Впервые предположение о шарообразной форме Земли высказывали ещё античные мыслители. Они основывались на некоторых наблюдениях и философских представлениях о шаре как идеальной форме. Греческий учёный Эратосфен (273-192 гг. до н.э.) не только установил, что наша планета шарообразная, но и с помощью простых средств измерил её окружность и радиус (по Эратосфену, окружность земного шара равна 252 тыс. аттических стадий, то есть 39 690 км). Ученый утверждал, что если плыть от Пиренейского полуострова на запад, то можно достичь Индии. В середине XV в. Колумб, отправляясь на поиски западного пути в Индию, руководствовался именно этой идеей. В конце XVII - начале XVIII в. Исаак Ньютон теоретически обосновал, что под воздействием силы тяжести Земля должна быть сплюснута у полюсов и является эллипсоидом вращения.

Позднейшие геодезические и астрономические исследования позволили определить истинную форму и размеры Земли. Известно, что планета сформировалась под действием двух сил - силы взаимного притяжения её частиц и центробежной силы, возникающей из-за вращения планеты вокруг своей оси. Сила тяжести представляет собой равнодействующую этих двух сил. Степень сжатия зависит от угловой скорости вращения: чем быстрее вращается тело, тем больше оно сплющивается у полюсов.

Расстояние от центра планеты до экватора называется экваториальным радиусом и составляет 6378,2 км, а расстояние до полюса - полярным радиусом и равно 6356,8 км. Разница полярного и экваториального радиусов составляет примерно 21 км. Следовательно, наша планета действительно не похожа на ровный шар, а сплющена у полюсов и является эллипсоидом. Детальные измерения с помощью искусственных спутников показали, что Земля сжата не только на полюсах, но и по экватору (наибольший и наименьший радиусы по экватору отличаются на 210 м), а значит, является трехосным эллипсоидом. Согласно последним расчётам, этот эллипсоид несимметричен и по отношению к экватору - южный полюс расположен к экватору немного ближе, чем северный.

Истинную геометрическую форму Земли назвали геоидом - телом с воображаемой поверхностью, совпадающей с поверхностью спокойного океана, которая на суше мысленно продолжается под материками и островами.

Рельеф нашей планеты неровен - низменные равнины чередуются с высокими горными хребтами, а на дне океана обнаружены глубоководные впадины. Высочайшая точка на Земле - гора Джомолунгма в Гималаях - достигает высоты 8848 м. Самая глубокая впадина Мирового океана - 11 022 м - обнаружена в Марианском жёлобе Тихого океана. Таким образом, наибольшая амплитуда рельефа земной поверхности составляет примерно 20 км.

Определением размеров и формы Земли, измерениями на земной поверхности и их отображением на планах и картах занимается наука геодезия (от греч. geodaisia - землеразделение, где ge - Земля и daio - делю, разделяю). Данные о размерах и гравитационном поле Земли имеют большое значение для изучения космического пространства и запуска космических летательных аппаратов. Составленные геодезистами планы и карты необходимы для военных, строителей, геологов и многих других специалистов.

Представление человека о строении планеты, о 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.

Вконтакте

Древние вопросы

Какую форму имеет Земля, ее размеры и расстояние до других объектов ?

Сейчас многие факты, которые ранее были недоступны, известны в мельчайших подробностях. Освоив космическое пространство, человечество знает, как выглядит в целом.

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.

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 , моря и реки. На сушу остается немногим больше 30%. В Квадратных километрах это 148,940 млн. Если разделить площадь поверхности, то есть ее 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.

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.

Точные значения окружности и радиусы земного шара:

• По экватору окружность земного шара – 40 075,7 км;
• По меридиану – 40 008,55 км;
• Радиус большой полуоси – 6 378,2 км;
• Радиус малой полуоси – 6 356,8 км;
• Средний диаметр – 12 743,2 км;
• Расстояние до центра Земли- 6371,3 км.

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:

• Радиоволны. Их значение измеряют несколько десятков радиотелескопов по всему миру.
• Измерение расстояние лазером от спутника в космосе до поверхности планеты.
• GPS – программы.

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

1.2 Форма и размеры Земли

Общепринято, что форма планеты Земля - шар . И долгое время именно так и считалось (об этом говорили Пифагор, Аристотель, Эратосфен). Но в 1687 году Исаак Ньютон исходя из своих расчётов опровергает эту теорию. А позже (1735 и 1743 г) измерение длины земных меридианов двумя французскими экспедициями подтверждает гениальную интуицию Ньютона.

Вещество, из которого состоит Земля неоднородно, масса распределяется неравномерно. Значит фигура Земли отклонятся от правильной формы шара, кроме на планету воздействует гравитационноео поле Галактики.

Факторы влияющие на форму Земли:
размерыв планеты,
распределение в ней плотностей,
скорость осевого вращения.

Поэтому исходя из анализа всей совокупности этих факторов и матеманических измерений, можно заключить, что форма Земли геоид - геометрически неправильное тело, ограниченное уровенной поверхностью ("приплюснута" у полюсов (Полярный радиус - 6356,8 км) и "выпуклая" на экваторе (Экваториальный радиус - 6378,1 км)). Конечно же ф изическая же поверхность Земли, осложненная горами и впадинами не совпадает и с поверхностью геоида, отступая от него на несколько километров (Максимальная высота физической поверхности над геоидом 8848 м (г. Джомолунгма), максимальная глубина 11022 м (Марианская впадина), поэтому сила тяжести все время стремится выровнять поверхность Земли, привести ее в соответствие с поверхностью геоида.

На основании изучения движения искусственных спутников Земли было установлено, что Земля имеет сердцевидную форму, т.е. северный полюс ее приподнят, по сравнению с южным, примерно на 30 м (полярная асимметрия ). Такую форму Земли предложено называть кардиоид .

Таким образом, точного математического обозначения форма земли не имеет, именно поэтому в геодезических измерения в России и некоторых других странах используется название квазегеоид. Это приближение к геоиду.

Земля вращается вокруг так называемой земной оси.

Земная ось - воображаемая прямая, проходящая через центр Земли. Ось пересекает поверхность Земли в двух точках: Северном и Южном полюсах. На равных расстояниях от полюсов проходит экватор (воображаемая линия, проводимая чрез центр земного шара и делящая его на два полушария: северное и южное). Линии соединяющие Северный и Южный полюса - меридианы. Мередианы можно провести через любую точку земного шара и они всега равны по длинне. А поперечные линии проведённые параллельно экватору - параллели (см. таблицу ) .

Меридианы и параллели образуют сеть (градусную сесть) с помошью которой можно определить положение какой-либо точки на поверхности Земли - найти её географические координаты. Параллели, являются показателем широты, а меридианы - показателем долготы.

Географическая широта - это величина дуги меридиана от экватора до заданной точки в градусах, географическая долгота - величина дуги параллели от нулевого меридиана до заданной точки. В большинстве стран за нулевой принят меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию, восточнее Лондона - он так и называется Гринвичским.

Географическое следствие формы и размеров Земли . Вследствие ее "шарообразной" формы угол падения солнечных лучей на земную поверхность уменьшается от экватора к полюсам, это определяет существование тепловых поясов : жаркого тропического, умеренных и холодных полярных (см. ).

Масса и размеры Земли определяют силу земного притяжения , способную удерживать атмосферу определенного состава и гидросферу, без которых невозможна жизнь.

Как древние народы представляли себе форму Земли? Какие доказательства подтверждают шарообразную форму Земли? Почему глобус называют точной моделью Земли?

1. Земля - шарообразное тело. Размеры Земли. Доказательством шарообразности Земли являются космические фотосъемки (рис. 7). Однако люди не сразу пришли к такому выводу. Понятие о форме и размерах Земли формировалось веками. Древние народы считали, что Земля плоская. Однако дальнейшие наблюдения показали, что Земля имеет другую форму. Затем воз­никло мнение о дискообразной выпуклой форме поверхности Земли.

Рис. 7. Космический снимок Земли.

В результате наблюдений у древнегреческих ученых возникла гипотеза о шарообразной форме Земли. (Какие наблюдения навели их на эту мысль?) Однако это мнение не сразу было принято. В конце средних веков, после кругосветных путешествий, было доказано, что Земля имеет шарообразную форму. Во время различных измерительных работ были определены длина меридиана и диаметр Земли. Но точными измерениями земной поверхности было установлено, что форма нашей планеты несколько отличается от шара. Полярный радиус Земли короче экваториального примерно на 21 км.
Это небольшая величина по сравнению со всем размером Земли. Поэтому стали считать, что Земля - шар средним радиусом 6371 км и длиной экватора 40 000 км.
По этому поводу возникает законный вопрос: «Почему мы не замечаем шарообразную форму Земли?» Причиной этому является то, что наблюдатель на открытой местности может видеть вокруг себя только очень малую часть земной поверхности (4-5 км). Поэтому на первый взгляд она нам кажется плоской.

2. Значение шарообразной формы Земли. Так как Земля круглая, то солнечные лучи по ней распределяются неравномерно. А на поверхность земного шара солнечные лучи падают под различным углом (рис. 8).

Рис. 8. Падение солнечных лучей на Землю под различным углом.

Вспомните, как падают солнечные лучи в полдень, утром и вечером? В какое время падают отвесно? Соответственно этому, как распределяется тепло по поверхности Земли?

В соответствии с тем, как изменяется угол падения солнечных лучей от экватора к полюсам, в таком же направлении изменяется и полу­чаемое земной поверхностью от Солнца количество тепла. Чем больше угол падения солнечных лучей, тем больше нагревается поверхность Земли. Поэтому на экваторе так жарко. По мере уменьшения к полюсам угла падения солнечных лучей уменьшается количество получаемого тепла.

Знание формы и размеров Земли необходимо также для создания точной ее карты. В настоящее время такие точные измерения получают с помощью спутников Земли.

1. Почему древние люди считали Землю плоской?

2. Каковы величины радиуса и экватора земного шара?

3. Почему не заметна шарообразность Земли?

4. Каково географическое значение шарообразной формы Земли?

5*. Есть ли на земном шаре места, где от прямостоящего предмета не падает тень?

Планета Земля не имеет правильной геометрической формы. Фигура Земли получила название геоид. Принято считать, что по форме Земля близка к эллипсоиду, получающемуся при вращении эллипса вокруг малой оси (рис. 1).

Длина большой полуоси земного эллипсоида а = 6 378 245 м, малой b = 6 356 863 м. Разность между полуосями 21.4 км. Отношение

называется сжатием Земли. Такие размеры земного эллипса установил проф. Н. Ф. Красовский. Постановлением Совета Министров СССР № 760 от 7 апреля 1946 г. размеры эллипсоида Н. Ф. Красовского приняты при всех геодезических, топографических и картографических работах СССР.

При решении большинства задач в судовождении величиной сжатия Земли, составляющей 0,3%, пренебрегают и принимают Землю за шар, объем которого равен объему земного эллипсоида. Исходя из этой условности, т. е. что

а подставив в эту формулу значения а и 6, определим радиус такого шара R = 6 371 110 м.

Основные точки, линии и круги

Воображаемые точки PN и PS пересечения оси вращения Земли с ее поверхностью называются полюсами Земли : северным (нордовым) и южным (зюйдовым), при этом северным считается полюс, со стороны которого вращение Земли направлено против часовой стрелки.

Окружность большого круга EABQ (рис. 2), являющаяся следом пересечения поверхности земного шара плоскостью, перпендикулярной оси вращения PNPS и проходящей через его центр 0, называется экватором. Плоскость экватора делит земной шар на два полушария: северное и южное.

Окружности малых кругов, например eabq, е1а1b1q1, являющиеся следом пересечения поверхности земного шара плоскостями, параллельными плоскости экватора, называются параллелями.

Окружности больших кругов, например PN аAа1PS и PNbBb1PS, являющиеся следом пересечения поверхности земного шара плоскостями, проходящими через ось вращения Земли (меридиальными плоскостями), называются меридианами.

Параллелей и меридианов можно провести неограниченное количество, но через одну точку можно провести только одну параллель и один меридиан, которые называют соответственно параллелью данной точки или места и меридианом данной точки или места.

Рис. 2

По международной договоренности принято считать нулевым или начальным меридианом меридиан, проходящий через астрономическую обсерваторию в Гринвиче (близ Лондона). Он и ему противоположный делят земной шар на два полушария: восточное и западное.