Фигура планеты земля


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±0.0006×1024 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.

Источник: NatWorld.info

Модели фигуры Земли

В Древней Греции ученый-географ Эратосфен Киренский (II век до н.э.) называл Землю «шаром», обладающим радиусом в 6290 км (длина экватора, согласно его данным, составляет 39501 км, при этом фактически такой показатель оказался меньше всего лишь на 574 км (40 075 км)).


Форма Земли изучалась и изучается на базе результатов геодезических измерений, а также измерений силы тяжести в разных точках земной поверхности. Некоторые величины, которые характеризуют ее фигуру и размеры, уточнены учеными, согласно данным искусственных спутников Земли.

Поверхность геоида. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Рисунок 1. Поверхность геоида. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Готовые работы на аналогичную тему

  • Курсовая работа Фигура Земли 440 руб.
  • Реферат Фигура Земли 280 руб.
  • Контрольная работа Фигура Земли 210 руб.

По причине того, что геоид обладает сложной и неправильной формой, с целью решения разных задач на поверхности Земли, потребуется подбор такой математически верной фигуры, которая оказалась бы близкой по своей форме к геоидной. Речь может идти об эллипсоиде вращения (то есть сфероиде). Земной эллипсоид считается трехосным эллипсоидом вращения и обладает следующими характеристиками:


  • его объем равнозначен объему геоида;
  • наблюдается совпадение его большой и малой осей непосредственно с плоскостью экватора (имеется в виду большая ось) и также осью вращения Земли (это малая ось);
  • минимальными будут отклонения его поверхности от Земли (т.е. – они не будут превышать 100÷150 м);
  • данный земной эллипсоид является строго определенных размеров и выступает как вспомогательная поверхность всем геодезическим и картографическим работам.

Каждая страна до 1964 г. ориентировалась на данные «своего» земного эллипсоида, и он назывался референц-эллипсоидом, выступая как образец. С 1946 г. для всех работ на территории бывшего СССР приняли референц-эллипсоид Красовского Ф.Н., чья разность полуосей составила 21 км 382 м.

Искусственные спутники для уточнения фигуры Земли

Форма Земли. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Рисунок 2. Форма Земли. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Искусственные спутники выступили помощниками при уточнении фигуры Земли и выявлении комплекса ранее неизвестных ее особенностей. Изначально ученые определили ее сжатие. Так, было установлено, что в условиях движения спутников по орбите, точки (самая максимально удаленная от Земли (апогей) и оптимально приближенная к ней) (перигей)) точки (их орбиты) не могут сохранять неизменное положение в отношении звезд (это было бы возможным при условии, что Земля обладала бы формой шара).


Как апогей, так и перигей не видны с Земли (если говорить об одном и том же времени и равных направлениях). Такие точки обходят вокруг Земли, их движение при этом оказывается тем быстрее, чем большим будет сжатие Земли и если плоскость орбиты спутника к плоскости земного экватора наклонена как можно меньше.

Когда известны величины смещения апогея (перигея) после каждого оборота, совершаемого Землей, среднее расстояние от центра Земли спутника, период, за который осуществляется его обращение вокруг нее, а также наклон его орбиты касательно плоскости земного экватора, сжатие Земли ученые могут легко определить.

Сжатый эллипсоид представляет правильное тело вращения. При этом иметь правильную фигуру может исключительно однородное (или имеющее равномерное распределение плотности) вращающееся тело, чья поверхность во всех точках будет находиться в перпендикулярном положении направлению силы тяжести. Действительно, массы в земной коре распределены неравномерным образом, что объясняет невозможность совпадения поверхности, перпендикулярной во всех точках отвесу (уровенной поверхности) с поверхностью эллипсоида. При этом оказывается различным и угол в разных точках, который образован указанными поверхностями.

Возможно проведение уровенных поверхностей бесчисленное множество раз, при этом будет исключаться их какие-либо совпадения или пересечения, отмечают ученые. Та из уровенных поверхностей, ближе всего подходящая к поверхности земного эллипсоида, будет называться геоидом.

Изменения формы геоида в фигуре Земли


Фигура Земли. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Рисунок 3. Фигура Земли. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

С прекращением провоцирующей отклонение силы, водная поверхность начинает быстро принимать положение уровенной, в то же время фиксируется сравнительно медленное выравнивание поверхности суши. Ta поверхность Земли, которую наблюдается нами, осложнена действием процессов внутренней и внешней направленности, она представляет собой физическую поверхность Земли.

Фигура геоида подвержена воздействию различных изменений, которые могут провоцировать:

  • изменения скорости вращения Земли;
  • перераспределение масс земного вещества.

Ученые в момент обработки результатов перемещения спутников по полярным орбитам, заметили следующие особенности:

  • выяснилось, что северное и южное полушария ассиметричны;
  • южное полушарие более сжато, имеется осевая впадина около южного полюса;
  • в северном полушарии наблюдается существование осевого выступа; северный полюс приподнят, сравнительно с южным, приблизительно на 30 м.

Фигура Земли обусловливает закономерное сокращение угла падения на ее поверхность солнечных лучей (в направлении полюсов от экватора). Это провоцирует убывание в таком же направлении объема солнечной энергии, которую получает поверхность. Размеры земного эллипсоида получены на основе показателей, полученных при геодезических съемках, проводимых на территории России, учитывая результаты градусных измерений, проводимых в других странах.


Источник: spravochnick.ru

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.

Форма Земли по Гомеру фото
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:


  • во время лунных затмений, каким бы боком не была повёрнута Земля, тень от неё на поверхности Луны всегда круглая, а ведь только шар может отбрасывать всегда круглую тень;
  • корабли, уплывая вдаль, не постепенно удаляются, оставаясь видимыми полностью, а почти мгновенно «тонут» за линией горизонта;
  • при поднятии горизонт расширяется;
  • при движении по меридиану видимые звёзды на небе меняются: некоторые звёзды можно увидеть из одних районов Земли, а в других они не видны никогда.
Доказательства шарообразности Земли по Аристотелю фото
Доказательства шарообразности Земли по Аристотелю

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 фото
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.

Средневековые представления о Земле фото
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.

  • Х. Колумб, пытаясь найти западный путь в Индию, открыл Новый Свет (Америку) в 1497 г.
  • Васко-да-Гама проложил путь в Индию вокруг Африки (1497).
  • Ф. Магеллан и его команда осуществили первое кругосветное плавание (1519-15220).

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.

Первый глобус фото
«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.

<!— Реклама —>

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.

Земля - эллипсоид вращения фото
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 фото
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:

  • экваториальный радиус – а=6378,2 км;
  • полярный радиус – b=6356,8 км;
  • полярное сжатие — (a-b):а =1/298;
  • длина меридиана – 40008,5 км;
  • длина экватора – 40075,7 км;
  • площадь поверхности Земли – 510 млн. км².

Размеры и форма Земли: эддипсоид Красовского фото

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.

  1. Фотографии и измерения из Космоса с искусственных спутников Земли с разных расстояний и точек траекторий полётов.
  2. Градусные измерения по поверхности Земли.
  3. Лунные затмения.
Размеры и форма Земли: снимок из космоса фото
Снимок Земли из Космоса

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 фото
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:

  1. Какова форма Земли? Сколько ответов можно дать на этот вопрос?
  2. Какими доказательствами шарообразности Земли располагает современная наука?
  3. Расскажите об основных величинах, характеризующих размеры Земли?
  4. Как изменилась бы природа Земли, если бы она была значительно меньших или больших размеров при той же плотности вещества?

 

Используемая литература:

  1. Физическая география: Справ. пособие для подгот. отд. вузов/ Г.В. Володина, И.В. Душина, С.Г. Любушкина и др.; Под ред. К.В. Пашканга. – М.: Высш. шк.. 1991.
  2. Мильков Ф.Н. Общее землеведение: Учеб. для студ. географ. спец. вузов. М.: Высш. шк. 1990.
  3. Савцова Т.М. Общее землеведение: Учеб. для студ. высш. педагог. учеб. заведений / Татьяна Михайловна Савцова. М.: Издательский центр «Академия», 2003.

 

Источник: tvoiklas.ru

Фигура Земли — понятие модельное. Это некоторая идеализация, модель, с помощью которой стремятся описать форму планеты. В зависимости от цели описания пользуются различными моделями формы планеты — различными фигурами. Мы расположим известные модели формы Земли в ряд от наиболее общей ко все более детализированным, считая их последовательными приближениями к истинной форме.

Первое приближение — сфера. Это наиболее грубая и наиболее общая модель формы планеты. В задачах общего землеведения довольно часто удается обойтись этой моделью. Сплюснутость Земли с полюсов не играет для географа существенной роли. Однако Земля, как уже отмечалось, имеет одну ось вращения и экваториальную плоскость — плоскость симметрии (а также плоскости симметрии меридианов). Сфера не имеет выраженной единственной оси симметрии — все ее оси равноправны, их бесчисленное множество, так же как и экваторов. Это несоответствие сферической модели Земли ее реальной форме ощутимо проявляется при изучении горизонтальной структуры географической оболочки, характеризующейся выраженной поясностью и известной симметрией относительно экватора (с элементами дисимметрии, см. гл. II).

Второе приближение — эллипсоид вращения. Тип симметрии эллипсоида отвечает указанным выше особенностям формы Земли (выраженная ось, экваториальная плоскость симметрии, меридиональные плоскости). Эта модель используется в высшей геодезии для расчета координат, построения картографических сеток, других вычислений. Разность полуосей эллипсоида вращения составляет 21 км. Большая полуось равна 6378,160 км, малая — 6356,777 км; эксцентриситет —1/298,25. Положение поверхности эллипсоида вращения легко вычисляется, но не определяется с помощью физического эксперимента.

Третье приближение — трехосный эллипсоид. Установлено, что экваториальное сечение Земли также эллипс, разность полуосей которого всего около 200 м, а эксцентриситет 1/30 000. Наличие экваториального сжатия свидетельствует о сложном внутреннем строении планеты, проявляющемся в несимметричном распределении масс. В географических исследованиях эта модель почти не используется.

Четвертое приближение — геоид. Буквально слово «геоид» означает землеподобный. Это название крайне неудачно, так как провоцирует к отождествлению истинной формы Земли и этой фигуры, что неверно.

Геоид — это уровенная (или изопотенциальная) поверхность, совпадающая со средним уровнем Мирового океана и являющаяся геометрическим местом точек пространства, имеющих одинаковый потенциал силы тяжести. Это означает, что на такой поверхности невозможно самопроизвольное горизонтальное перемещение массы (качение, сползание), т. е. она горизонтальна в обиходном понимании. На самом деле, такая поверхность имеет сложную неправильную форму (т. е. не является плоскостью, как нам могло бы показаться при наблюдении, в опыте). Уровенная поверхность в любой точке перпендикулярна отвесу. По закону сообщающихся сосудов жидкость в двух сосудах устанавливается на одной и той же уро-венной поверхности. Благодаря таким свойствам уровенных поверхностей можно проследить их положение (в том числе и геоида) с помощью простых средств: отвеса, уровня, нивелира и других геодезических приборов. В этом практическое значение и важность этой модели фигуры Земли.

На рис. 1.8 приведена поверхность геоида, построенная относительно эллипсоида вращения. Изолинии характеризуют участки поверхности геоида, находящиеся выше (знак плюс) и ниже (знак минус) поверхности эллипсоида. Видны валообразные меридиональные поднятия и опускания геоида. На рис. 1.9 показано соотношение между реальной поверхностью Земли и поверхностями эллипсоида и геоида.

  • ← Движения Земли
  • Общая характеристика географической оболочки →

Источник: collectedpapers.com.ua

tumblr_n6wtrgi2XF1r6jnjdo1_400

 

Говорят, что вот такая …

Впрочем, гипотеза о том, что наша планета имеет форму шара, существовала очень давно. Первым эту мысль высказал ещё в VI веке до нашей эры древнегреческий философ и математик Пифагор. Другой философ, Аристотель, живший в Древней Греции двумя веками позже, привёл наглядные доказательства шарообразности: ведь во время лунных затмений Земля отбрасывает на Луну тень именно круглой формы!

Постепенно идея о том, что Земля — шар, висящий в пространстве и ни на что не опирающийся, распространялась всё шире. Прошли века, людям давно известно, что Земля не плоская и не покоится на китах или слонах… Мы обошли вокруг света, пересекли наш шарик буквально во всех направлениях, облетели его на самолёте, сфотографировали из космоса. Мы даже знаем, почему не только наша, но и все другие планеты, и Солнце, и звёзды, и Луна, и другие большие спутники именно «круглые», а не какой-нибудь другой формы. Ведь они большие, обладают огромной массой. Их собственная сила тяготения — гравитация — стремится придать небесным телам форму шара.

Если бы даже объявилась некая сила, большая, чем гравитация, которая придала бы Земле форму, скажем, чемодана, кончилось бы всё равно тем же: как только бы действие этой силы прекратилось, сила тяготения начала бы снова собирать Землю в шар, «втягивая» выступающие части, пока все точки поверхности не оказались бы на равном расстоянии от центра.

Давайте продолжим размышления на эту тему …

Не шар!

Ещё в XVII веке знаменитый физик и математик Ньютон, сделал смелое предположение, что Земля — никакой не шар, вернее, не совсем шар. Предположил — и математически это доказал.

Ньютон «пробурил» (разумеется, мысленно!) до центра планеты два сообщающихся канала: один от Северного полюса, другой — от экватора, и «заполнил» их водой. Расчёты показали, что вода установилась на разных уровнях. Ведь в полярном колодце на воду действует только сила тяготения, а в экваториальном — ей ещё противостоит центробежная сила. Учёный утверждал: для того чтобы оба столба воды оказывали на центр Земли одинаковое давление, то есть чтобы они имели равный вес, уровень воды в экваториальном колодце должен бы быть выше — по подсчётам Ньютона на 1/230 от среднего радиуса планеты. Иными словами, расстояние от центра до экватора больше, чем до полюса.

Чтобы проверить расчёты Ньютона, Парижская академия наук отправила в 1735 — 1737 годах две экспедиции: в Перу и в Лапландию. Участники экспедиции должны были измерить дуги меридиана — по 1 градусу каждая: одну — в экваториальных широтах, в Перу, другую — в полярных, в Лап ланд ни. После обработки данных экспедиций, руководитель северной, геодезист Пьер-Луи Мопертюи, объявил, что Ньютон прав: Земля сжата у полюсов! Это открытие Мопертюи увековечил Вольтер в… эпиграмме:

Посланец физики, отважный мореход,
Преодолев и горы, и моря.
Влача квадрант средь снега и болот,
Почти что превратившись в лопаря.
Узнал ты после множества потерь.
Что знал Ньютон, не выходя за дверь.

Напрасно Вольтер был столь язвителен: разве наука может существовать без экспериментальных подтверждений её теорий?!

Как бы то ни было, теперь мы точно знаем, что Земля сплюснута у полюсов (если угодно — растянута у экватора). Растянута, впрочем, совсем немного: полярный радиус составляет 6357 км, а экваториальный — 6378 км, всего на 21 км больше.

 

Похожа на грушу?

Однако можно ли назвать Землю пусть не шаром, но «сплюснутым» шаром, а именно эллипсоидом вращения? Ведь, как мы знаем, рельеф у неё неровный: есть горы, есть и впадины. Кроме того, на неё действуют силы притяжения других небесных тел, в первую очередь Солнца и Луны. Пусть их влияние невелико, но всё-таки Луна способна на несколько метров искривлять форму жидкой оболочки Земли — Мирового океана, — создавая приливы и отливы. Значит — в разных точках радиусы «вращения» разные!

К тому же на севере находится «жидкий» океан, а на юге — «твёрдый» материк, покрытый льдом — Антарктида. Получается, что Земля имеет не совсем правильную форму, напоминает грушу, вытянутую к Северному полюсу. А по большому счёту поверхность её настолько сложна, что вообще не поддаётся строгому математическому описанию. Поэтому для формы Земли учёные предложили особое название — геоид. Геоид является неправильной стереометрической фигурой. Его поверхность приблизительно совпадает с гладью Мирового океана и продолжается на материковой части. Та самая «высота над уровнем моря», которую указывают в атласах и словарях, отсчитывается именно от этой поверхности геоида.

Ну и по научному :

Гео́ид (от др.-греч. γῆ — Земля и др.-греч. εἶδος — вид, буквально — «нечто подобное Земле») — выпуклая замкнутая поверхность, совпадающая с поверхностью воды в морях и океанах в спокойном состоянии и перпендикулярная к направлению силы тяжести в любой ее точке. Геометрическое тело, отклоняющееся от фигуры вращения Эллипсоид вращения и отражающее свойства потенциала[1] силы тяжести[2] на Земле (вблизи земной поверхности), важное понятие в геодезии.

 

Фигура планеты земля

1. Мировой океан
2. Земной эллипсоид
3. Отвесные линии
4. Тело Земли
5. Геоид

 

Геоид определяется как эквипотенциальная поверхность земного поля тяжести[3] (уровенная поверхность), приблизительно совпадающая со средним уровнем вод Мирового океана в невозмущённом состоянии и условно продолженная под материками. Отличие реального среднего уровня моря от геоида может достигать 1 м.

По определению эквипотенциальной поверхности, поверхность геоида везде перпендикулярна отвесной линии.

Некоторые авторы обозначают вышеописанное понятие термином не «геоид», а «основная уровенная поверхность», в то время как сам геоид определяется как 3-мерное тело, ограниченное этой поверхностью

 

Геоид не геоид!

Если быть совсем честными, стоит признаться, что из-за различия температуры в разных точках планеты и солёности океанов и морей, атмосферного давления и прочих факторов поверхность водной глади не совпадает по форме даже с геоидом, а имеет отклонения. Например, на широте Панамского канала разница уровней Тихого и Атлантического океанов составляет 62 см.

На форме Земного шара сказываются и сильные землетрясения. Одно из таких 9-балльных землетрясений произошло 26 декабря 2004 года в Юго-Восточной Азии, на Суматре. Профессора Миланского университета Роберто Сабадини и Джорджио Далла Виа считают, что оно оставило «шрам» на гравитационном поле планеты, в результате чего геоид существенно прогнулся. Чтобы проверить это предположение, европейцы намерены отправить на орбиту новый спутник GOCE, оснащённый современной высокочувствительной аппаратурой. Надеемся, что вскоре он пришлёт нам точную информацию о том, какую форму имеет Земля сегодня.

 

источники

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BE%D0%B8%D0%B4

http://allforchildren.ru/why/which4.php

 

и еще немного интересного про Землю:  например вот Когда узнали, что Земля круглая ? или Когда впервые сфотографировали Землю из космоса. А вот вы знаете например Почему материки и части света так называются ? и еще вот недавно сообщали, что Давно потерянный континент обнаружен на дне Индийского океана

9 total views, 9 views today

Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия — http://infoglaz.ru/?p=56999

Источник: masterok.livejournal.com


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.