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
• Современные исследования
• Физические фигуры
• Площадь планеты
• Первооткрыватель известных фактов
• Последователи ученого
• Радиус планеты
• Предел точности
• Центр планеты

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.

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.

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.

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.
а 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.

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.
ичиной 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.

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. 

 

Форма, размеры и движение Земли | География 6 класс #4 | Инфоурок

 

1.2 Форма и размеры Земли

Источник: uchim.guru

Первые попытки измерения параметров Земли

Вопрос о размерах родной планеты волновал великих мудрецов еще в древности. Одним из таких гениев являлся древнегреческий знаменитый ученый и путешественник Эратосфен (проживающий еще во II веке до нашей эры).

Однажды мудрец заметил, что положение солнца на небе в один и тот же день (в день солнцестояния) в двух городах Египта (Александрии и Сиене) различно. И исходя из этого Эратосфен путем не сложных вычисления и использования специального приспособления (скафиса) определил, что окружность планеты примерно равна 40 000 км, а радиус равен 6290 км. Это и стало мощным толчком к измерению площади поверхности земного шара. Мудрец был весьма близок к правильному значению (средний радиус планеты равен 6371 км).

Важно: земной шар — не шар вовсе. Он лишь является близким по форме сфероидом. И поэтому не все радиусы Земли равны между собой.

Триангуляция — как способ вычисления расстояний

Без современных вычислительных приборов и достижений высокотехнологичной эпохи, наши предки могли ответить на вопрос о том, какова площадь суши земного шара. Но это могли сделать только опытные и очень внимательные наблюдатели.

В XVII веке был освоен такой способ измерения, как триангуляция (или измерение соприкасающимися треугольниками), для того, чтобы узнать сколько площадь земного шара. Выполнения данного измерения проводилось только во время долгих экспедиций и путешествий. Удобство способа заключалось в том, что очень часто встречающиеся на пути помехи (такие как леса, болота, реки, зыбучие пески и многое другое) не могли помешать точному определению расстояния, так как вычисления проводились на бумаге.

Выполнение измерений происходило следующим образом: из двух точек А и В (как правило это были холмы, крепости, башни и прочие возвышенности) проводилось определение углов (при использовании зрительной трубы) с противоположными точками (C и D), зная длину сторон АВ, ВС и градусы углов, можно было определить размер треугольника АВС. А зная стороны СВ, BD и градусы углов — вычислить и размер треугольника BCD. Отрицательной чертой данного способа является то, что это достаточно трудная, кропотливая работа и выполнить ее успешно удавалось далеко не каждому.

Почему ученые не могли определить точную площадь Земли?

Ответ достаточно прост! На планете Земля расположены огромные материки и различные по размерам острова, которые разделяют моря, проливы и океаны. А на морском просторе невозможно осуществить метод измерения расстояния треугольниками. Свою роль сыграл и рельеф земной поверхности. Горы, хребты и другие особенности ландшафта значительно затрудняли и искажали полученные цифры от истинных размеров. Именно поэтому долгое время измерения площади земного шара были весьма относительны.

Грандиозный прорыв

Триангуляция долгое время являлась основным и наиболее точным методом измерения площади и расстояния. Но с наступлением новой эры, изобретением множества приборов для измерений и запуском спутника на орбиту планеты не только стало доступно изучение формы Земли и близлежащих космических тел, но и появилась возможность узнать площадь общей поверхности земли. Использование спутников также помогло определить, что Земля более чем на 70 % состоит из воды, а суша составляет только 29 % от общей площади. Было выяснено, что площадь земного шара составляет 510 072 000 кв. км.

Современные методы измерения параметров

В эпоху процветания технического прогресса и человеческого разума ученые используют три основных подхода к измерению расстояний Земли:

1. Измерение радиоволн. В разных частях планеты расположено 70 специальных телескопов (радиотелескопов). Они улавливают радиоволны (или квазары) и передают данные о длине этих волн на один компьютер, который и проводит вычисления.
2. Спутниковая дальнометрия (или лазерное исследование). Некоторым кажется, что спутники, бороздящие космические просторы в пределах орбиты Земли, не выполняют никаких важных функций. Это совсем не так! Ученые уже долгое время используют лазерную дальнометрию для определения размеров огромных объектов (континентов, островов, рек, материков и планеты в целом).
3. Спутниковые системы. Программы спутниковой навигации внесли значительный вклад в жизнь людей. GPS-системы многим заменили классические бумажные карты. Но данная технология в первую очередь нужна для того, чтобы ученые всего мира могли с максимальной точностью измерить параметры родной планеты.

Определение формы

Освоение космического пространства людьми позволило доказать, что ученый Ньютон (который утверждал, что Земля имеет форму “мандарина”) был прав насчет модели обитаемой планеты. Она действительно “приплюснута” у полюсов из-за воздействия центробежной силы. Из этого следует, что радиусы планеты различны.

Затруднения в измерении площади планеты

Даже с измерением относительно небольших расстояний и площадей может возникнуть множество трудностей различного характера, что уж говорить об измерении такого крупного объекта, как целая планета. Наиболее частыми преградами при измерениях, проводимых в давние времена, были такие помехи, как горы, неблагоприятные погодные условия (дожди, туманы, метели, снежные бури и другое) и, конечно же, человеческий фактор.

С изобретением различных измерительных приборов и спутников разность рельефа, огромные водоемы (океаны, моря) и действие метеорологических факторов больше не являлись основной причиной неточности проводимых измерений. Но возникло такое понятие, как “погрешность измерительных приборов”. На небольшом расстоянии такая погрешность незначительна и практически не заметна невооруженным глазом, но в вопросе определения площади земного шара такая неточность могла бы слишком сильно извратить размеры родной планеты.

Внимание! Разные источники дают разную информацию о том, какие размеры и какая площадь земного шара. Очень важно быть внимательными и перепроверять данные, для того чтобы избежать ошибок.

Ученые и современный анализ данных

Исследования планеты не прекращаются ни на минуту. С каждым годом совершаются новые открытия, которые, без сомнения, влияют на дальнейшее развитие человеческого и животного мира. Но несмотря на новые достижения, исследователи проверяют те данные, которые были получены достаточно давно. Такая перепроверка способна помочь ученым лучше понять характер изменения на планете и выстроить цепочку событий, способных вызвать трансформацию различных систем и свойств планеты.

Например, таяние льдов, вызванное глобальным потеплением, способно увеличить объемы мирового океана. Следовательно, площадь суши значительно снизится, и это может стать причиной исчезновения некоторых видов. Непрекращающиеся исследования — путь к решению многих глобальных проблем. А также проблем того или иного государства.

Планета в цифрах

Что же в целом можно сказать о нашей планете?

• Общая площадь поверхности земного шара равна 510 072 000 кв. км.
• Возраст планеты — более 4,5 миллиардов лет.
• Масса Земли — 589 000 000 000 000 000 000 тонн.
• Площадь земного шара без воды — 148 940 000 кв. км.
• Площадь планеты, занимаемая водой — 361 132 000 кв. км.
• Средняя температура равна 14 ^оС.

Интересные факты о планете

Интересные сведения:

1. Планета Земля — спутник Солнца.
2. Большая часть планеты не исследована.
3. Земля — самая плотная планета из всех в Солнечной системе.
4. Более 60 % пресной воды находится в состоянии заморозки (в виде ледников и “полярных шапок”).
5. Все континенты, которые с легкостью можно найти на географических картах, когда-то давно были одним целым.
6. Морской рельеф наиболее выражен, чем рельеф поверхности.
7. Образована планета из туманности.
8. На орбите планеты находится больше 15 000 действующих искусственных спутников.

Опасности для планеты

Основную угрозу Земле и ее обитателем (на сегодняшний день) оказывает падение на поверхность планеты больших космических тел (астероидов). Они могут не только уничтожить многие живые организмы, но и серьезно изменить рельеф планеты. А некоторые способны сдвинут Землю с оси, что может привести к непоправимым изменениям всей Солнечной системы. Ежегодно множество астероидов сближаются с планетой, но лишь 20 % из них могут нанести серьезный ущерб.

Интересная гипотеза: некоторые ученые предполагают, что Луна (естественный спутник Земли) когда-то являлась частью планеты.

“Светлое” будущее планеты

Существование всех планет Солнечной системы полностью зависит от “жизнедеятельность” Солнца. Ученые предполагают, что постоянные изменения на близлежащей звезде приведут к повышению температуры, испарению пресных и соленых вод и многим другим кардинальным переменам. Самое страшное предположение ученых заключается в том, что Солнце, возрастая по массе и объему, сможет поглотить Землю. Но произойдет это совсем не скоро, и у человечества есть возможность найти пути спасения.

Изучение земной поверхности и планеты в целом началось с давних времен. Еще до нашей эры великих мудрецов и мыслителей той эпохи мучил вопрос о размерах, формах и свойствах Земли. Многие путешественники погибли во время долгих странствий и экспедиций, посвященных исследованиям и измерению площади планеты. Не меньшее количество ученых, высказавших предположение о возникновении жизни и форме Земли, подвергались гонениям со стороны религиозных лидеров и своих современников.

Но, к счастью, “темные” времена прошли. Человечество, имея в своем распоряжении огромное множество современных достижений технического процесса, может получить достоверную информацию о планете, на которой проживает.

Источник: fb.ru

Земля имеет довольно солидный возраст, насчитывающий 4,5–5 миллиардов лет.

Площадь всей поверхности земного шара составляет 510 миллионов квадратных километров, 361 миллион из них — 70,8 процента — занимают моря и океаны, а на долю суши приходится 29,2 процента.

Наша планета — довольно значительный по размерам «шарик». Так, для того, чтобы совершить кругосветное путешествие вдоль экватора, вам придется проехать 40 075,7 километра. Вдоль меридиана, то есть, пересекая полюсы северный и южный, путь несколько короче и составляет 40 008,5 километра. На северном полюсе, например, человек находится на 21 километр ближе к центру Земли, чем на экваторе.

Из этого следует, что наша Земля — шар несколько сплющенной формы. Произошло это от его вращения вокруг оси.

Сила притяжения, удерживающая Землю около Солнца, неимоверно велика. Для того, чтобы уяснить ее величину, представьте себе стальной канат диаметром 8 500 километров, то есть лишь в полтора раза меньше диаметра земного шара. Такой канат, как и сила притяжения, смог бы удержать нашу планету около Солнца.

По сравнению с некоторыми другими планетами солнечной системы размеры Земли не так уж значительны. Так, экваториальный диаметр Урана в 4,2 раза больше земного, Сатурна — в 9,4 раза, Юпитера — в 11,26 раза, а Солнца — в 109 раз больше.

Объем Земли постепенно растет.

На древних картах можно видеть, какие территории были покрыты тогда морем и какие являлись сушей. Изменение объема Земли изменяет ее поверхность, воздействуя, таким образом, и на средний уровень моря.

Если бы Земля сжималась, то моря заливали бы все большую территорию континента. Однако этого не происходит. Наоборот, в истории Земли озера и моря постепенно отступали с материков. Увеличение объема нашей планеты привело к образованию на земной коре огромных трещин и впадин, создавших материки и океанские бассейны. Вычислено, что радиус Земли ежегодно вырастает на полмиллиметра.

Земля состоит из четырех слоев, или геосфер. Наружный слой, или земная кора, простирается в глубину в среднем на 33 километра, вообще же колебания его толщины весьма значительны — 15–70 километров. На глубине от 33 до 2 900 километров залегает оболочка, или «мантия» Земли. Глубже, до 5 100 километров — ядро Земли, а на глубине от 5 100 до 6 370 километров — субъядро Земли.

Принято считать, что вещество в центре Земли сжато под давлением трех с половиной миллионов атмосфер, а по расчетам других ученых давление это достигает даже пяти миллионов атмосфер.

Скорость дзижения Земли по орбите вокруг Солнца составляет 30 км/сек. Чтобы Земля могла покинуть свою «семью» в солнечной системе и улететь в бесконечное пространство, ей необходимо придать скорость чуть больше 42 км]сек. Эта разница в 12 км/сек и предохраняет нашу Землю от ужасной катастрофы, которая могла бы постичь ее.

Если бы Земля вращалась в 17 раз быстрее, предметы на экваторе совсем не имели бы веса. Это доказывается тем, что близ экватора вещи и сейчас имеют меньший вес, нежели близ полюса: 1 килограмм, перенесенный с экватора на любой из полюсов, прибавит в весе 5 граммов.

Год состоит из 365 целых суток плюс 5 часов 48 минут 46 и еще доли секунды. Поэтому разработать абсолютно точный календарь невозможно.

На экваторе на долю ночи приходится 40 процентов общей продолжительности года, на сумерки— 10 процентов и на долю дня — 50 процентов. На полюсах на долю ночи приходится 22 процента, на сумерки — 27 процентов и на день — 51 процент общей продолжительности года.

Можно попасть во вчерашний день, переехав или перелетев с острова имени лейтенанта Ратманова на остров Крузенштерна в Беринговом проливе. Дело в том, что между этими островами проходит граница, на которой начинается день и каждое новое число месяца.

Двигаясь вокруг Солнца по эллиптической орбите, Земля бывает ближе всего к нему между 2 и 5 января и дальше всего — между 1 и 4 июля.

Ежегодно в земной атмосфере на высоте ста километров от земной поверхности сгорает 28 миллионов 600 тысяч тонн частичек космической пыли. 3 тысячи тонн мельчайших метеоров и пыли достигает ежедневно поверхности Земли.

Мы живем на дне огромного воздушно-водяного колодца. Правда, воды в нем не видно — она растворена в воздухе, как сахар в стакане чаю. Лишь во время дождя, когда влага выпадает из «воздушного раствора», мы наглядно убеждаемся, что ее в «колодце» довольно много. Ученые подсчитали, что один кубический метр воздуха у самой земли содержит 0,01 литра воды, а в атмосферном столбе с основанием всего лишь в один квадратный метр ее больше 60 литров.

Вес атмосферы составляет около одной миллионной части веса всего земного шара. И все же это немало — более 6 квинтиллионов килограммов (квинтиллион — единица с восемнадцатью нулями. Чтобы сосчитать до квинтиллиона, нужно сотни миллионов лет).

Если весь кислород земной атмосферы превратить в жидкость (это возможно при 192 градусах холода), то с учетом увеличения его плотности в 800 раз по сравнению с газообразным состоянием вся поверхность земного шара может быть покрыта слоем жидкого кислорода толщиной свыше двух метров.

Земля имеет газовый хвост, сходный с пометными хвостами, направление которого всегда противоположно направлению Солнца.

Географический северный полюс — это точка, через которую проходит воображаемая ось вращения Земли. Эта точка математическая, неизмеримая. Здесь сутки равны целому году: полгода длится полярный день (186 суток и 10 часов), полгода — полярная ночь (178 суток и 14 часов).

Следующая глава >

Источник: info.wikireading.ru