояние от центра Земли до полюсов (полярный радиус). Кроме того, более точные измерения показали, что расстояние от экватора до Северного полюса меньше, чем до Южного.
Наглядная разница между шаром и эллипсоидом
А может, все-таки геоид?
Эллипсоид (как и шар) — идеальная форма, которую в действительности Земля не может иметь. Данная форма удобна для проведения математических расчетов, поэтому часто используется. Реальная же форма Земли далека от эталона. Она определяется неровностями рельефа материков и океанического дна, такими как впадины и возвышенности, и называется геоидом (что в переводе с греческого языка означает «землеподобный»).
Сравнение поверхностей. Геоид — форма Земли, полученная мысленным продолжением поверхности Мирового океана под континентами
Движение Земли
Сквозь бескрайние просторы Вселенной, среди бесчисленного множества звезд мчится планета, которую мы называем своим домом, — Земля. Нам она кажется необъятным миром, но это лишь иллюзия. В суматохе дней мы редко всматриваемся в небо и не осознаем, что в необозримой пустоте космоса наша планета не более чем песчинка, на которой возникло чудо жизни.
Земля — космическое тело, а мы — космонавты, совершающие длительный полет вокруг Солнца и бороздящие, не думая о том, просторы Вселенной. На протяжении веков люди пытались выяснить, что из себя представляет этот «космический корабль», пассажирами которого они стали. Какой он формы, с какой скоростью мчится? Благодаря человеческому любопытству, упорству исследователей, а затем и научно-техническому прогрессу сегодня почти на все вопросы о Земле у нас есть точные ответы.
Земля, как и другие планеты солнечной системы, находится в постоянном движении. Движение — это жизнь. Данное утверждение справедливо не только для человека, но и для нашей планеты. Каждую секунду мы перемещаемся в космическом пространстве со скоростью около 30 км/с, совершая не одно, а несколько типов движения.
Два основных типа движения Земли и их следствия: а) осевое вращение; б) орбитальное вращение.
Осевое вращение
Первое и наиболее ощутимое для нас — движение Земли вокруг своей оси. День сменяет ночь, а ночь сменяет день, обеспечивая бесконечное течение времени. Наверное, каждый человек хотя бы раз в жизни хотел, чтобы в сутках было больше чем 24 ч, ведь их не всегда хватает на запланированные дела. Оказывается, времени и того меньше! Полный оборот вокруг своей оси Земля совершает за 23 ч 56 мин 4,1 с.
Земля вращается вокруг своей оси с запада на восток
Движение Земли вокруг своей оси во многом напоминает запущенный волчок, ось которого при постепенном замедлении начинает описывать в пространстве конусы. Перемещаясь в космическом пространстве, подобные действия совершает и земная ось, что с течением времени неизбежно приводит к изменению координат светил на звездном небе. Полный цикл земной прецессии составляет около 25 800 лет.
Орбитальное вращение
Второй тип движения — вращение вокруг Солнца. Его наша планета совершает не по строго круговой орбите, а по слегка вытянутой в форме эллипса. Самая близкая к нашему светилу точка земного пути называется перигелием, а самая дальняя — афелием. В афелии мы находимся в июле, а в перигелии — в январе. Земля парит в пространстве не строго перпендикулярно своей орбите, а под наклоном, равным 23,5°. Наклон земной оси и орбитальное вращение обеспечивают неравномерный нагрев поверхности планеты в течение года, из-за чего происходит смена времен года.
Если рассматривать движения Земли в космических масштабах, то можно заметить, что в этих периодах нет круглых чисел, к которым мы привыкли. Например, звездный год — точное время оборота Земли вокруг Солнца — составляет 365 сут. и 6 ч. Лишние шесть часов мы отбрасываем в течение трех лет. Впоследствии они накапливаются и добавляются к каждому четвертому году, который называется високосным.
Схема движения Земли вокруг Солнца
Наша планета движется не только вокруг Солнца, но и вместе с ним. Ежесекундно Солнечная система преодолевает огромные световые расстояния вокруг общего центра Млечного Пути. Как это движение влияет на Землю, до конца не изучено. Полный галактический год составляет около 280 млн лет.
происхождение земли форма и размеры земли движение земли солнечная система геологическое летоисчисление
Геоид(происходит от корней: «Гео» — Земля и «Идос» — вид), фигура, дающая обобщённое представление о поверхности Земли, как планеты.
Термин геоидбыл предложен немецким физиком и математиком Иоганном Листингом в 1873 г. Под этим термином Листинг подразумевал фигуру, которую приняла бы поверхность Мирового океана и сообщающихся с ним морей при том уровне воды, который бы установился в условиях отсутствия приливов, течений, разностей атмосферного давления и т. п. От геоида было предложено исчислять высоты точек поверхности Земли. В любой точке геоида высота равна нулю.
Земля, планета, на которой мы живем; третья от Солнцаи пятая из крупнейших планет в Солнечной системе. Как полагают, Солнечная система сформировалась из вихревых газово-пылевых облаков ок. 5 млрд. лет назад. Земля богата природными ресурсами, имеет в целом благоприятный климат и, возможно, является единственной планетой, на которой существует жизнь.
В недрах Земли протекают активные геодинамические процессы, проявляющиеся в спрединге океанического дна (наращивании океанической коры и последующем ее раздвижении), дрейфе материков, землетрясениях, вулканических извержениях и др. Земля вращается вокруг своей оси. Хотя это движение и не заметно на поверхности, точка на экваторе перемещается со скоростью ок. 1600 км/ч. Земля также обращается вокруг Солнца по орбите протяженностью ок. 958 млн. км со средней скоростью 29,8 км/с,совершая полный оборот примерно за год (365,242 средних солнечных суток).
Форма и размер. Примерные очертания и размеры Земли известны уже более 2000 лет. Еще в 3 в. до н.э. греческий ученый Эратосфен довольно точно рассчитал радиус Земли. В настоящее время известно, что ее экваториальный диаметр составляет 12 754 км,а полярный – ок. 12 711 км. Геометрически Земля представляет собой трехосный эллипсоидный сфероид, сплющенный у полюсов.
Площадь поверхности Земли ок. 510 млн. км2, из них 361 млн. км2 приходится на воду. Объем Земли равен ок. 1121 млрд. км3.
Плотность Земли варьирует от незначительной в верхних слоях атмосферы до исключительно высокой в центре планеты. Зная массу и объем Земли, ученые рассчитали, что ее средняя плотность примерно в 5,5 раза больше плотности воды.
Одна из наиболее распространенных пород на поверхности Земли – гранит имеет плотность 2,7 г/см3, плотность в мантии изменяется от 3 до 5 г/см3, в пределах ядра от 8 до 15 г/см3. В центре Земли она может достигать 17 г/см3. Напротив, плотность воздуха у земной поверхности составляет примерно 1/800 плотности воды, а в верхних слоях атмосферы она очень мала.
Давление. Атмосфера оказывает давление на земную поверхность на уровне моря с силой 1 кг/см2 (давление в одну атмосферу), которое уменьшается с высотой. На высоте ок. 8 км оно понижается примерно на две трети. Внутри Земли давление быстро возрастает: на границе ядра оно составляет ок. 1,5 млн. атмосфер, а в его центре – до 3,7 млн. атмосфер.
Земля как планета
Среднее расстояние от Земли до Солнца (астрономич. единица)
Срендее расстояние от Земли до Луны
Период оборота Земли вокруг своей оси (звездные сутки)
23 ч 56 мин 4,09 с
Приод обращения Земли вокруг Солнца (тропический год)
Вспомните! Как доказать, что Земля шарообразна? Как развивались знания о форме Земли в процессе её истории? Какие учёные внесли вклад в изучение формы нашей планеты? Почему Земля – планета? Что изменилось бы на Земле, если бы она была плоской, расположилась дальше или ближе от Солнца? На эти и другие вопросы нам поможет ответить тема урока: «Размеры и форма Земли».
Есть несколько типов космических тел: звёзды, планеты, астероиды, кометы. По всем признакам Земля – планета, она не раскалённое космическое тело, вращается вокруг звезды по эллиптической орбите и т.д. Как и другие планеты, она имеет шарообразную форму. Диаметр Земли приблизительно равен 12 750 км. Но так как мы, находясь на Земле, не можем видеть её полностью, а замечаем только её часть, то поверхность кажется нам плоским кругом, ограниченным горизонтом. Поэтому многим древним народам Земля виделась плоской. Размеры и форма Земли изучались многие столетия.
Представление о форме Земли Древних индийцев
Как изменялись представления о форме Земли?
В Древней Греции в IX-VIII вв. до н. э. (время Гомера) Землю стали представлять выпуклой полусферой, похожей на щит воина. Греки считали, что сушу со всех сторон омывает океан.
Представление о Земле и Вселенной во времена Гомера
Пифагор и его ученики (VI в. до н. э.) провозгласили Землю шаром. Считается, что Пифагор заимствовал эти знания у египетских жрецов, которые в отличие от философов Древней Греции скрывали свои открытия. Но он не смог доказать своей гипотезы. Первые доказательства шарообразности Земли привёл Аристотель (IV в. до н. э.). Одни из них абсолютно верны, другие ошибочны. Об этом мы поговорим позже. Аристотель доказывал, что Земля – шар следующими результатами наблюдений:
Со временем представления о шарообразности Земли стали основываться не на наблюдениях, а на точных расчетах. Впервые высчитал размер Земли древнегреческий учёный Эратосфен (III-II вв. до н. э.). Он рассчитал длину дуги 1° меридиана.
Эратосфен заметил, что в Сиене (Асуане) в день летнего солнцестояния (21 июня) Солнце освещает дно самых глубоких колодцев, следовательно стоит в зените и угол падения его лучей равен 90°. В Александрии в это время Солнце отстоит от зенита на угол 7°12′, что составляет 1/50 часть окружности. Измерив расстояние между Сиеной и Александрией и умножив на 50, Эратосфен высчитал длину меридиана Земли, а следовательно и её радиус. Полученные им размеры расходятся с результатами современных вычислений меньше чем на 25 км.
Рассчёты Эратосфена Киренского
Следовательно учёные Древней Греции имели в целом правильные представления о форме и размерах Земли. Но их географические карты были несовершенными из-за недостатка знаний и малоизученности суши и океана в тот период времени.
В Средние века, вплоть до XV в., из-за господства церкви большая часть научных знаний античных народов отрицалась. После уничтожения александрийской библиотеки почти все научные работы были прерваны. Учение о шарообразности Земли считалось ересью и категорически отвергалось. Измерения длины меридиана заново проводились арабами и китайцами, а европейцами они открывались заново, благодаря знаниям, полученным от этих народов.
Представления европейцев о форме Земли в Средневековье
В конце XV в. началась эпоха Возрождения, а вскоре и усиленное навёрстывание получения знаний во всех научных сферах того времени. Наступившая эпоха Великих географических открытий расширяла горизонты Земли.
Карты становились всё точнее и подробнее, а сомнений о форме планеты не осталось. Землю «признали» шаром и стали изображать в виде объёмной модели – глобуса. Первый глобус был диаметром в 0,5 м, он был сделан в 1492 году. Его изготовил Мартин Бехайм – немецкий мореплаватель и учёный.
«Земное яблоко» Мартина Бехайма
Из-за развития знаний о Земле представления о её форме совершенствовались. В конце XVII в., благодаря работам И. Ньютона, возникло предположение, что Земля из-за осевого вращения должна быть сжатой с полюсов. На вращение Земли действует сила притяжения и центробежная сила, величина и направление силы тяжести зависит от сложения этих сил. На полюсе центробежная сила равна нулю, поэтому сила тяжести равна силе притяжения и величина её самая большая. На экваторе возрастает центробежная сила и уменьшается сила тяжести. Равнодействующая силы притяжения и центробежной силы – сила тяжести – направлена к экватору. Под её влиянием масса планеты перемещается к экватору, и Земля приобретает форму эллипсоида.
Подтверждением этого теоретического предположения послужил такой факт. В 1672 году из Франции в Кайенну (Французская Гвиана) для изучения Марса в год Великого противостояния был отправлен астроном Ж. Рише. Он взял с собой часы, маятник которых отбивал секунды, т. е. период качания маятника был равен одной секунде. В Кайенне часы стали отставать и длину маятника пришлось укоротить. В Париже часы начали спешить. Замедление качания маятника при перемещении его из умеренных широт в экваториальные И. Ньютон объяснил уменьшением силы тяжести из-за увеличения центробежной силы.
Для измерения длины дуги 1° меридиана Французская академия наук в IXX в. отправила две экспедиции: одну к Северному полярному кругу, другую в экваториальные районы. У полюса длина меридиана оказалась равной 11,7 км, на экваторе – 110,6 км. Предположение Ньютона было доказано.
Шар, равномерно сплюснутый у полюсов, называется сфероидом, или эллипсоидом вращения. Сжатие Земли невелико, её экваториальный радиус всего на 21,4 км длиннее полярного.
Размеры и форма Земли. Эллипсоид вращения
Но истинная фигура не полностью соответствует эллипсоиду вращения. Эллипсоид вращения – фигура правильная, возникающая при вращении тела, имеющего однородное строение. Фигура Земли сложнее из-за неоднородности её состава и неравномерного распределения масс. В 1873 году И. Листинг ввёл для обозначения названия фигуры Земли слово «геоид».
Истинная геометрическая фигура Земли была названа геоидом («землеподобным»). Геоид определяется как фигура, поверхность которой всюду перпендикулярна направлению силы тяжести, т. е. отвесу. Поверхность геоида совпадает с уровенной поверхностью Мирового океана. Поднятия и опускания геоида над эллипсоидом составляет плюс-минус 50-60 м.
Геоид
Размеры и форма Земли и другие её характеристики
Истинная поверхность Земли со всеми её горами и впадинами не совпадает с поверхностью геоида и отступает от него на несколько километров. Действительная поверхность планеты с её горами и впадинами постоянно подвергается силе тяжести, которая стремится выровнять её и привести в соответствие с уровенной поверхностью.
Работы по вычислению размеров Земли, выполненные под руководством Ф.Н. Красовского (1940-1946) показали, что разница между геоидом и сфероидом невелика и для картографических и геодезических работ в СССР были приняты величины земного эллипсоида названные по имени руководителя исследований. Размеры эллипсоида Красовского следующие:
При анализе космических снимков Земли выяснилось, что северный полярный радиус больше южного на 30-100 м., что незначительно отличается от данных эллипсоида Красовского и для практического применения значения не имеет. Но благодаря уточнению размеров оказалось, что Земля имеет форму кардиоида. Однако для анализа большей части географических процессов Землю вообще можно принимать за шар.
Доказательства шарообразности Земли
В настоящее время научными доказательствами шарообразности Земли считаются следующие.
Доказательства шарообразности Земли, сформулированные в древности: постепенное сокрытие предметов за горизонт, увеличение площади обзора при подъёме, изменение видимого звёздного неба при передвижении вдоль меридиана, кругосветные путешествия, освещение высоких предметов после захода и перед восходом Солнца, говорят только о выпуклости Земли, а не о её шарообразности.
Значение шарообразной формы Земли
Размеры и форма Земли имеют важное географическое значение. Её шарообразность обуславливает уменьшение угла падения солнечных лучей от низких широт (экватора) к высоким (полюсам). Вследствие этого образуется главная географическая закономерность – зональность комплексов (тепловые пояса) географической оболочки. Тепловые пояса совместно с другими причинами (расстоянием Земли от Солнца, её массой и размерами) обуславливает закономерное изменение природных явлений и процессов от экватора к полюсам.
Угол падения солнечных лучей на Землю
Масса и размер Земли определяют силу земного притяжения, которая удерживает водную и воздушную оболочки, позволяя жизни развиваться на планете. Расстояние до Солнца – ещё одна счастливая для всего живого на Земле случайность. При более близком положении, чем теперь, наша планета могла бы превратиться в раскалённую пустыню, при более удалённом – приобрести постоянный ледяной панцирь.
Шаровая фигура при минимальном объёме концентрирует максимальную массу материи. Вещество планеты сжимается, внутри формируется центральное ядро, снаружи оболочки. Оболочечное строение Земли – одно из самых фундаментальных её свойств. Сферическая форма оболочек, в том числе и географической, обуславливает бесконечность и единство пространства.
Отклонение истинной формы Земли (геоид) от эллиптической обуславливает стремление вещества Земли растечься, чтобы приобрести фигуру равновесия. В результате на земной поверхности возникают секторы с тенденцией к опусканию и поднятию, а между ними формируются зоны разломов.
В настоящее время из-за замедления вращения Земли, фигура планеты стремится приобрести форму шара. В результате начинается переток земного вещества к полюсам и активация тектонических движений.
Вопросы и задания:
Вам будет интересно
Почему Солнце встаёт на востоке, а садится на западе? В древности египтяне думали, что бог…
Почему бывает лето и зима? По какой причине они не на всей Земле сменяют друг…
С древних времён люди задавались вопросом: «Из чего состоит жизнь?». Философы Древней Греции и Индии…
Подумайте! Когда нужно начинать ориентироваться – до похода или тогда, когда уже заблудился? Какие способы…
На сегодняшний день наука совершила такой огромный скачок, что мы можем узнать форму и размеры Земли, а также других объектов не только нашей Солнечной системы, но и нашей галактики. А тысячелетия назад люди могли лишь только предполагать, каковы же форма и размеры Земли.
Форма Земли
Сейчас мы все знаем, что наша планета имеет форму шара. Эта информация окончательно подтвердилась, когда человечество смогло отправить человека в космос.
Тогда люди смогли получить фотографическое подтверждение того, что Земля имеет шарообразную форму. Первым землянином, увидевшим планету из космоса, был советский космонавт Юрий Гагарин.
К сожалению, в древности люди никак не могли получить такого подтверждения, но они все равно пытались найти объяснение различным географическим явлениям. Изначально люди полагали, что наша планета имеет не шарообразную форму, а дискообразную.
Что же касается общего вида нашей планеты — существовали две разные, но похожие гипотезы. Согласно первой, Земля стоит на трех китах, а согласно второй — на черепахе и трех слонах. Это основные версии, но у разных народов были и свои. Например, в азиатских странах была популярна гипотеза, согласно которой Земля стоит на рогах гигантского быка.
Но в целом все гипотезы объединяло одно: по мнению людей планета имела плоский вид. Форма Земли тоже была разная. Древние майя думали, что Земля имеет квадратную форму, а древние китайцы — прямоугольную.
Однако такая гипотеза не могла объяснить многое происходящее на планете. Почему тень Земли, падающая на Луну, имеет круглую форму? Почему никто не может дойти до края Земли? Как линия горизонта по мере движения все время двигается?
Ответить на такие вопросы невозможно, если брать в расчет то, что Земля плоская. Поэтому стали появляться первые гипотезы, что наша планета имеет шарообразную форму. Первым ученым, высказавшим это предположение, стал древнегреческий мыслитель Аристотель. С расширением географии путешествий эта мысль получала все больше подтверждений.
Нам известны разные доказательства шарообразности Земли. Помимо вышеперечисленных к ним можно отнести еще и тот факт, что площадь обзора значительно увеличивается при подъеме на определенную высоту. Если бы Земля была плоская — этого бы не происходило.
Аристотель сделал невероятное предположение для своего времени и во многом оказался прав. Правда, наша имеет форму не идеального шара, а эллипсоида, то есть шара, сплющенного сверху и снизу, на полюсах. Такая форма Земли связана с ее движением вокруг своей оси.
О движении Земли вокруг своей оси вы можете посмотреть в одном из предыдущих уроков.
Размеры Земли
Но одно дело узнать форму Земли, а совсем другое — ее измерить. Это смог сделать греческий ученый Эратосфен примерно через 100 лет после Аристотеля. Эратосфен смог вычислить длину окружности земного шара, то есть длину экватора.
Для того, чтобы это сделать, ему пришлось рассчитать расстояние от Северного до Южного полюса. Это было очень сложно сделать в те времена, потому что человек достиг полюсов только в начале 20-го века. Рассчитать это расстояние Эратосфен смог, высчитав угол относительно Солнца.
В результате Эратосфен вычислил, что длина экватора нашей планеты составляет 39 тысяч 690 километров. По тем временам это был очень точный результат. По расчетам нынешних ученых длина экватора составляет 40 тысяч километров, то есть Эратосфен ошибся всего лишь на 310 километров.
К примеру, протяженность Черного моря с востока на запад составляет 1200 километров. Таким образом, примерно 33 Черных моря может уместиться вдоль окружности Земли.
Средний радиус Земли (расстояние от земной поверхности до центра Земли) равен 6371 километр.
Если сравнивать размеры Земли с размерами других планет Солнечной системы, то выяснится, что наша планета — самая большая планета земной группы. По размерам с ней может сравниться только Венера. Марс и Меркурий значительно меньше: объем нашей планеты больше в 6,7 и 18 раз соответственно.
Однако Земля не может сравниться по размеру с газовыми гигантами. Даже самый маленький из них, Нептун, по объему превосходит нашу планету в 57,7 раз, а самая большая планета Солнечной системы, Юпитер, имеет объем в 1321 раз больше земного!
Давно миновали те времена, когда люди наивно полагали, что Земля плоская и имеет форму диска. Сейчас даже детсадовцы знают, что наша планета представляет собой шар, который движется вокруг Солнца. И естественно, все мы знаем, что Земля невероятно огромна, и перелет между некоторыми странами может занимать до 24 часов.
Но при этом, мало кто может точно сказать, каков радиус нашей планеты, длина экватора, ее площадь или вес. Более того, многие люди даже не догадываются о том, что вопреки расхожему мнению, наша планета имеет форму, приближенную к эллипсоиду, а не к шару. И сегодня мы расскажем вам не только о размере Земли, но и о ее форме.
Историческая справка
Конечно же, люди далеко не сразу выяснили, что наша планета имеет круглую форму. В глубокой древности наши далекие предки считали, что она представляет собой диск, покоящийся на черепахах и слонах. Объяснялось это, прежде всего тем, что из-за огромных размеров планеты, ее «кривизна» зрительно не заметна человеческому глазу, и поэтому Земля производит впечатление плоской, относительно ровной поверхности. А небольшой сдвиг линии горизонта можно увидеть лишь с огромной высоты.
Соответственно, в древности многие люди даже и мысли не допускали о том, что Земля может иметь форму шара и искренне верили, что есть та точка, где она заканчивается. Самые отчаянные путешественники на протяжении долгих столетий предпринимали попытки достичь края Земли и посмотреть что же находится за гранью… Но как вы сами понимаете, никому из них это не удалось.
Впервые люди стали задумываться о том, что Земля имеет форму шара в VII в до н.э., в древней Греции. Известно, что одним из приверженцев данной теории, которая многим тогда казалась невероятной, был Аристотель. Ученный в течение многих лет собирал доказательства, желая убедить своих современников в верности данного предположения.
В качестве основных аргументов он использовал не только свидетельства различных путешественников, но и то, что пейзаж звездного неба над головами людей постоянно менялся, а во время затмений на луну ложилась круглая, а не плоская тень от Земли. Более того со временем в правоту данной теории стало верить все больше и больше путешественников, которым удавалось уйдя из одной точки планеты вернутся туда, и при этом ни разу не увидеть так называемый мифический край Земли.
Форма Земли
Спустя столетия ученные все таки доказали правоту Аристотеля и других его научных соратников.
Сейчас шарообразная форма Земли является неоспоримым научными фактом, как и то, что она все время движется вокруг солнца по орбите Венеры и Марса со средней скоростью чуть менее 30 км/с.
Для многих станет откровением факт, что на самом деле Земля совершает полный оборот вокруг своей оси не за сутки, как принято считать, а за 23 часа 56 минут и 4,1 секунды.
Понимание о том какова форма Земли и ее размеры сформировалось также не сразу, а в течение длительных исследований. И самое интересное здесь то, что вопреки всеобщему мнению планета имеет форму более похожую не на шар, а на эллипс. Сейчас доподлинно известно, что Земля похожа на огромный объемный овал немного «придавленный» в районе полюсов и растянутый в экваториальной зоне.
В 1873 году было предложенное условное название для данной фигуры «Геоид» (что в переводе означает землеподобный), которое используется и по сей день. Геоид планеты это геометрически сложная поверхность, чья форма близка к эллипсоиду, но не является идеально ровной фигурой. Она просто максимально близка к эллипсоиду со сжатием 1:298,2.
Планета вращается по своей оси таким образом, что точки ее полюсов остаются, практически, не подвижны. Условную линию, опоясывающую земной «шар» на одинаковом расстоянии от полюсов принято называть экватором, серединой Земли. Те линии, которые на различных картах оплетают планету параллельно экватору, называют параллелями, а те, что соединяют полюса – меридианами.
По данным линиям специалисты определяют географические координаты той или иной точки, то есть ее широту(по параллелям) и долготу (по меридианам).
При этом широта определяет расстояние от точки до экватора и подразумевает показатели от 90º северной широты до 90º южной широты. Долгота в свою очередь может быть западной или восточной и измеряется от 0 до 180°.
Размер Земли
Со временем ученные нашли ответы на все вопросы, которые не давали покоя нашим древним предкам. Они не только доказали, что Земля круглая, но и смогли ее измерить.
Как стало известно благодаря исследованиям, длина радиусов Земли различается:
Мы уже говорили, что Земля представляет собой фигуру похожую на эллипс, с самым широким обхватом в районе экватора, длина которого составляет суть более 40 тысяч км.
Известна даже средняя плотность планеты — 5518 кг на один кубический метр.
Стал известен также и возраст планеты. В соответствии с актуальными сейчас научными теориями Земля образовалась порядка 4,5-4,7 миллиардов лет назад, а возраст наиболее древних горных пород превышает 200 миллионов лет.
Теперь вы знаете точный размер планеты Земля, а также то, что она имеет форму эллипса, а не шара.
Как известно, форма Земли представляет собой шар. То есть она круглая. Но так было не всегда. Вернее, это сейчас мы знаем, какая наша планета. Раньше же древние народы по-разному представляли себе Землю. Для одних мы жили на острове, окружённом водой. Для других вообще не было конца и края планеты.
Более того, многие верили, что Земля плоская. Например, такое представление встречается в мифологии многих древних народов. Вдобавок, на ранних этапах развития буддизма и индуизма также прослеживается такой взгляд на форму Земли.
Модель плоской Земли
Идея о плоской планете прослеживается в очень древних работах учёных и философов. В то время астрономии как науки ещё не было. В представлениях людей преобладали философские взгляды. А они, в свою очередь, формировались из того, что человек мог видеть и наблюдать. По этой причине плоскость и рельеф Земли были ровными для человека.
Вероятно, что связано это с тем, что для наблюдателя планета видимость распространяется лишь на плоскости, которую может охватить взгляд. Лишь с большой по высоте точки человек может заметить кривизну поверхности Земли.
Горизонт с высоты
Разумеется, с развитием астрономии и изучением географии планеты данное мировоззрение стало неактуальным. Его, как мы знаем, признали ошибочным. А шарообразный вид получил весомые доказательства. Тем самым официально мы живем на круглой планете.
Итак, характеристика земного шара включает в себя: форму, плотность, возраст, вес и массу, климат и температуру и др.
Как известно, цвет Земли — голубой. Это связано, с присутствием воды на поверхности.
Земля из космоса
Теория формы Земли в древности
В древности также существовало предположение о шарообразности планеты.
Стоит отметить, что ранее над учёными, верившими в это смеялись. Более того, их преследовала церковь. Кстати, религия долго не хотела мириться даже с обоснованным фактом вида Земли.
Несмотря на то, что ещё Пифагор за несколько веков до нашей эры считал, наш голубой дом шаром. Затем Аристотель на основе наблюдений за лунными затмениями пришёл к выводу о круглой виде планеты.
Помимо этого, известный астроном-учёный Эратосфен вычислил радиус земного шара. Вопросом о том, какая форма у Земли задавался и Исаак Ньютон. Но он предлагал идею об эллипсоидном виде.
Эратосфен
Но только с появлением общей модели Вселенной это стало общепринятым фактом. Тем более сейчас есть множество доказательств этому.
Какая у Земли форма: современная теория
Сейчас астрономия сходится на факте шарообразности. Однако это действительно при нулевом приближении. Что уместно при решении задач, где точность расчётов не больше 0,5%.
На самом деле наша планета не идеальный шар. Потому как она немного сплюснута у полюсов. Это связано с её суточным вращением. Таким образом высота материков разная, и форма поверхности искажена.
Северный полюс Земли Южный полюс Земли
Довольно часто при описании формы планеты используют эллипсоид вращения или геоид (поверхность нормальная силе тяжести).
Сегодня мы можем наблюдать за нашим домом из космоса. Таким образом мы видим его внешний вид. К тому же представляем наше место, по крайней мере, в Солнечной системе. В любом случае, это наш родной дом. И поэтому людей всегда интересовало всё, что его касается.
Общество Плоской Земли
Несмотря на современные научные доказательства и достижения существуют те, кто верит в земную плоскость. Более того, есть даже специальное Общество плоской Земли. Очевидно, что в него входят приверженцы данного взгляда.
Убеждения общества:
На удивление, люди, верящие в это, приводят свои доказательства происходящему. Даже прибегают к Библии. Спорить с ними бесполезно. Здесь, как говорится, кто во что верит.
И после сего видел я четырех Ангелов, стоящих на четырех углах земли, держащих четыре ветра земли, чтобы не дул ветер ни на землю, ни на море, ни на какое дерево.
Однако отрицание науки это всего лишь противоположное представление на окружающий мир. Нельзя насильно заставить человека принять её. Но обоснованные и установленные факты на лицо.
Голубая планета Солнечной системы-это наш родной дом. Она богата по своему химическому составу. А ресурсы нашей планеты до сих пор не до конца изучены. Хотя человечество научилось их использовать в своей жизнедеятельности.
В июне 2010 года Европейское космическое агентство показало первые подробные геологические карты нашей планеты, также мир впервые увидел, какая форма у Земли на самом деле. Все это стало возможным благодаря исследовательскому спутнику GOCE, который запустили на орбиту в 2009 году.
Понятие геоида было введено в 1873 году немецким математиком Иоганном Листингом с целью характеристики формы Земли, ведь она не является сферической, а сплющенная с полюсов. За мнимую поверхность геоида было взято уровень океана в “состоянии покоя” и гипотетически продолжено его под поверхностью материков, в результате, ученые получили идеальную фигуру – эллипсоид. Эта, довольно гипотетическая фигура, и до сих пор используется в геодезии. Однако, в новейшие времена стало понятно, что гравитационное поле Земли не является однородным. Сначала, какие-то отклонения от эллипсоида считали местными гравитационными аномалиями, однако с развитием систем спутниковой навигации и глобального позиционирования (GPS) стало понятно, что “местные” аномалии носят планетарный характер! К примеру, приборы GPS на борту самолета или корабля во время движения показывают колебания высоты, хотя она реально неизменна. Это вызывается тем, что в программу навигационного спутника за точку отсчета была заложена гипотетическая поверхность эллипсоида с центром масс Земли, а усиление или ослабление силы притяжения, которое существует в реальности, и приводит к отклонению в показаниях приборов GPS. Более того, по разной интенсивности силы тяжести, предметы, свободно падают, отклоняются от классической перпендикулярной эллипсоида линии, однако, движутся по перпендикулярной траектории именно к поверхности геоида.
GOCE в своем инструментарии содержит сверхточный градиометр с тремя парами платиновых акселометров, которые способны зафиксировать малейшие колебания, вплоть до одной десятитриллионной доли гал (1 гал = 1 м / с2 – мера ускорения), В гравитационном поле Земли. Для картирования изменений силы тяжести, спутник вращается на экстремально низкой орбите – всего 254,9 км, проходя через опасные полярные области. На такой высоте сила трения разреженной атмосферы замедляет движение GOCE, поэтому для того чтобы поддержать скорость и не сойти с орбиты, в спутнике есть система ускорения – ионный двигатель, который время от времени выстреливает струей сжатого инертного газа ксенона.
Как оказалось, благодаря работе GOCE, геоид не только не имеет той идеальной формы эллипсоида, а вообще похож на “увядшее и сморщенное за зиму яблоко” со своими выступлениями и впадинами… Анализ данных показал, что гравитационное поле Земли имеет три огромных участка с повышенной силой притяжения: Северная Америка, Индия и Гималаи, а также Южный Тихий океан с Антарктидой. Самый высокий уровень гравитации установлен в северной части Индийского океана и на полуострове Индостан, где уровень поверхности океана более чем на 100 м ниже плоскости эллипсоида! Одновременно, существует и три участка со слабой гравитацией – это Северная Атлантика с Европой, Океания с Австралией и Южным Индийским океаном. Самый низкий уровень силы земного притяжения существует над Исландией и Папуа-Новой Гвинеей – уровень океанических вод здесь возвышается примерно на 80 м над плоскостью поверхности эллипсоида.
Результаты полученные зондом еще нужно проработать, однако уже сейчас становится ясно, что неоднородность гравитационного поля Земли играет едва ли не ключевую роль в циркуляции океанических течений, причем как горизонтальных, так и вертикальных. Ученые также надеются усовершенствовать существующие модели изменения климата будущего, ведь теперь они получили точный инструмент прогнозирования динамики льда в полярных районах. Кроме того, зная уровень океана, который обусловлен земной гравитацией, а не только приливами и отливами, возникающие под действием притяжения Луны, океанологам и экологам будет гораздо проще отслеживать его изменения. В целом эта миссия во многих аспектах поспособствует развитию науки о Земле, а также коммерчески окупится.
В стремлении «открыть истинную форму Земли» комментаторы распространяют такой же миф с изображением «геоида», достоверность которого находится на уровне «плоской Земли». Скажу сразу: Земля — это действительно геоид, а с изображением все немного сложнее.
Эволюция взглядов на форму Земли
Об этом было сказано уже тысячу раз, но без упоминания всех морально устаревших концепций наше повествование было бы неполным. Итак:
Современная наука о форме Земли
Не успело общество свыкнуться с мыслью о шарообразности Земли, как Ньютоном была впервые высказана мысль об эллипсоидной форме нашей планеты, доказанная впоследствии множеством видных ученых.
Планета Земля немного сплюснута с полюсов из-за своего суточного вращения, однако шарообразная модель хорошо подходит для решения большинства задач, не требующих сверхвысокой точности.
Современные мифы и фейки о форме Земли
В самом начале своего ответа я упоминала современный миф о «реальной» модели Земли. Да, это действительно самая современная модель, но это математическая гравитационная модель, отражающая силу тяжести Земли в разных её точках, где синие участки — места слабого гравитационного воздействия, а красные — сильного. Это не «реальная форма Земли» и не «форма Земли без океанов».
Отмечу также, что до сих пор есть сторонники идеи «плоской Земли», достаточно активно доказывающие правоту своей позиции. Более экзотической концепцией является теория о «Земле в форме чаши».
Эволюция представлений о Земле
Представления людей о том, что из себя представляет окружающий нас мир, менялись на протяжении всей истории человечества. Можно привести в пример:
Какой формы Земля
Вопреки распространенному убеждению, Земля не является шарообразной как глобус. Разница между экваториальным и полярным радиусами Земли составляет около 21 километра. Конечно, в масштабах размеров планеты она очень мала, но, тем не менее, это наглядно позволяет убедиться в сказанном выше.
На что похож геоид
Стоит заметить, что гипотеза плоской Земли не умерла. По сей день существуют люди, отвергающие научные представления и искренне считающие Землю плоской. Но это уже другая история.
Думаю, не секрет для вас, что Земля имеет круглую форму. Это слышали все, буквально с того момента, как начали интересоваться миром вокруг. Лично я, тоже всегда думал, что она имеет форму идеального шара и все планеты такие же. Но в один прекрасный день, после школы, моя дочь, как всегда начала рассказывать всякие умности, которые она узнала. Они как раз проходили на географии тему литосфера.Тут начался жаркий спор по поводу того, какую форму имеет наша планета. Я утверждал она круглая, дочь говорила что вовсе не круг. Далее решили поискать в интернете и мне на самом деле стало стыдно. Так впервые победила моя малышка. Хочу теперь поделиться с вами приобретёнными знаниями.
Какую форму имеет Земля
С того момента как человек получил доступ в космос, ему открылись невообразимые возможности для исследования. Практически сразу, закрыли вопрос формы нашей Земли. В основном, все ученные стремятся обобщить и приблизить форму к какой-то определённой фигуре. Если быть совсем точным, наша Земля просто неправильной формы, которую описать невозможно, так как она постоянно изменяет её.
Какой Земля казалась людям раньше
Самыми причудливыми и невероятными формами описывали планету раньше:
Поверхность Земли, представляющую сложное сочетание неровностей суши и океанов, называют физической или топографической поверхностью. На форме Земли существенно сказалось ее вращение вокруг своей оси. Разная удаленность приэкваториальных и приполярных ее частей от оси вращения образуют и разную по величине центробежную силу. В этом случае Земля должна была приобрести форму эллипсоида вращения с малой осью, совпадающую с земной осью. Однако на форме Земли сказалось также влияние силы тяжести, ввиду неравномерного распределения масс, слагающих земную кору, что вызвало отклонения направления силы тяжести в разных ее точках от направления к центру Земли.
За наиболее приближенную фигуру Земли принимают фигуру, определяемую уровенной поверхностью Мирового океана в состоянии полного покоя и равновесия и мысленно продолженной под материками, которая называется геоидом (землеподобный). Поверхность геоида не является геометрически правильной фигурой, так как внутреннее строение Земли неоднородно и направление силы тяжести не совпадает с направлениями при однородном строении Земли. Поэтому уровенная поверхность, оставаясь в каждой точке перпендикулярной отвесным линиям, приобретает сложную, изменяющуюся, неправильную геометрическую форму.
Наиболее близкой геометрической фигурой к геоиду является эллипсоид. Эллипсоидом называется фигура, образованная вращением эллипса вокруг его малой оси. Малая ось эллипсоида совпадает с полярной осью Земли. Нормали эллипсоида и отвесные линии геоида не совпадают и образуют угол в точках Земли (уклонение отвесной линии в среднем составляет 3–4″). Отступление поверхности геоида от поверхности эллипсоида составляют в среднем 50 м и не превосходят 150 м. Такие расхождения столь незначительны по сравнению с размером Земли, что на практике её форму принимают за эллипсоид, который называется – земным эллипсоидом.
Установление размеров земного эллипсоида, наиболее близко подходящего по своей форме и размерам к фактической фигуре Земли, имеет важное значение для создания точных топографических карт.
В России за основу при создании топографических карт и определении координат геодезических пунктов принят – эллипсоид Красовского, размеры которого были получены в 1940 году. В США, Канаде, Мексике, Франции принят эллипсоид Кларка (Англия) рассчитанный в 1880 году.
Ф. Н. Красовский (1878–1948г.г.), советский ученый геодезист, под руководством которого в результате научной обработки огромного материала измерений были получены новейшие, более точные данные о размерах земного эллипсоида. Размеры земного эллипсоида:
а) большая (экваториальная) полуось – 6 378 245 м;
б) малая (полярная) полуось – 6 356 863 м.
Из этих данных видно, что ось вращения Земли короче диаметра земного экватора примерно на 43 км. Поэтому для ряда практических задач, не требующих особой точности, фигуру Земли принимают за шар, радиус которого равен примерно 6 371 км.
На земном шаре различают следующие основные точки и линии:
1) Концы земной оси, вокруг которой происходит суточное вращение Земли, называется – географическими полюсами (северный и Южный).
2) Плоскость, перпендикулярная к оси вращения Земли и проходящая через её центр, называется – плоскостью земного экватора. Эта плоскость пересекает земную поверхность по окружности, называемой – экватором. Плоскость экватора делит Землю на два полушария: северное и южное.
3) Линии пересечения земной поверхности плоскостями, параллельными плоскости экватора, называются – параллелями, а линии пересечения поверхности Земли вертикальными плоскостями, проходящими через земную ось – меридианами.
4) Сетка, образованная пересечением меридианов и параллелей, называется – географической сеткой.
Приобретают такую форму и каменистые объекты, имеющие, по очень грубым оценкам, хотя бы 600 км в поперечнике и массу как минимум 0,01% от массы нашей планеты. Но дальше начинаются детали и тонкости.
Во-первых, вращение Земли создает центробежную силу, причем на экваторе она выше, чем у полюсов. Из-за этой разницы планета оказывается чуть сплюснута и ее диаметр, проходящий через экватор, становится на 43 км больше. Если бы всю ее целиком покрывал бескрайний океан, то он образовывал бы чуть вытянутый эллипсоид, и эта фигура более точно соответствует действительной форме Земли. Но это только во-первых.
Во-вторых, масса распределена по поверхности нашей планеты не совсем равномерно. Как правило, литосферные плиты материков толще, чем океанические. Высокие горы и глубокие впадины, мощные рудные отложения – все это создает слабые аномалии, участки, в которых гравитационное поле оказывается чуть сильнее или слабее обычного. Гравитационные аномалии обнаруживают по их влиянию на высоту полета спутников, работающих на околоземной орбите.
Например, два одинаковых зонда миссии GRACE облетали планету около 15 лет, проходя над каждым участком поверхности раз в месяц и с ювелирной точностью отслеживая расстояние друг до друга. Пролет над любой гравитационной аномалией вызывал небольшие изменения их положения, и собранные при этом данные позволили составить самую детальную карту гравитационного поля Земли и уточнить ее форму. Такая поверхность называется геоидом: в отличие от ровного эллипсоида его высота в каждом участке определяется точным балансом между центробежной силой и локальной гравитацией.
Из чего состоит наша планета: строение Земли в разрезе
В ХХ веке путем многочисленных исследований человечество раскрыло тайну земных недр, строение земли в разрезе стало известно каждому школьнику. Для тех, кто еще не знает, из чего состоит земля, каковы ее основные слои, их состав, как называется самая тонкая часть планеты, мы перечислим ряд значимых фактов….
Форма и размеры планеты Земля
Вопреки всеобщему заблуждению наша планета не круглая. Ее форма называется геоид и представляет собой слегка сплюснутый шар. Места, у которых земной шар сдавлен, называются полюсами. Через полюса проходит ось земного вращения, наша планета совершает один оборот вокруг нее за 24 часа земные сутки.
Посередине планету опоясывает экватор – воображаемая окружность, разделяющая геоид на Северное и Южное полушария.
Кроме экватора, существуют меридианы окружности, перпендикулярные экватору и проходящие через оба полюса. Один из них, проходящий через Гринвичскую обсерваторию, называют нулевым – он служит точкой отсчета географической долготы и часовых поясов.
К основным характеристикам земного шара можно отнести:
Итак, наша планета представляет собой своеобразный эллипс геоид, вращающийся вокруг своей оси проходящей через два полюса – Северный и Южный.
Центральная часть геоида опоясана экватором – окружностью разделяющей нашу планету на два полушария. Для того, чтобы определить, каков радиус земли, используют половинные значения его диаметра у полюсов и экватора.
А теперь о том из чего состоит земля, какими оболочками она покрыта и каково строение земли в разрезе.
Земные оболочки
Основные оболочки земли выделяют в зависимости от их содержимого. Так как наша планета имеет форму шара, ее оболочки, удерживаемые силой тяжести, называются сферами. Если посмотреть на строение земли в разрезе, то можно увидеть три сферы:
По порядку (начиная от поверхности планеты) они располагаются следующим образом:
Кроме того, выделяют и биосферу включающую в себя все живые организмы, которые заселяют другие оболочки.
Важно! Многие ученые население планеты относят к отдельной обширной оболочке под названием антропосфера.
Земные оболочки – литосфера, гидросфера и атмосфера – выделены по принципу объединения однородной составляющей. В литосфере – это твердые породы, почва, внутреннее содержимое планеты, в гидросфере – вся ее вода, в атмосфере – весь воздух и другие газы.
Атмосфера
Атмосфера – газовая оболочка, в ее состав входят: кислород, азот, углекислый, газ, пыль.
По содержанию кислорода, температуре всю атмосферу разделяют на несколько основных слоев:
Внимание! В стратосфере на высоте порядка 20-25 км находится тонкий слой озона, предохраняющий все живое на планете от губительных для него ультрафиолетовых лучей. Без него все живое бы очень скоро погибло.
Атмосфера – земная оболочка, без которой жизнь на планете была бы невозможна.
Она содержит в себе необходимый для дыхания живых организмов воздух, определяет подходящие погодные условия, защищает планету от негативного влияния солнечной радиации.
Атмосфера состоит из воздуха, в свою очередь воздух приблизительно на 70% состоит из азота, 21% кислород, 0,4% углекислый газ и остальные редкие газы.
Кроме этого, в атмосфере есть важный озоновый слой, примерно на высоте 50 км.
Гидросфера
Гидросфера все жидкости на планете.
Данная оболочка по месторасположению водных ресурсов и степени их солености включает:
Важно! Огромное количество пресной воды на настоящее время находится в виде льда – на сегодняшний день в зонах вечной мерзлоты в виде ледников, огромных айсбергов, постоянного не тающего снега, содержится около 34 млн. км3 запасов пресной воды.
Гидросфера – это, прежде всего, источник пресной питьевой воды, один из основных климатообразующих факторов. Водные ресурсы используются в качестве путей сообщения и объектов туризма и рекреации (отдыха).
Литосфера
Литосфера это твердые (минеральные) слои земли. Толщина данной оболочки составляет от 100 (под морями) до 200 км (под континентами). Литосфера включает в себя земную кору и верхнюю часть мантии.
То, что расположено ниже литосферы, является непосредственно внутренним строением нашей планеты.
Плиты литосферы преимущественно состоят из базальта, песка и глины, камня, а также грунтового слоя.
Схема строения земли вместе с литосферой представлена следующими слоями:
Важно! Среди узкого круга ученых, помимо классической модели с полурасплавленным тяжелым ядром, существует и теория о том, что в центре планеты располагается внутреннее светило, окруженное со всех сторон внушительным слоем воды. Данная теория, кроме небольшого круга приверженцев в научной среде, нашла широкое распространение в фантастической литературе. Примером может послужить роман В.А. Обручева «Плутония», повествующий об экспедиции русских ученых к полости внутри планеты с собственным небольшим светилом и миром вымерших на поверхности животных и растений.
Такая общепринятая схема строения земли, включающая земную кору, мантию и ядро, с каждым годом все более и более совершенствуется и уточняется.
Так, например, для того, чтобы узнать точно, сколько километров до внешней части ядра, понадобятся еще годы научных изысканий.
На данный момент наиболее глубокая шахта в земной коре, прорытая человеком составляет около 8 километров, поэтому изучение мантии, а тем более ядра планеты, возможно лишь в теоретическом разрезе.
Послойное строение Земли
Изучаем из каких слоев состоит Земля внутри
Вывод
Рассмотрев строение земли в разрезе, мы убедились в том, насколько интересна и сложна наша планета. Изучение ее строения в будущем поможет человечеству разобраться в загадках природных явлений, позволит более точно прогнозировать разрушительные стихийные бедствия, открывать новые, пока не разработанные месторождения полезных ископаемых.
Представление человека о строении планеты, о звездах и солнце формировалось на протяжении возникновения и смены цивилизаций. До современников дошли труды египетских ученых и более ранние факты, свидетельствующие о том, что люди пытались выяснить, на какой планете живут.
Древние вопросы
Какую форму имеет Земля, ее размеры и расстояние до других объектов солнечной системы?
Сейчас многие факты, которые ранее были недоступны, известны в мельчайших подробностях. Освоив космическое пространство, человечество знает, как выглядит Земля в целом.
Форма земли
Самым интересным и спорным до некоторого времени вопросом, была форма и размеры Земли. Во времена Античности и Средневековья за предположения о шарообразной форме ученые изгонялись и даже подвергались казни. Сейчас этим фактом не удивить даже маленького ребенка.
Современные исследования
Форма планеты досконально была изучена лишь в середине 20 века, когда спутники из космоса смогли прислать снимки с красотами планеты. Кроме того, что она имеет голубой вид сверху, стало понятно, что она не идеальной сферической формы. Какие же изменения произошли после этого в определении понятий форма и размеры Земли?
Планета с полюсов немного сплюснута. Ее форму определяют с точностью астрофизики и математики, геодезисты и космонавты. Эти данные нужны для точности расчетов, но обычным обывателям достаточно знать, что наша планета это шар.
Физические фигуры
Физики выделяют две фигуры похожие на форму планеты, это геоид и эллипсоид. Геоид, так называется форма Земли в общепринятом варианте, а вот эллипсоид служит идеальным показателем в математических формулах для описания планеты. Вращение, описанное с помощью эллипсоида, получается правильным, что с геодиом составляет огромные сложности.
Геоид и эллипсоид
Чтобы разобраться, почему же не получается идеальной формы шара, нужно знать физические законы. Один из них показывает, что при вращении планеты вокруг себя, возникает центробежная сила в районе экватора. Полюса такой силы не имеют, поэтому и образуется разница.
Внимание! В Индии люди предполагали, что они живут на плоскости, которую держат четыре слона, а под ними черепаха, плавающая в море. Уже тогда было представление о четырех концах света, которые и символизировали слоны.
Площадь планеты
Кроме формы, ученые сумели подсчитать общую площадь поверхности Земли. По официальным данным она составляет 510,072 млн. квадратных километров. Кажется, что это большая цифра, но большую часть (почти 70%) приходится на покрытые водой поверхности, этот объем составляют океаны, моря и реки. На сушу остается немногим больше 30%. В Квадратных километрах это 148,940 млн. Если разделить площадь поверхности, то есть ее материки и острова, на примерное количество человек, живущее на планете, то каждый из них получит по 0,02 км суши. Это уже совсем небольшая цифра. А еще стоит отметить, что в эти части суши входят и горные массивы и пустыни.
Площадь земли составляет 510,072 млн. кв. км. Внимание! В древности люди имели смутное представление, какую форму имеет Земля, но у них была богатая фантазия. Так, в Вавилоне жители были уверены, что они живут на части большой горы, а сверху – твердый купол – небо.
Первооткрыватель известных фактов
Что планета круглая не остается сомнений, но кто/доказал это утверждение раньше всех? Первым определил размеры Земли математик из Древней Греции по имени Эратосфен из города Сиена. Ученый долго наблюдал за Солнцем, и обратил внимание на тот факт, что если в одной части планеты (в Сиене) солнце в зените, то в другой ее части (в Александрии) оно отклоняется на определенный угол. Астрономическими инструментами, которыми располагал Эратосфен в 3 веке нашей эры, помогли ему зафиксировать угол в день летнего солнцестояния. Свои замеры ученый проводил на протяжении нескольких лет. Эратосфен произвел необходимые вычисления, основываясь на предположении, что эти два города лежат на одном меридиане, получил окружность земного шара, в переводе на километры современной величины равна 6278. Эта цифра очень близка к истинному значению, с ее помощью можно узнать расстояние до центра Земли, учитывая, что ученый не мог точно измерить расстояние между городами, в его времени это осуществлялось по скорости каравана верблюдов. Его расчеты оказались чуть менее точными, потому что в реальности радиус окружности Земли составляет 6371 километр или, отвечая на вопрос, какой диаметр, он равен 12 743 км.
Эратосфен
Последователи ученого
Кроме Эратосфена, и другие ученые в разные времена пытались сделать свое открытие и уточнить окружность планеты, тем самым определить расстояние до центра Земли. Одним из таких деятелей был голландец Сибелиус. В его руках был более современный для того времени прибор – теодолит. Произошло это в 17 веке. Еще до Сибелиуса, в 9 веке ученые пытались определить размер земного шара по градусам. Но такие измерения были трудоемкими и почти невыполнимыми, так как сталкивались с проблемами горных вершин, рек, озер и селений. То есть, по пересеченной местности выполнить линейные измерения в точности не представлялось возможным. Лишь в 17 веке, с изобретением метода триангуляции эта проблема была решена.
Способ строится на построении треугольников и измерении базиса каждого из них.
Важно! В 19 веке и русские ученые приняли участие в измерение земного шара. Исследования проходили в Пулковской лаборатории под чутким руководством В. Я. Струве.
Радиус планеты
В 17 веке многие ученые вели дискуссии на тему разницы земного притяжения в разных точках планеты. Вскоре проявилось достаточно фактов, что действительно притяжение ближе к северному полюсу снижается. Причиной этому могло стать лишь сжатие полюсов. Сейчас точно известно, что расстояние до центра Земли короче всего именно у полюсов. Подтвердить эту гипотезу отправились две экспедиции. Одна должна была подсчитать полярный радиус, другая – экваториальный. Происходили эти события в 1735-36 годах. Тогда же было доказано, что радиус полюсов длиннее, чем экваториальный. Позже исследования в этой области продолжались и сейчас известна точная цифра расхождения между двумя радиусами, это /длина/ равна 21,4 км.
Радиус земли
Точные значения окружности и радиусы земного шара:
Внимание! О том, что форма планеты не позволяет ей на чем-то стоять, люди задумались уже к 7 веку до нашей эры. Тогда они заметили, что солнце постоянно исчезает и появляется, а к этому светилу относились с большим почтением, если не боялись его.
Предел точности
Параметры планеты не зафиксированы окончательно. С каждым годом ученые проводят все новые методы и способы исследования окружности, площади и прочих параметров. Оказывается, что используя самые передовые технологии можно получать разные данные. Например, диаметр окружности у Земли, посчитанный в 2000-м году отличается на 5 мм от тех данных, что получили в 2007 году. Это не говорит о непрофессионализме ученых или о сжатии Земли, скорее всего, наука идет по пути прогресса, и вводятся более точные приборы для измерения, так что ширина, как и другие параметры, может варьироваться со временем.
Современные лаборатории используют следующие методы в своих исследованиях:
Центр планеты
Еще один не менее любопытный момент, так это расстояние до центра планеты. Эта цифра также известна достаточно точно – 6371,3 км. Многие помнят, что в основе планеты есть ядро. Расстояние до него еще меньше, примерно 2900 км. Преодолеть расстояние до центра Земли не под силу ни одному человеку. Температура ядра очень высока, эта цифра доходит до 5000 градусов.
Внимание! Внутри планеты огромное давление, поэтому, даже предположив, что кто-то из живущих преодолеет расстояние до центра, его там разорвет на частицы.
Форма, размеры и движение Земли | География 6 класс #4 | Инфоурок
Сегодня хочу поделиться откровением. Для меня это стало откровением, пришедшим во время особого состояния сознания несколько лет назад в ответ на вопрос о форме нашей планеты. Потом Ас находил уже подтверждения этой информации. Сразу оговорюсь, что не посягаю на чужие верования о мироустройстве, а просто делюсь тем, в чём уверен сам, и привожу тому аргументы.
Итак, ровно так же, как универсальной формой во Вселенной является ТОР (это обосновано в одной моей старой статье: http://proza.ru/2012/09/09/534 ) — ровно так же и форма нашей планеты имеет ТОРоидальную, и даже полую структуру.
Называли это внутреннее пространство по-разному: Агарта, Шамбала, Тартар, Аид ещё многими именами, но мне нравится русское: Артания. То есть по-нынешнему, по понятному нам Артания означает Глубинная Земля, Подземье.
Итак устройство планеты и «гравитацию» на ней и внутри неё Ас кажется доходчиво объяснил. Что ещё можно сказать?
Буду рад услышать аргументы (и за и против) и факты, и ответить на вопросы.
P.S. от 21.01.2018 А вот и сторонние подтверждения: воронки-дыры в полюсах: https://www.youtube.com/watch?v=4CdYgfUYPIo https://www.youtube.com/watch?v=px0dzNgb9co https://www.youtube.com/watch?v=duVAQgkbH9w https://www.youtube.com/watch?v=z2q3TUhSP-Q https://www.youtube.com/watch?v=P5zF36Nzx3g
К сожалению сайт Проза-ру часто блокирует активные ссылки. Чтобы связаться со мной, пишите в комментах, или скопируйте ссылки моих контактов и вставьте её в адресную строку Вашего браузера, если Вы пользуетесь компьютером. Для перехода по ссылке со смартфона, выделите её длительным касанием, а в открывшемся меню выберите пункт «открыть».
Фо́рма Земли́ — термин для обозначения формы земной поверхности. В зависимости от определения фигуры Земли устанавливаются различные системы координат в геодезии.
Содержание
История
Через 200 лет Аристотель доказал это, ссылаясь на то, что во время лунных затмений тень Земли всегда круглая.
То, что форма Земли должна отличаться от шара, впервые показал Ньютон. Он предположил, что она имеет форму эллипсоида и предложил следующий мысленный эксперимент. Нужно прокопать две шахты: от полюса до центра Земли и от экватора до центра Земли. Эти шахты заливаются водой. Если Земля имеет форму шара, то глубина шахт одинакова. Но на воду в экваториальной шахте действует центробежная сила, в то время как на воду в полярной шахте — нет. Поэтому для равновесия воды в обеих шахтах необходимо, чтобы экваториальная шахта была длиннее. [3]
Современные представления
100 метров, а на западе Тихого — поднята на
В нулевом приближении можно считать, что Земля имеет форму шара со средним радиусом 6371,3 км. Такое представление нашей планеты хорошо подходит для задач, точность вычислений в которых не превышает 0,5 %. В действительности Земля не является идеальным шаром. Из-за суточного вращения она сплюснута с полюсов; высоты материков различны; форму поверхности искажают и приливные деформации.
В геодезии и космонавтике для описания фигуры Земли обычно выбирают эллипсоид вращения или геоид. С геоидом связана система астрономических координат, с эллипсоидом вращения — система геодезических координат.
Если бы Земля была целиком покрыта океаном и не подвергалась приливному воздействию других небесных тел и прочим подобным возмущениям, она имела бы форму геоида. В действительности в различных местах поверхность Земли может значительно отличаться от геоида. Для лучшей аппроксимации поверхности вводят понятие референц-эллипсоида, который хорошо совпадает с геоидом только на каком-то участке поверхности. Геометрические параметры референц-эллипсоидов отличаются от параметров среднего земного эллипсоида, который описывает земную поверхность в целом.
На практике используется несколько различных средних земных эллипсоидов и связанных с ними систем земных координат.
Земля — это планета Солнечной системы: третья по степени удаленности от Солнца, пятая по массе и самая плотная.
Вместе с Меркурием, Венерой и Марсом Земля является планетой земной группы. Это единственное известное людям место в Солнечной системе, галактике Млечный путь и Вселенной с пригодными для существования живых организмов условиями.
Условия для жизни сохраняются благодаря озоновому слою и магнитному полю планеты. Вместе они создают мощный барьер для агрессивной солнечной радиации.
Земля имеет форму сплюснутого эллипсоида со средним диаметром в 12742 км, окружностью в 40000 км. Поскольку планета постоянно вращается, ее экваториальный диаметр больше полярного на 43 км: разница обусловлена силами тяготения. Площадь земной поверхности составляет 510 072 тысячи квадратных километров.
Внутреннее строение представляет собой совокупность трех слоев: коры, вязкой мантии и металлического ядра. При этом внутренняя часть ядра твердая, а внешняя — жидкая.
Поверхностные слои планеты вместе с нижними слоями атмосферы образуют биосферу — пространство, пригодное для жизни людей, животных, растений.
Внешняя оболочка — атмосфера — имеет газовый состав, включает кислород, азот, следовые количества водяного пара. Она определяет погоду на поверхности планеты, регулирует круговорот воды, перенос тепла, циркуляцию воздушных масс.
Как изменялись представления о форме Земли
В те времена, когда у людей не было мощных телескопов, искусственных спутников и космических кораблей, им приходилось строить догадки относительно формы Земли, ее положения и размеров.
Так, жители древней Месопотамии считали, что профиль планеты напоминает бутерброд: нижним слоем, по их мнению, было темное подземное царство, центральным — плоская как лепешка Земля, а верхним — небо.
Египтяне думали, что наша планета — квадрат, 4 столба в углах которого поддерживают небо. Древние скандинавы описывали модель гигантского дерева Иггдрасиль, на одной из ветвей которого расположен человеческий мир. А первые греческие философы были уверены, что Земля — это плоский остров, дрейфующий по водам мирового океана.
Первые мысли о шарообразности Земли были озвучены в 500 году до нашей эры греческим мыслителем Пифагором. Позже — в 350 году — эту мысль подхватил и попытался доказать Аристотель, в 250 году до нашей эры — Эрастофен. А в 150 году грек Кратет Малльский уже соорудил первый глобус, снабдив его простейшей системой координат — схематичным планом из параллельных дуг.
Догадки первых мыслителей строились на их наблюдениях за движением теней, появлением на небе Луны и Солнца, смене времен года. Настоящее развитие астрономии стало возможным только с появлением первых телескопов в начале 17 века.
В 1609 году итальянский ученый Галилео Галилей создал первый в мире телескоп и принялся изучать Луну. Его наблюдения показали, что:
Галилей сформулировал гелиоцентрическую теорию, подтвердил шарообразность Земли, смог дать научное обоснование принципам ее вращения вокруг собственной оси и движению относительно Солнца.
Доказательства шарообразности Земли
Веками размышляя о форме нашей планеты, люди привели немало доводов в пользу ее шарообразности. Основными из них считаются:
Убедительное доказательство — центр тяжести. У сферического предмета он находится в ядре. Как следствие, все предметы с поверхности притягиваются вертикально к ядру. Если бы планета являлась плоской, имела форму диска, то гравитация тянула бы все к его центру, и вещи падали бы не вниз, а вбок.
Орбитальное вращение
Земля вращается вокруг единственной звезды Солнечной системы по эллиптической орбите, плоскость которой называется плоскостью эклиптики.
Понятие эклиптики существовало еще во времена Древней Греции. Сам термин произошел от греческого слова «затмение».
Между осью планеты и плоскостью эклиптики существует угол величиной 66,5 градуса. При этом ось в течение года постоянно перемещается в пространстве по параллельным линиям относительно самой себя.
Наклон оси к плоскости и ее движение обуславливают существование 5 поясов освещения, которые отличаются друг от друга:
В географии пояса освещения выполняют роль основы зонального дифференцирования географической оболочки.
Рене Декарт, 1675-1703, гравюра Жака Любена по портрету Франса Хальса © The Trustees of the British Museum
Обложка «Начал натуральной философии» Ньютона.
Мадам дю Шатле за своим столом, 18 в., Морис Кантен де Ла Тур
Экспедицию Луи Годен предложил сюда: в район Кито (тогда вице-королевство Перу).
примерно такие измерения планировал Луи Годен
Эратосфен, обучающий в Александрии (1635 г., Бернардо Строцци, Музей Изящных Искусств Монреаля)
Если вам кажется, что Сиена и Александрия не лежат на одном меридиане, то вы совершенно правы. Но Эратосфен за 300 лет до нашей эры об этом знать не мог.
Примерно так Эратосфен определял разность широт между городами (исходный вариант картинки лежит на http://www.classichistory.net/archives/eratosthenes-circumference-of-earth )
Иллюстрация из книги Ж.Рише, где он описывает свои маятниковые эксперименты. Интерьер астронома: маятниковые часы, астролябия, секстант (вроде бы), глобус.
Маятниковый гравиметр (маятник Катера), конструкция начала XIX века. Потомок маятниковых экспериментов Рише.
Земля невероятно красива и разнообразна. Она кажется нам настолько родной и привычной, что порой мы даже не осознаем ее уникальности. Наша планета — единственное астрономическое тело в обозримой Вселенной, где зародилась и существует жизнь. Ученые до сих пор пытаются найти ответ на вопрос, когда и почему это произошло именно на Земле.
Представление о форме Земли Древних индийцев
Представление о Земле и Вселенной во времена Гомера
Рассчёты Эратосфена Киренского
Представления европейцев о форме Земли в Средневековье
«Земное яблоко» Мартина Бехайма
Размеры и форма Земли. Эллипсоид вращения
Геоид
Угол падения солнечных лучей на Землю
Модель плоской Земли
Горизонт с высоты
Земля из космоса
Эратосфен
Северный полюс Земли 
Южный полюс Земли
Плоская Земля (изображение)
Вопреки всеобщему заблуждению наша планета не круглая. Ее форма называется геоид и представляет собой слегка сплюснутый шар. Места, у которых земной шар сдавлен, называются полюсами. Через полюса проходит ось земного вращения, наша планета совершает один оборот вокруг нее за 24 часа земные сутки.
Атмосфера – земная оболочка, без которой жизнь на планете была бы невозможна.
Литосфера это твердые (минеральные) слои земли. Толщина данной оболочки составляет от 100 (под морями) до 200 км (под континентами). Литосфера включает в себя земную кору и верхнюю часть мантии.
Такая общепринятая схема строения земли, включающая земную кору, мантию и ядро, с каждым годом все более и более совершенствуется и уточняется.
Форма земли
Геоид и эллипсоид
Площадь земли составляет 510,072 млн. кв. км. Внимание! В древности люди имели смутное представление, какую форму имеет Земля, но у них была богатая фантазия. Так, в Вавилоне жители были уверены, что они живут на части большой горы, а сверху – твердый купол – небо.
Эратосфен
Радиус земли
