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

Как добраться до центра Земли? Самая безумная идея

Мощный грохот несется над стартовой площадкой в пустыне Мохав (Калифорния, США). Слегка дрожит земля. Но вот только никакой ракеты в небе не видно. Напротив 100.000 тонн расплавленного железа температурой 1600 градусов Цельсия пробивают себе дорогу к центру Земли. Гигантская масса жидкого металла была вылита в специально выкопанную в грунте щель шириной и глубиной 300 метров, а толщиной всего 10 сантиметров. Что должно получиться? Невероятных размеров «лезвие», которое под собственной тяжестью будет углубляться внутрь нашей планеты со скоростью 5 метров в секунду, вызывая при этом мини-землетрясения. За землетрясения отвечают специальные устройства, плавающие в массе жидкого железа.

Эти шарообразные зонды размером с грейпфрут напичкают сверххитроумной электроникой, способной выдерживать температуру в 4000 градусов и давление в миллионы раз превышающее то, что Вы ощущаете на своих плечах. Этот сверхпрочный «агент» человечества выведает, какую температуру имеют породы, сквозь которые он будет проходить, состав этих пород, их способность проводить тепло и многое другое. С помощью датчиков, встроенных в шар, ученые смогут впервые прикоснуться к раскаленным недрам нашей планеты, лежащим в тысячах километрах под поверхностью. Если все пройдет хорошо, «лезвие» закончит свое путешествие через семь дней после запуска, влившись в ядро Земли, также состоящее из расплавленного железа.


Что скажете? Идея кажется немного сумасшедшей? Да есть такое… Кстати автор идеи, известный новозеландский планетолог Дэвид Стивенсон, придумал все это под впечатлением одного фантастического кинофильма, рассказывавшего о путешествии к центру Земли. Недолго думая, Стивенсон написал на эту тему научную статью, которая была напечатана в весьма серьезном американском журнале «Нейчур».

В основе проекта новозеландца лежит простое соображение: человечество научилось запускать научные зонды за миллиарды километров от Земли, чтобы изучать космические дали, но нам до сих пор не удалось проникнуть в недра собственной планеты глубже, чем на 12 километров. Смешная цифра, не правда ли? Ведь от поверхности Земли до ее центра целых 6731 километр.

Но почему путешествие к центру Земли считается такой трудной задачей? Ну, во-первых, для бурения земли на чудовищную глубину потребуется уйма энергии. Да и какое топливо выдержит соприкосновение с огромным давлением и сверхвысокими температурами недр? На глубине 3000 километров, как считают ученые, температура породы составляет 5000 градусов, а давление — один миллион атмосфер.

Нечего и думать о том, чтобы затащить туда баки с бензином или газом — они будут раздавлены и моментально сгорят.

>

Однако Стивенсон предлагает черпать энергию из вполне доступного источника. Он хочет использовать… силу земного притяжения. То есть «корабль недр» поползет вниз под собственной тяжестью. При 300-метровой высоте, «лезвие» будет иметь в ширину всего 10 сантиметров. Давление 100.000 тонн железа (столько его производится ежедневно во всем мире) на такую узкий участок грунту не выдержать.

Земля «расступится», пропуская «железный корабль» к центру планеты.

Разумеется, вся эта затея не имеет никакого смысла, если в ходе экспедиции не удастся выполнить разные научные измерения.

Для этого «лезвие» понесет в себе те самые металлические шары-зонды, которые, катясь между стенками разлома, также опустятся в недра. Но как создать такие электронные устройства, чтобы они могли выдержать огромное давление и жар? По признанию самого Стивенсона, пока он этого не знает.

Замеры температуры на глубине производятся и сегодня (например, при бурении нефтяных скважин), но применяемые для этого датчики в сверхпрочной оболочке на глубине более 10 километров давления уже не держат. Иными словами, работу над зондами для путешествия к центру Земли надо начинать с нуля. Правда, Стивенсон считает, что если на разработку зондов потратить столько же денег, во сколько обошлись полеты на Луну, решение обязательно будет найдено.


Путешествие к центру Земли: От мечты к реальности?

Предположим, в один прекрасный день датчики для замеров на больших глубинах будут созданы. А как передать полученную ими информацию на поверхность Земли? «О, это легко, — скажете Вы. — Просто надо поставить на зонды радиопередатчики, и ученые смогут получить по радио все интересующие их данные». Э, нет, тут есть проблема. Дело в том, что радиоволны не умеют проникать сквозь толщу Земли. Однако неугомонный Стивенсон придумал другое средство общения — сейсмические волны, которые ученые называют волнами типа «P» («П» латинское), т.е сейсмические волны, идущие из глубин Земли к поверхности и вызывающие землетрясения.

Чтобы связаться с поверхностью шар-зонд затрясется и задрожит, ну прямо как старый будильник. Эти колебания пройдут сквозь толщу земли и дойдут до поверхности. Именно в этих вибрациях и будет закодирована информация, приходящая из недр. Ну, например, если температура на пути к центру Земли станет возрастать, зонд станет колебаться чаще. Изменения в колебаниях запишут сверхчувствительные приборы — сейсмографы, установленные на поверхности.

Двигаясь со скоростью 5 метров секунду, «лезвию» понадобится 7 дней, чтобы достичь жидкого ядра нашей планеты, которое находится на глубине 3000 километров.


Надо признать, что для досужего любителя путешествий и приключений, спуск в недра Земли может показаться весьма скучной затеей. Большей частью наша планета состоит из твердой породы серого, зеленого или красного цветов (это зависит от преобладающего в ней химического элемента). Внутри Земли нет ни фантастических пещер, ни гигантских океанов, ни погрузившихся в глубины континентов. Сверхвысокая температура и гигантское давление никогда не дадут появиться феерическим подземным пейзажам, созданным когда-то фантазией Жюля Верна.

Но вот для ученых-геологов спуск зондов в адские глубины, напротив, станет ярким и выдающимся событием. Ведь они еще так мало знают о том, что происходит внутри Земли, даже о температурах на огромных глубинах могут судить только очень приблизительно. Ведь на самом деле «градусник» никогда не опускался ниже 10 километров.

Необычайно интересным для ученых станет проход «лезвия» между разными слоями-сферами, слагающими земной шар, особенно между мантией и жидким ядром.


Когда и как будет проходить путешествие к центру земли? На сегодня мало кто возьмется ответить на этот вопрос. Технические трудности, которые стоят на пути проекта, настолько велики, что геологам, конечно же, придется набраться терпения. Правда, самые большие оптимисты среди них говорят: «А многие ли в 1900 году верили, что 69 лет спустя человек будет гулять по Луне?».

©При частичном или полном использовании данной статьи — активная гиперссылка ссылка на alfaed.ru ОБЯЗАТЕЛЬНА

Источник: alfaed.ru

Студент университета Макгилла (Канада) Александр Клотц (Alexander Klotz) уточнил вычислил время падения тела до центра Земли в сквозном туннеле. Обычно в этой классической задаче плотность Земли принимают однородной, а Клотц взял реальную плотность, которая меняется от поверхности к ядру, и вместо обычных 42 минут получил 38 минут. Решение задачи студент опубликовал в журнале the American Journal of Physics, а ее популярное изложение приводит Science.

Представим себе туннель, прорытый сквозь Землю, через ее центр. Мы стоим на поверхности Земли у края туннеля и бросаем туда тело. Оно свободно падает вниз. Вопрос: сколько времени займет полет тела до центра Земли? Такую задачу обычно студенты решают на экзаменах. Решение требует знания законов Ньютона и колебательных уравнений. В процессе решения нужно вычислить, как изменяется сила гравитации (и ускорение свободного падения) для объекта, который падает через тоннель.


В самом простом случае Землю рассматривают как бильярдный шар, имеющий однородную плотность, примерно 5500 кг/м3. В этом случае по мере приближения тела к центру Земли изменяется и сила гравитации, которая на него действует. Это происходит потому, что количество массы Земли ниже и выше положения тела в туннеле различаются. Здесь используют теорему Ньютона об отсутствии гравитации внутри, получившую название от того, что в центре планеты гравитация будет нулевая. Пролетев центр Земли, тело падает дальше — к другой стороне туннеля, и, достигнув его противоположного конца, падает обратно. Так оно совершает колебания по туннелю, как маятник.

Александр Клотц сделал простую вещь — он взял реальную плотность планеты, которая, вообще говоря, не одинакова в разных ее частях и слоях. Земная кора и мантия — менее плотные, чем ядро. Реальное распределение массы он взял из Preliminary Reference Earth model, построенной на сейсмических данных. Эта модель дает у поверхности Земли плотность менее 1000 кг/м3 и примерно 13000 кг/м3 — в центре ядра. Расстояние от поверхности до центра Земли равно 6371 км. Приняв эти условия, Клотц вычислил, что тело будет падать по туннелю до центра Земли 38 минут 11 секунд. Для сравнения, время падения в задаче с Землей однородной плотности составляет 42 минуты 12 секунд.

Источник: scientificrussia.ru

Внутреннее строение Земли: Основную роль в исследовании внутреннего строения Земли играют сейсмические методы, основанные на исследовании распространения в ее толще упругих волн (как продольных, так и поперечных) , возникающих при сейсмических событиях — при естественных землетрясениях и в результате взрывов. На основании этих исследований Землю условно разделяют на три области: кору, мантию и ядро (в центре) . Внешний слой — кора — имеет среднюю толщину порядка 35 км. Основные типы земной коры — континентальный (материковый) и океанический; в переходной зоне от материка к океану развита кора промежуточного типа. Толщина коры меняется в довольно широких пределах: океаническая кора (с учетом слоя воды) имеет толщину порядка 10 км, тогда как толщина материковой коры в десятки раз больше. Поверхностные отложения занимают слой толщиной около 2 км. Под ними находится гранитный слой (на континентах его толщина 20 км) , а ниже — примерно 14-километровый (и на континентах, и в океанах) базальтовый слой (нижняя кора) . Средние плотности составляют: 2,6 г/см3 — у поверхности Земли, 2,67 г/см3 — у гранита, 2,85 г/см3 — у базальта. На глубину примерно от 35 до 2885 км простирается мантия Земли, которую называют также силикатной оболочкой. Она отделяется от коры резкой границей (так называемая граница Мохоровича, или «Мохо») , глубже которой скорости как продольных, так и поперечных упругих сейсмических волн, а также механическая плотность скачкообразно возрастают. Плотности в мантии увеличиваются по мере возрастания глубины примерно от 3,3 до 9,7 г/см3. В коре и (частично) в мантии располагаются обширные литосферные плиты. Их вековые перемещения не только определяют дрейф континентов, заметно влияющий на облик Земли, но имеют отношение и к расположению сейсмических зон на планете. Еще одна обнаруженная сейсмическими методами граница (граница Гутенберга) —между мантией и внешним ядром — располагается на глубине 2775 км. На ней скорость продольных волн падает от 13,6 км/с (в мантии) до 8,1 км/с (в ядре) , а скорость поперечных волн уменьшается от 7,3 км/с до нуля. Последнее означает, что внешнее ядро является жидким. По современным представлениям внешнее ядро состоит из серы (12%) и железа (88%). Наконец, на глубинах свыше 5120 км сейсмические методы обнаруживают наличие твердого внутреннего ядра, на долю которого приходится 1,7% массы Земли. Предположительно, это железо-никелевый сплав (80% Fe, 20% Ni).

Источник: touch.otvet.mail.ru

Расстояние до центра Земли

Для того, чтобы просчитать, сколько километров до центра Земли, нужно сначала понять, какую форму имеет наша планета. Это – слегка приплюснутый эллипсоид. Землю можно было бы назвать также геоидом, но в идеале она должна была бы быть тогда полностью жидкой. Свои нюансы вносит и рельеф. Несколько познавательных фактов о рельефе:

  • самая высокая точка поверхности Земли – гора Эверест (высота – 8848 метров над уровнем моря);
  • самая глубока точка Земли – Марианская впадина (глубина – 10994 метра под уровнем моря);
  • экваториальный диаметр имеет протяженность на 43 км больше, чем полярный;

Высчитывается расстояние до центра Земли в км, исходя из полярного и экваториального радиусов, которые составляют 6356,77 км и 6378,160 км соответственно.

Сколько км до центра Земли Википедия называет?

Если учитывать, что Земля не имеет форму идеального шара, то среднее расстояние до центра Земли составит 6371,3 километра.

Интересно, что расстояние до земного ядра существенно меньше – около 2900 километров, то есть на половине расстояния до центра – ядро. Касательно его состава мнения ученых расходятся.

Некоторые утверждают, что ядро, в основном, состоит из железа и никеля, есть и те, кто считает, что состав ядра отличается от состава нижней магнии, вещества в нем сильно уплотнены, находятся в металлизированном состоянии.

Добраться до центра Земли и остаться живым, утверждают ученые, невозможно, поскольку температура ядра составляет почти пять тысяч градусов, как на поверхности Солнца. К тому же и давление на глубине 6317 км – в три миллиона раз больше, чем на поверхности планеты. Если условно представить, что вы таки, несмотря на то, сколько км до центра Земли, туда попали, вас бы просто разорвало на разные части.

Если же вас интересует, где на Земле к ее центру ближе всего, то это – Северный полюс, а точнее – от дна Северного ледовитого океана (тут расстояние на четыре километра меньше). А больше всего расстояние – 1638 км – составляет в районе экватора (это на 21 км больше, чем средний показатель).

Источник: stolko-to.ru