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

2.2. ОСНОВНЫЕ ЛИНИИ И ПЛОСКОСТИ ЗЕМНОГО ЭЛЛИПСОИДА

При определении положения точек на поверхности Земли и на поверхности земного эллипсоида пользуются некоторыми линиями и плоскостями.
Известно, что точки пересечения оси вращения земного эллипсоида с его поверхностью являются полюсами, один из которых называется Северным Рс, а другой – Южным Рю (рис. 2.4).

Сечения земного эллипсоида плоскостями, перпендикулярными к малой его оси, образуют след в виде окружностей, которые называются параллелями. Параллели имеют различные по величине радиусы. Чем ближе расположены параллели к центру эллипсоида, тем больше их радиусы. Параллель с наибольшим радиусом, равным большой полуоси земного эллипсоида, называется экватором. Плоскость экватора проходит через центр земного эллипсоида и делит его на две равные части: Северное и Южное полушария.
Кривизна поверхности эллипсоида является важной характеристикой. Она характеризуется радиусами кривизны меридианного сечения и сечения первого вертикала, которые называются главными сечениями
Сечения поверхности земного эллипсоида плоскостями, проходящими через его малую ось (ось вращения), образуют след в виде эллипсов, которые называются меридианными сечениями.
На рис. 2.4 прямая СО’, перпендикулярная к касательной плоскости КК’ в точке ее касания С, называется нормалью к поверхности эллипсоида в этой точке. Каждая нормаль к поверхности эллипсоида всегда лежит в плоскости меридиана, а следовательно, пересекает ось вращения эллипсоида.
рмали к точкам, лежащим на одной параллели, пересекают малую ось (ось вращения) в одной и той же точке. Нормали к точкам, расположенным на разных параллелях, пересекаются с осью вращения в различных точках. Нормаль к точке, расположенной на экваторе, лежит в плоскости экватора, а нормаль в точке полюса совпадает с осью вращения эллипсоида.
Плоскость, проходящая через нормаль, называется нормальной плоскостью, а след от сечения этой плоскостью эллипсоида – нормальным сечением. Через любую точку на поверхности эллипсоида можно провести бесчисленное множество нормальных сечений. Меридиан и экватор являются частными случаями нормальных сечений в данной точке эллипсоида.
Нормальная плоскость, перпендикулярная к плоскости меридиана в данной точке С, называется плоскостью первого вертикала, а след, по которой она пересекает поверхность эллипсоида, – сечением первого вертикала (рис. 2.4).
Взаимное положение меридиана и любого нормального сечения, проходящего через точку С (рис. 2.5) на данном меридиане, определяется на поверхности эллипсоида углом А, образованным меридианом данной точки С и нормальным сечением.

Этот угол называется геодезическим азимутом нормального сечения. Он отсчитывается от северного направления меридиана по ходу часовой стрелки от 0 до 360°.
Если принять Землю за шар, то нормаль к любой точке поверхности шара пройдет через центр шара, а любая нормальная плоскость образует на поверхности шара след в виде окружности, которая называется большим кругом.

Источник: topography.ltsu.org

19 июня греческий математик, астроном и географ Эратосфен Киренский, живший с 276 по 194 год до нашей эры, вычислил радиус Земли. Он был не единственным, кто внёс неоценимый вклад в исследование планеты. Конечно же, с тех незапамятных времен человечество совершило не один научный прорыв, расширив и даже перевернув представление о голубой планете. На пути от «щита на спинах слонов» до геоида, Земля в умах наших предков была и плоской, и дискообразной, и выпуклой по полюсам. Возможно, многие удивятся, узнав, что она вовсе не круглая, и никогда такой не являлась. Именно к такому выводу пришли ученые благодаря последним исследованиям. Как же в действительности выглядит планета, на которой мы живем? Как раз об этом и пойдет речь далее.

 

Заблуждения древних учёных

Примечательно, что некоторое время назад большинство людей, среди которых были и учёные, отвергали идею о том, что Земля может быть шарообразной. Например, в III веке знаменитый писатель и философ Лактанций писал, что только самый взбалмошный мечтатель может вообразить, что существует человек, ходящий вниз головой, деревья, растущие сверху вниз, и град, падающий в обратном направлении. Критику поддержал и Козма Индикополов, написавший книгу «Христианская топография».

Греческий поэт Гомер изображал планету в виде круга, а Анаксимандр, ученик философа Фалеса — в виде цилиндра. Существовали версии о том, что Земля имеет форму куба, лодки, высокой горы… Несмотря на это, истина всё таки пробила себе путь через огромное количество ложных данных.

На сегодняшний день сложно представить, что еще в 1876 году на территории Санкт-Петербурга была издана брошюра с названием «Земля неподвижна». Она включала в себя лекцию, доказывающую, что планета не вращается ни вокруг собственной оси, ни вокруг Солнца. Автором работы стал немецкий специалист доктор Шепфер, выступивший с соответствующим докладом в Берлине.

 

Исследование формы Земли

Греческий философ Аристотель в IV веке до нашей эры одним из первых доказал, что Земля имеет форму шара. В качестве подтверждения своей теории учёный привёл простой и в то же время неопровержимый факт: во время лунных затмений планета отбрасывает на спутник именно круглую тень.

Постепенно идея о том, что Земля представляет собой шар, висящий в пространстве, распространялась всё шире. Спустя тысячи лет знаменитый физик и математик Исаак Ньютон дополнил эту информацию, заявив, что планета обладает не шарообразной, а шароподобной формой, приплюснутой на полюсах. Подтверждением этому послужил еще один случай, зафиксированный в 1672 году. Из Парижа в Гвиану были перевезены астрономические часы, которые со временем начали отставать. Позднее учёные выяснили, что маятник механизма качается более интенсивно около экватора, а на полюсах, наоборот, замедляет своё движение.

 

17 марта 2009 года на орбиту Земли был отправлен спутник GOCE, просуществовавший до 11 ноября 2013 года. Аппарат с помощью электростатического гравитационного градиометра изучал гравитационное поле планеты и её форму — геоид. Стрелообразная форма корпуса позволяла устройству сохранять ориентацию и уменьшала торможение в верхних слоях атмосферы. Благодаря информации, полученной с GOCE, сотрудники Европейского космического агентства смогли понять некоторые моменты в поведении океана, изучить опасные вулканические регионы и более точно осмыслить форму Земли.

 

 

Интересные факты

Современным учёным удалось выяснить, что на орбите Земли ранее существовал еще один объект — космическое тело под названием Тейя. Около 4,5 миллиардов лет оно врезалось в планету, в результате чего и образовалась Луна. О том, что эта теория вполне может оказаться правдой, свидетельствует и то, что нынешний спутник Земли слишком велик для неё и содержит такие же изотопы.

Некоторые исследователи утверждают, что у планеты есть еще одно тело, вращающееся вокруг неё. Это небольшой объект, чей диаметр не превышает и метра. Он называется «временной луной», так как его регулярно заменяют похожие осколки планет и астероидов. При этом хотя бы один миниатюрный спутник всегда находится на орбите Земли.

Специалисты уверены, что миллионы лет назад планета могла быть не зеленой а фиолетовой. Древние микробы, по словам учёных, использовали не хлорофил, а ретиналь — молекулу, защищающую их от солнечных лучей. Эти элементы и придавали Земле такой оттенок. В то время с неё уже практически исчезли гигантские грибы, которые были предшественниками деревьев и кустарников.

 

Одной из особенностей земного шара является и то, что жизнь на нём существовала без кислорода. Когда же элемент появился здесь, около 99% организмов вымерли, уступив место новым обитателям. По словам экспертов, в скором времени та же участь может постигнуть и человечество. Дело в том, что в какой-то момент в атмосфере станет слишком мало углекислого газа, из-за чего растения не смогут осуществлять фотосинтез и выделять кислород.

Многие специалисты уже начали готовиться к переселению людей в космос. Регулярно проводятся поиски и исследования планет, имеющих хотя бы незначительные сходства с Землёй. При этом существует риск обнаружить инопланетную цивилизацию. Будет ли она настроена враждебно или дружелюбно, пока неизвестно, однако чтобы подготовиться к встрече, в 2010 году ООН назначила официального посла, которому предстоит первым вступить в контакт с пришельцами, а позднее и вести с ними переговоры.

Источник: svopi.ru

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:

• Греки думали, что она плоская и окружена океаном, к которому нельзя достигнуть. Аполлон на своей колеснице озарял небо каждое утро, а звезды тонули в этом океане и возрождались ночью.
• Индийцы верили в то, что Земля опирается на четырёх слонов, которые стояли на огромной черепахе, а она в свою очередь плавала в молочном море и была обвита ещё большей змеёй.
• Китайцы видели Землю в виде прямоугольника стоящего на колонах, над которым раскинулось круглое небо. Дракон погнул одну из колон и поэтому солнце постоянно садилось на западе, а всходило на востоке.
• Древние славяне принимали её за огромное дерево, которое соединяло все 7 миров, на верху этого дерева был остров Буян. Там жили прародители всех зверей.
• Для Египтян, Земля имела такую структуру: снизу богиня почвы, сверху небо, по нему плывет бог солнца от рассвета до заката.
• Древним Майя она казалась квадратной, а небо держалось на 5 деревьях, на востоке — красное, на севере — белое, на западе — чёрное, на юге — желтое, в центре — зелёное первоначальное дерево. Окраска деревьев, соответствовала цвету солнца в разные периоды суток.
  

  

Источник: travelask.ru

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 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.

По определению, геоид — это поверхность, всюду нормальная силе тяжести. 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.

Источник: xn—-7sbiajdngd3akr1a1d5j.xn--p1ai