Средний радиус орбиты земли. Форма, размеры и геодезия планеты земля

"Что такое радиус Земли? Есть желающие? Нет, в таком случае отвечать будет Холохоренко." - "Эмм, Виктор Семенович, я не готов сегодня..." Так прошел один из уроков географии в моем классе. Мне хорошо запомнился тот момент, потому что я был хорошистом в старшей школе и подобные конфузы случались очень редко. Потом я все-таки выучил земные радиусы и пересдал неуд. Теперь вот выпал шанс кого-нибудь научить. :)

Что такое радиусы Земли и чему они равны

Само понятие радиуса пришло к нам из геометрии, от таких знаменитых математиков как Пифагор и Архимед. Не буду на этом заострять внимание, ведь математика - это совсем другая наука.

Представьте на миг, что вы взяли два лимона: один разрезали поперек, а второй - вдоль.

Теперь возьмите половинку, разрезанную поперек, и посмотрите на срез. Если одну ножку циркуля поставить в центр среза, а вторую - на краешек кожуры, то это будет Экваториальный радиус лимона..) Но суть дела, надеюсь, вы поняли. Так вот, в теории, на срезе Земного шара экваториальный радиус - 6378,1 километр.

Есть и второй радиус - полярный, он существует по той причине, что Земля не круглой формы, а эллипсоидной. Из этого вытекает наличие радиусов разной длины. Помните, как разрезали вдоль другой лимон? Длинна от центра среза до носика или попки (как кому нравится) покажет полярный радиус.

Расстояние от полюсов до центра среза Земли составляет 6356,8 километров.

Как люди вычислили радиусы Земного шара

Тот эксперимент с лимоном, что я приводил вам в качестве примера, не сможет проделать в натуральную величину ни один в мире ученый. Назревает вполне закономерный вопрос: "Как людям удалось измерить земные радиусы?".

Первым к истине подобрался Эратосфен во II веке до н.э. Работал он следующим образом:

• на разных точках одного меридиана замерял длину тени одной и той же палки, затем считал разницу направления на Солнце;
• полученный результат открывал ему возможность для расчета длинны окружности Земного шара по Экватору;
• разделив имеющуюся длину на 2 * 3,14 (формула радиуса), греческий мыслитель получил радиус Земли.

Древние египтяне заметили, что во время летнего солнцестояния солнце освещает дно глубоких колодцев в сиене (ныне Асуан), а в Александрии - нет. У Эратосфена Киренского (276 год до н. э. -194 год до н. э.) появилась гениальная идея - использовать этот факт для измерения окружности и радиуса земли. В день летнего солнцестояния в Александрии он использовал скафис - чашу с длинной иглой, при помощи которого можно было определить под каким углом солнце находится на небе.

Итак, после измерения угол оказался 7 градусов 12 минут, то есть 1/50 окружности. Стало быть сиена отстоит от александрии на 1/50 окружности земли. Расстояние между городами считалось равным 5, 000 стадиям, следовательно окружность земли равнялась 250, 000 стадиям, а радиус тогда 39, 790 стадиев.

Неизвестно каким стадием пользовался Эратосфен. Лишь в том случае, если греческим (178 метров), то его радиус земли равнялся 7, 082 км, если египетским, то 6, 287 км. Современные измерения дают для усреднённого радиуса земли величину 6, 371 км. В любом случае, точность для тех времён потрясающая.

Радиус земли в м. Какой радиус Земли?

Полярный радиус Земли - малая полуось эллипсоида Красовского, равная 6 356 863 м.

Экваториальный радиус Земли - большая полуось эллипсоида Красовского, равная 6 378 245 м.

Средний радиус Земли - 6 371 302 м.

История измерения радиуса Земли

Эраторсфен. Еще древние египтяне заметили, что во время летнего солнцестояния Солнце освещает дно глубоких колодцев в Сиене (ныне Асуан), а в Александрии - нет. У Эратосфена Киренского (276 год до н. э.-194 год до н. э.) появилась гениальная идея - использовать этот факт для измерения окружности и радиуса Земли. В день летнего солнцестояния в Александрии он использовал скафис - чашу с длинной иглой, при помощи которого можно было определить под каким углом Солнце находится на небе.
Итак, после измерения угол оказался 7 градусов 12 минут, то есть 1/50 окружности. Стало быть Сиена отстоит от Александрии на 1/50 окружности Земли. Расстояние между городами считалось равным 5 тыс. стадиев, следовательно окружность Земли равнялась 250 тыс. стадиев, а радиус тогда 39,8 тыс. стадиев.
Неизвестно каким стадием пользовался Эратосфен. Если греческим (178 метров), то его радиус Земли получался 7,08 тыс. км, если египетским, то 6,3 тыс. км. Современные измерения дают для усреднённого радиуса Земли величину 6,371 км. В любом случае, точность для тех времён потрясающая.

определяются не одной числовой характеристикой. Ученые обозначают его размер несколькими параметрами. Первый параметр – радиус. Его величина составляет 3 389,5 километров. Второй – окружность, которая численно равна 21 344 километра. Далее следует объем – 6,083·1010 км³. Последним параметром является масса Марса, которая равна 3,33022·1023 кг.

Для сравнения, диаметрсоставляет 53% от диаметра Земли. На первый взгляд это немного, но его величина сравнима с общей площадью суши на. Объем Марса составляет 15% от объема Земли, а масса – 11%. Из приведенных данных видно, что Марс небольшая планета, он в 2 раза меньше Земли и по величине – 7 планета в.

Сравнение размеров Земли, Марса и Луны

Несмотря на свой небольшой размер и отсутствие на нем жизни, у Марса много интересных особенностей. Самая высокая гора Солнечной системы –– находится на Красной планете. Марсианская– самая глубокая. Сотни тысяч кратеров покрывают поверхность Красной планеты. Северный полярный бассейн – крупнейшая из известных равнин, а равнина Эллада, размер которой 2100 км – глубочайшая на планете и третья по величине в Солнечной системе.

Экстремальные топографические особенности Красной планеты дополняют не менее экстремальные погодные условия. Марс – холодная планета. Средняя температура поверхности составляет 470С ниже нуля. Летом в районе экватора температура днем может подняться до +200С, а ночью упасть до -900С. Такие перепады температуры в 1100С вызывают сильнейшие ураганы, достигающие скорости торнадо. Они поднимают с поверхности Марса пыль, и тогда начинается пыльная буря. Астрономы наблюдали на Марсе бури, которые охватывали всю планету всего за несколько дней.

По мнению ученых, Марс в начале развития Солнечной системы был гораздо больших размеров. Размеры планеты уменьшились в результате внешнего воздействия, например столкновения с каким-то космическим телом, которое вызвало образование Северного полярного бассейна. Куски поверхности, разрушенной взрывом, преодолев гравитационное поле Марса, были выброшены в комическое пространство.

Итак, не только размеры Марса могут представлять интерес. О Красной планете можно узнать еще много интересного, все зависит от нашего с вами желания. Много интересного можно узнать и о других планетах –и

Как Эратосфен измерил радиус земли. Греческий астроном Эратосфен первым вычислил радиус Земли: любопытные факты

Точность измерения Эратосфена для тех времён была просто удивительная

Эратосфен Киренский (276 год до н.э. - 194 год до н.э.) - греческий математик, астроном, географ и поэт.

19 июня 240 года до н.э. Эратосфен использовал скафис (чашу с длинной иглой), с помощью которой можно было определить под каким углом Солнце находится на небе. Это был день летнего солнцестояния в Александрии.

Неудовлетворенный познаниями, приобретёнными в Александрии, Эратосфен отправился в Афины, где так тесно сблизился со школой Платона, что обыкновенно называл себя платоником.

Результатом изучения наук в этих обоих центрах древнегреческого просвещения была очень разносторонняя, почти энциклопедическая эрудиция Эратосфена; он писал, кроме сочинений по математике, астрономии, геодезии, географии и хронологии, ещё трактаты «о добре и зле», о комедии и др.

Царь Птолемей III Эвергет тотчас же после смерти Каллимаха вызвал Эратосфена из Афин и поручил ему заведование великой Александрийской библиотекой. Эрастофен - автор многих трудов по математике, астрономии, геодезии, географии. Один из интересных фактов жизни Эратосфена – вычисление радиуса Земли.

Древние египтяне заметили, что во время летнего солнцестояния Солнце освещает дно глубоких колодцев в Сиене (ныне Асуан), а в Александрии - нет. Эратосфен использовал этот факт для измерения окружности и радиуса Земли.

После измерения угол оказался 7 градусов 12 минут, то есть 1/50 окружности. Поэтому Сиена отстает от Александрии на 1/50 окружности Земли. Расстояние между городами равнялось 5,000 стадиям, следовательно окружность Земли равнялась 250,000 стадий, а радиус тогда был 39,790 стадий.

Неизвестно какими стадиями пользовался Эратосфен. Если греческими (178 метров), то его радиус земли - 7,082 км, а если египетскими - 6,287 км.

Современные измерения дают для средний радиус Земли - 6,371 км.

В любом случае, точность измерения для тех времён просто удивительная!

Эратосфен прожил удивительную, насыщенную и долгую жизнь. На протяжении нескольких десятилетий оставался бессменным архивариусом Александрийской библиотеки. Он до последнего боготворил и больше всего на свете любил книги, источник знаний и ярчайших открытий. В старости, отстраненный от должности, ослепший и немощный, довел себя до крайней нищеты и уморил себя голодом в 194 г. до н.э.

Как сообщал портал «Знай.uа», астрономы открыли систему, в которой находятся сразу три землеподобные планеты. Более того, ученые обнаружили систему с двумя суперземлями.

Астрономам уже известно около 500 землеподобных планет. Проблема в том, что большинство из них либо слишком горячие, либо, наоборот, холодные, поэтому ученые продолжают поиск планет, похожих на Землю.

Как измерили радиус земли сообщение 7 класс. Как древний грек измерил радиус Земли (3 фото)

Древние греки, наблюдая за лунными затмениями, обнаружили, что Земля отбрасывает круглую тень на Луну. Таким образом они поняли, что наша планета круглая. В те же времена египтяне провели такое наблюдение, которое заключалось в том, что во время летнего солнцестояния, Солнце освещает дно даже самых глубоких колодцев.

В те времена (240 лет до нашей эры) жил известный греческий математик, астроном, географ и поэт - Эратосфен Киренский. Он получал свое образование в Александрии, но неудовлетворенный тем образованием, отправился в Афины, где учился в платоновской школе, и впоследствии стал называть себя платоником.
После получения образования, имея почти энциклопедические познания, Эратосфен начал свою научную деятельность, впоследствии став известным, благодаря своим работам. Так, в один прекрасный момент, царь Птолемей III пригласил Эратосфена из Афин в Александрию заведовать великой Александрийской библиотекой.

Одно из самых величайших открытий Эратосфена - вычисление радиуса Земли. Посчитал он радиус благодаря колодцам и знанию о том, что Земля круглая. Во время солнцестояния в Александрии Эратосфен замерил при помощи чаши с длинной иглой под каким углом находится Солнце по отношению к Земле в Сиене. После измерения угол оказался 7 градусов 12 минут, то есть 1/50 окружности. Стало быть Сиена отстоит от Александрии на 1/50 окружности Земли, то есть - в 5000 стадиях, следовательно окружность Земли равнялась 250000 стадиям, а радиус тогда 39790 стадиев.
Согласно подсчетам Эратосфен получил значение 6287 км, которое отличается от истинного значения всего на менее чем на 100 км.

Видео Опровержение вычислений радиуса Земли Эратосфеном

Каждый из нас изучал в школе много предметов: физику, химию, биологию, математику и другие. В этот список зачастую включалась и астрономия. Это интересная наука, рассказывающая нам про разные космические величины (расстояние от нашей планеты до Солнца, диаметр Земли, массу луны и иные), вселенские явления (черные дыры, звездопады, затмения и т. д.).

Согласитесь, что все это – очень важная и познавательная информация о том, что нас окружает. Но если кто-нибудь спросит нас о том, каков диаметр планеты Земля, мы вряд ли сможем правильно ответить. К сожалению, все, что мы учили в школе, имеет свойство постепенно забываться, если знания не поддерживать. Эта статья поможет возобновить некоторую «космическую» информацию.

Диаметр Земли

Считается, что этот показатель нашей планеты начал изучаться еще до Нашей эры. Знаменитый античный ученый-астроном Эратосфен, используя расстояние между городами и угол падения солнечных лучей, смог вычислить длину окружности нашей планеты, а потом – радиус и диаметр Земли. Так, средний показатель данной величины составляет примерно 12 756 километров. Согласитесь, что это достаточно много. Слово «средний» здесь употребляется, потому что Земля не имеет форму шара (но это и не эллипс, о котором в свое время так много говорили).

Это своеобразная вытянутая к полюсам форма, которую в настоящее время имеют обыкновение называть геоидом. Из-за такой «деформации» диаметр Земли по экватору отличается от соответствующего показателя по нулевому меридиану (вторая величина немного больше).

Другие важные параметры голубой планеты

Земля имеет очень большую и богатую историю, большую часть которой она хранит в себе и о которой, к сожалению, нам вряд ли доведется узнать. Нашей планете уже более четырех с половиной миллиардов лет. За это время она претерпела большое количество изменений. Земля является частью Солнечной системы и вращается по орбите вокруг ее центра – нашего светила. Расстояние до него от третьей планеты – примерно сто пятьдесят миллионов километров. Земля имеет всего один естественный спутник – всем известную Луну, которая оказывает значительное влияние на приливы на голубой планете. Длина экватора составляет примерно 40 076 километров, что почти на 44 километра больше длины меридиана (именно поэтому в зависимости от места измерения и меняется диаметр Земли).

Живая планета

Действительно, Земля в настоящее время является единственным изученным (местными учеными) местом во Вселенной, где есть живые организмы, которые появились здесь почти четыре миллиарда лет назад. Они обитают как на суше, так и в воде. А вода на нашей планете занимает более семидесяти процентов. Кроме наличия организмов, Земля также имеет свою жизнь. Она проявляется в движении тектонических плит: происходят извержения вулканов, сильные и слабые землетрясения. Это подтверждает тот факт, что наша Земля не останавливается в своем развитии и теперь. Никто не знает о том, какие еще сюрпризы подготовил нам дом людей – живая голубая планета.

Расстояние от Земли до Луны

Луна стала первым небесным телом, до которого удалось рассчитать расстояние от Земли. Считается, что первыми это сделали астрономы в Древней Греции.

Измерить расстояние до Луны пытались с незапамятных времен – первым это попытался сделать Аристарх Самосский. Он оценил угол между Луной и Солнцем в 87 градусов, поэтому вышло, что Луна ближе Солнца в 20 раз (косинус угла равного 87 градуса равен 1/20). Ошибка измерений угла привела к 20-кратной ошибке, сегодня известно, что это отношение на самом деле равно 1 к 400 (угол равен примерно 89.8 градусов). Большая ошибка была вызвана трудностью оценок точного углового расстояния между Солнцем и Луной с помощью примитивных астрономических инструментов Древнего мира. Регулярные солнечные затмения к этому времени уже позволили древнегреческим астрономам сделать вывод о том, что угловые диаметры Луны и Солнца примерно одинаковы. В связи с этим Аристарх сделал вывод, что Луна меньше Солнца в 20 раз (на самом деле примерно в 400 раз).

Для вычисления размеров Солнца и Луны относительно Земли Аристарх использовал другой метод. Речь идет о наблюдениях лунных затмений. К этому времени древние астрономы уже догадались о причинах этих явлений: Луна затмевается тенью Земли.

На схеме выше хорошо видно, что разность расстояний с Земли до Солнца и до Луны пропорциональна разнице между радиусами Земли и Солнца и радиусами Земли и её тени на расстояние Луны. Во времена Аристарха уже удалось оценить, что радиус Луны равен примерно 15 угловым минутам, а радиус земной тени составляет 40 угловых минут. То есть размер Луны получался примерно в 3 раза меньше размера Земли. Отсюда зная угловой радиус Луны можно было легко оценить, что Луна находится от Земли примерно в 40 диаметрах Земли. Древние греки могли лишь приблизительно оценить размеры Земли. Так Эратосфен Киренский (276 – 195 годы до нашей эры) на основе различий в максимальной высоте Солнца над горизонтом в Асуане и Александрии во время летнего солнцестояния определил, что радиус Земли близок к 6287 км (современное значение 6371 км). Если подставить это значение в оценку Аристарха насчет расстояния до Луны, то оно будет соответствовать примерно 502 тысяч км (современное значение среднего расстояния от Земли до Луны составляет 384 тысяч км).

Солнце - это колоссальный раскалённый шар, в центре которого происходит освобождение энергии из водорода. Водород трансформируется в гелий, а излучаемая энергия выделяется в космическое пространство. Люди в древности не зря обожествляли светило. Именно его энергия обеспечивает существование жизни на Земле.

Размеры Солнца

Диаметр

Солнце (Гелиос) - это ближайшая к нашей планете звезда. Она относится к категории «Жёлтых карликов». Подобно другим светилам, Гелиос не имеет прочной поверхности. Его первичным слоем принято считать фотосферу, излучающую энергию. А потому диаметр Солнца - ни что иное, как диаметр его фотосферы.

Измерить масштабы светила можно простым доступным способом. Для эксперимента необходимо тёмное помещение, куда солнечный луч проникает через маленькое отверстие. Плотную белую бумагу достаточно поставить напротив луча, и на поверхности листа появится крошечное изображение Солнца. Чем дальше будет бумага от отверстия, тем больше будет пятно. На расстоянии 107 см его диаметр составит 1 см. При удалении на 214 см возрастёт до 2 см. То есть диаметр настоящего светила в 107 раз меньше расстояния до Земли и составляет 1400000 км.

Учёные смогли определить точный диаметр Солнца в километрах, базируясь на эффекте под названием «Чётки Бейли». Чётками называют красные точки по окружности солнечного диска, которые становятся видимыми во время затмения. С их помощью астрономы точно выделили положение светила и смогли измерить его размеры.

Анализ исторических данных, дополненный регулярным современным мониторингом, показал, что диаметр Солнца подвержен изменениям. Так, в XVII веке светило было на 2 тыс.километров шире нынешнего. Астрономы установили, что звезда расширяется и сжимается в течение 160 минут. За этот же период меняется количество выбрасываемой энергии.

Радиус

Измерения длительности солнечных затмений и наблюдения за перемещением Меркурия и Венеры на фоне солнечного диска позволили учёным вычислить примерный радиус звезды. Он равен 695990 км.

Приборы на борту космических станций дали возможность уточнить расчёты. Исследования проводились методами гелиосейсмологии. При этом рассматривалось движение так называемых f-волн на поверхности Солнца. Этот способ вычислений дал несколько иной результат - на 300 км меньше (695700 км). Выявленная погрешность может иметь серьёзные последствия для изучения Солнца, его состава и активности.

Радиус будет иметь одинаковое значение во всех направлениях, поскольку Гелиос имеет правильную шарообразную форму.

Сравнение размеров небесных тел

Величину солнечного радиуса в астрономии применяют в качестве меры измерения габаритов других космических объектов:

• Полярная Звезда имеет 30 солнечных радиусов. Следовательно, она в 30 раз превышает параметры Солнца.
• Наша планета выглядит небольшой точкой на фоне главной звезды. Она в 109 раз уступает светилу по размеру.
• Зато крупнейшая планета Солнечной системы – Юпитер всего в 9,7 раза меньше Солнца.

Во Вселенной можно обнаружить звезды – гиганты, превосходящие во много раз наше светило. Крупнейшая звезда VY Canis Majoris, по мнению учёных, имеет 2100 диаметров Гелиоса.

Масса Солнца, её измерение и сравнение

Солнце - крупнейшее небесное тело в нашей звёздной системе (99,86% общей массы). На формирование массы солнца потребовалось почти 5 миллиардов лет.

Для измерения массы небесных тел разработаны три научных метода:

1. Гравиметрический. В этом способе применяют параметры измерений силы тяжести, которая характеризует поверхность измеряемого тела.
2. Третий закон Кеплера. Практикуется в том случае, если планета обладает, как минимум, одним спутником. Вычисления проводятся с учётом расстояния между планетой и её спутником, а также периода его обращения по орбите. Таким образом выясняется соотношение масс планеты и звезды.
3. Анализ заметных воздействий, вызываемых движением одних небесных тел относительно движения других.

В первую очередь с помощью геодезического метода выяснили массу нашей планеты. Она, по оценкам, составила 6*1024кг. Затем на основании Третьего закона Кеплера вычислили массу Луны – 73477*1022 кг. И в завершение узнали, чему равна масса Солнца - 19891*1030кг.

Солнечная масса стала абстрактной метрической единицей. Астрономы употребляют её для описания различных космических объектов. Самая гигантская известная звезда, Eta Carinae, оценивается в 150 масс Гелиоса.

Учёные составили прогноз солнечной активности на будущее. Опираясь на наблюдения за другими звёздами, они пришли к выводу, что звезда постепенно израсходует энергию фотосферы. Её размеры небывало расширятся. Ближайшие планеты - Меркурий и Венера будут поглощены. Возможно, что та же участь постигнет и Землю. Солнце преобразуется в Красного гиганта. Вслед за периодом роста последует катастрофическое сжатие. Светило сожмётся примерно до нынешних параметров Земли и будет именоваться Белым карликом.

Люди давным-давно догадывались, что Земля, на которой они обитают, похожа на шар. Одним из первых высказал мысль о шарообразности Земли древнегреческий математик и философ Пифагор (ок. 570—500 до н. э.). Величайший мыслитель древности Аристотель, наблюдая лунные затмения, подметил, что край земной тени, падающей на Луну, всегда имеет круглую форму. Это и позволило ему с уверенностью судить о том, что наша Земля шарообразна. Теперь же, благодаря достижениям космической техники, все мы (и не раз) имели возможность любоваться красотой земного шара по снимкам, сделанным из космоса.

Уменьшенным подобием Земли, ее миниатюрной моделью является глобус. Чтобы узнать длину окружности глобуса, достаточно обернуть его питью, а затем определить длину этой нити. По огромную Землю с мерной лептой по меридиану или экватору не обойдешь. Да и в каком бы направлении мы ни стали ее измерять, па пути обязательно появятся непреодолимые препятствия — высокие горы, непроходимые болота, глубокие моря и океаны...

А можно ли узнать размеры Земли, не измеряя всей ее окружности? Конечно, можно.

Известно, что в окружности 360 градусов. Поэтому, чтобы узнать длину окружности, в принципе достаточно измерить точно длину одного градуса и результат измерения умножить на 360.

Первое измерение Земли таким способом произвел древнегреческий ученый Эратосфен (ок. 276—194 до и. э.), живший в египетском городе Александрии, па берегу Средиземного моря.

С юга в Александрию приходили караваны верблюдов. От сопровождавших их людей Эратосфен узнал, что в городе Сиене (нынешнем Асуане) в день летнего солнцестояния Солнце в иол-день находится над головой. Предметы в это время не дают никакой тени, а солнечные лучи проникают даже в самые глубокие колодцы. Стало быть, Солнце достигает зенита.

Путем астрономических наблюдений Эратосфен установил, что в этот же самый день в Александрии Солнце отстоит от зенита на 7,2 градуса, что составляет ровно 1/50 часть окружности. (В самом деле: 360: 7,2 = 50.) Теперь, чтобы узнать, чему равна окружность Земли, оставалось измерить расстояние между городами и умножить его па 50. Но измерить это расстояние, пролегающее по пустыне, Эратосфену было не под силу. Не могли измерить его и проводники торговых караванов. Они лишь знали, сколько времени тратят их верблюды на один переход, и считали, что от Сиены до Александрии 5000 египетских стадий. Значит, вся окружность Земли: 5000 x 50 = 250 000 стадий.

К сожалению, мы не знаем точно длину египетской стадии. По некоторым данным, она равна 174,5 м, что дает для земной окружности 43 625 км. Известно, что радиус в 6,28 раза меньше длины окружности. Получалось, что радиус Земли, но Эратосфену,— 6943 км. Вот так более двадцати двух веков тому назад впервые были определены размеры земного шара.

По современным данным, средний радиус Земли составляет 6371 км. По почему средний? Ведь если Земля — шар, то идее земные радиусы должны быть одинаковыми. Об этом мы расскажем дальше.

Способ точного измерения больших расстояний впервые предложил голландский географ и математик Вилдеброрд Сиеллиус (1580-1626).

Представим себе, что необходимо измерить расстояние между точками А и Б, удаленными одна от другой на сотни километров. Решение этой задачи следует начать с построения на местности так называемой опорной геодезической сети. В простейшем варианте она создается в виде цепочки треугольников. Вершины их выбираются на возвышенных местах, где сооружаются так называемые геодезические знаки в виде специальных пирамид, и обязательно так, чтобы из каждого пункта были видны направления на все соседние пункты. А еще эти пирамиды должны быть удобны для работы: для установки угломерного инструмента — теодолита — и измерения всех углов в треугольниках этой сети. Кроме того, в одном из треугольников измеряется одна сторона, которая пролегает по ровной и открытой местности, удобной для линейных измерений. В результате получается сеть треугольников с известными углами и исходной стороной — базисом. Затем следуют вычисления.

Решение наминается с треугольника, содержащего базис. По стороне и углам вычисляются две другие стороны первого треугольника. Но одна из его сторон является одновременно стороной смежного с ним треугольника. Она служит исходной для вычисления сторон второго треугольника и так далее. В конце концов находятся стороны последнего треугольника и вычисляется искомое расстояние — дуга меридиана АБ.

Геодезическая сеть обязательно опирается на астрономические пункты А и Б. Методом астрономических наблюдений звезд определяются их географические координаты (широты и долготы) и азимуты (направления на местные предметы).

Теперь, когда известна протяженность дуги меридиана АБ, а также ее выражение в градусной мере (как разность широт астропунктов А и Б), не составит особого труда вычислить длину дуги 1 градуса меридиана путем простого деления первой величины на вторую.

Этот способ измерения больших расстояний на земной поверхности получил название триангуляции — от латинского слова «триапгулюм», что значит «треугольник». Он оказался удобным для определения размеров Земли.

Изучением размеров нашей планеты и формы се поверхности занимается наука геодезия, что в переводе с греческого означает «землеизмерение». Ее зарождение следует отнести к Эратосфсну. Но собственно научная геодезия началась с триангуляции, впервые предложенной Сиеллиусом.

Самое грандиозное градусное измерение XIX века возглавил основатель Пулковской обсерватории В. Я. Струве. Под руководством Струве русские геодезисты совместно с норвежскими измерили дугу» простиравшуюся от Дуная по западным областям России в Финляндию и Норвегию до побережья Северного Ледовитого океана. Общая протяженность этой дуги превысила 2800 км! В ней было заключено более 25 градусов, что составляет почти 1/14 часть земной окружности. В историю науки она -вошла под названием «дуги Струве». Автору этой книги в послевоенные годы довелось работать на наблюдениях (измерениях углов) на пунктах государственной триангуляции, примыкавших непосредственно к знаменитой «дуге».

Градусные измерения показали, что паша Земля не является в точности шаром, а похожа на эллипсоид, то есть она сжата у полюсов. У эллипсоида все меридианы представляют собой эллипсы, а экватор и параллели — окружности.

Чем длиннее измеряемые дуги меридианов и параллелей, тем точнее можно вычислить радиус Земли и определить ее сжатие.

Отечественные геодезисты промерили государственную триангуляционную сеть почти на половине территории СССР. Это позволило советскому ученому Ф. Н. Красовскому (1878-1948) более точно определить размеры и форму Земли. Эллипсоид Красовского: экваториальный радиус — 6378,245 км, полярный радиус — 6356,863 км. Сжатие планеты — 1/298,3, то есть на такую часть полярный радиус Земли короче экваториального (в линейной мере — 21,382 км).

Представим себе, что па глобусе с поперечником 30 см решили изобразить сжатие земного шара. Тогда полярную ось глобуса пришлось бы укоротить на 1 мм. Это так мало, что совершенно незаметно для глаза. Вот так и Земля с большого расстояния кажется совершенно круглой. Такой ее наблюдают космонавты.

Изучая форму Земли, ученые прийти к выводу, что она сжата не только вдоль оси вращения. Экваториальное сечение земного шара в проекции на плоскость дает кривую, которая тоже отличается от правильной окружности, правда совсем немного — на сотни метров. Все это свидетельствует о том, что фигура у нашей планеты более сложная, чем казалось раньше.

Теперь уже совершенно ясно, что Земля не является правильным геометрическим телом, то есть эллипсоидом. К тому же поверхность нашей планеты далеко не гладкая. На ней есть возвышенности и высокие горные хребты. Правда, суши почти в три раза меньше, чем воды. Что же в таком случае мы должны подразумевать подземной поверхностью?

Как известно, океаны и моря, сообщаясь друг с другом, образуют на Земле обширную водную гладь. Поэтому ученые условились принимать за поверхность планеты поверхность Мирового океана, находящегося в спокойном состоянии.

А как поступать в районах континентов? Что там считать поверхностью Земли? Тоже поверхность Мирового океана, мысленно продолженную под всеми материками и островами.

Вот эта фигура, ограниченная поверхностью среднего уровня Мирового океана, была названа геоидом. От поверхности геоида и ведется отсчет всех известных «высот над уровнем моря». Слово «геоид», или «землеподобный», специально придумало для названия фигуры Земли. В геометрии такой фигуры не существует. Близок по форме к геоиду геометрически правильный эллипсоид.

4 октября 1957 года с запуском в нашей стране первого искусственного спутника Земли человечество вступило в космическую эру. 11ачалось активное исследование околоземного пространства. При этом выяснилось, что спутники очень полезны и для познания самой Земли. Даже в области геодезии они сказали свое «веское слово».

Как известно, классическим методом изучения геометрических характеристик Земли является триангуляция. Но раньше геодезические сети развивали лишь в пределах материков, а между собой они не были связаны. Ведь на морях и океанах триангуляцию не построишь. Поэтому расстояния между материками были определены менее точно. За счет этого снижалась точность определения размеров самой Земли.

С запуском спутников геодезисты сразу поняли: появились «визирные цели» на большой высоте. Теперь можно будет измерить большие расстояния.

Идея метода космической триангуляции проста. Синхронные (одновременные) наблюдения спутника из нескольких отдаленных пунктов земной поверхности позволяют привести их геодезические координаты к единой системе. Так были связаны воедино триангуляции, построенные на разных материках, а заодно были уточнены размеры Земли: экваториальный радиус — 6378,160 км, полярный радиус — 6356,777 км. Величина сжатия — 1/298,25, то есть почти такая же, как у эллипсоида Красовского. Разница между экваториальным и полярным диаметрами Земли достигает 42 км 766 м.

Если бы наша планета была правильным шаром, а массы внутри нее распределены равномерно, то спутник мог бы двигаться вокруг Земли по круговой орбите. Но отклонение формы Земли от шарообразной и неоднородность ее недр приводят к тому, что над различными точками земной поверхности сила притяжения неодинаковая. Изменяется сила притяжения Земли — изменяется орбита спутника. И все, даже малейшие изменения в движении спутника с низкой орбитой — то результат гравитационного воздействия на него той или иной земной выпуклости или и падины, над которой он пролетает.

Оказалось, что наша планета имеет еще и слегка грушевидную форму. Ее Северный полюс приподнят над плоскостью экватора па 16 м, а Южный — примерно на столько же опущен (как бы вдавлен). Вот и получается, что в сечении по меридиану фигура Земли напоминает грушу. Она чуть-чуть вытянута к северу и приплюснута у Южного полюса. Налицо полярная асимметрия: Се пер нос полушарие нетождественно Южному. Так на основании спутниковых данных было получено самое точное представление об истинной форме Земли. Как видим, фигура нашей планеты заметно отклоняется от геометрически правильной формы шара, а также от фигуры эллипсоида вращения.

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

Для понятия движений земной коры и вулканизма, образова­ния минералов, пород и процессов, происходящих на поверхности Земли (выветривание, влияние климатических факторов, кругово­рот веществ в природе, образования почвы и др.), необходимо иметь представление о размерах, строении и физическом состоя­нии Земли.

Земля, третья от Солнца планета Солнечной системы , вращаю­щаяся вокруг нее по эллиптической орбите (близкой к круговой) со средней скоростью 29,765 км/с, на среднем расстоянии 149,6 млн. км за период, равный 365,24 средних солнечных суток, имеет спутник - Луну, вращающуюся вокруг Земли на среднем расстоянии 384 000 км.

Измерения различными методами показали, что Земля имеет не совсем круглую форму - она немного сплюснута в направле­нии полюсов. Форма Земли - геоид, приближенно - трехосный эллипсоид, сфероид.

Экваториальный радиус Земли (расстояние от центра Земли до экватора) равняется 6378,160 км, а полярный радиус (расстоя­ние от центра Земли до полюса) - 6356,777 км. За средний радиус Земли принимают 6371,032 км. Разница между этими ра­диусами составляет 21,383 км. Площадь поверхности Земли состав­ляет 510,2 млн. км2, объем - 1,083-1012 км2, плотность - 5518 кг/см3, масса -5976-1021 кг.

Земля обладает магнитным и тесно связанными с ним электри­ческими полями . Гравитационное поле Земли обусловливает сфе­рическую форму Земли, существование атмосферы.

В составе Земли преобладают железо (34,6 %), кислород (29,5%), кремний (15,2%), магний (12,7%). От поверхности Земли к центру возрастают давление, плотность и температура; давление в центре Земли составляет 3,6-10й Н/м2, плотность — около 12,5-103 кг/м3, температура - 4000-5000 °С. Основные типы земной коры - материковый и океанический; в переходной зоне от материка к океану развита кора промежуточного строения.

Большая часть поверхности Земли занята Мировым океаном (361,1 млн. км2, или 70,8%). Средняя глубина океана - около 3800 м, наибольшая - 11022 м (Марианский желоб в Тихом океане), объем воды- 1370 млн. км3, средняя соленость - 35 г/л.

Суша составляет 149,1 млн. км2 (29,2 %) и образует 6 матери­ков и острова. Она поднимается над уровнем Мирового океана в среднем на 875 м (наибольшая высота 8848 м - гора Джомо­лунгма (Эверест); горы занимают свыше 1/3 поверхности суши. Пустыни покрывают около 20 % поверхности суши, саванны и редколесья - около 20, леса - около 30, ледники - свыше 10%. Свыше 10 % суши занято сельскохозяйственными угодьями.

В течение длительного времени на Земле происходили процес­сы превращения и перемещения материи, в результате чего она расчленилась на ряд оболочек, или геосфер, последовательно сме­няющих одна другую. Различают следующие геосферы Земли : атмосферу, гидросферу и литосферу, за которой находятся проме­жуточная оболочка и ядро. Помимо перечисленных сфер выделя­ют еще биосферу.

Геосферы Земли очень различаются между собой по химичес­кому составу и физическим свойствам (температура, плотность, давление).

Атмосфера окружает Землю мощной газовой оболочкой высотой до 3 тыс. км, которую в зависимости от химического со­става и плотности химических элементов разделяют на тропосфе­ру, стратосферу, ионосферу.

Тропосфера размещена над поверхностью Земли на высоте 10-15 км. В состав воздуха тропосферы входят азот (78%), кислород (21%), углекислый газ (0,03%), аргон, неон, ксенон и др. Тропосфера характеризуется тем, что давление воздуха в ней с увеличением высоты уменьшается, а температура понижа­ется и на расстоянии 10-12 км от Земли достигает 55 °С. Воздух в тропосфере очень насыщен, здесь происходит наибольшее пере­мещение воздушных масс.

Стратосфера размещается на высоте 50-100 км. Она характе­ризуется разреженным воздухом.

Ионосфера расположена выше стратосферы. В ней очень раз­режен воздух и под влиянием ультрафиолетовых лучей Солнца происходит образование ионов, которые рассеиваются в космосе.

Гидросфера - это моря, океаны, озера, реки, подземные воды, ледники и снежные покровы. Она занимает до 71 % поверх­ности Земли. В состав гидросферы входит свыше 40 химических элементов, среди которых 85,45% кислорода, 10,63 % водорода, 2,06% хлора, 1,14% натрия и 0,72% других элементов. Гидро­сфера наиболее активно действует на перераспределение химичес­ких соединений в природе.

Биосфера - это пространство, занятое живыми организма­ми (в воздухе - до высоты 10 км, в океанах - до глубины 11 км), населяющими литосферу, гидросферу и атмосферу. По В. И. Вер­надскому, биосфера - это зона жизни.

На протяжении всех геологических периодов биосфера разви­валась и изменялась. Живая субстанция биосферы содержит до 75 % воды, почти 25 % сухого вещества и в нем 2 % зольных (несжигаемых, или минеральных) веществ. В органической суб­станции содержится 50 % углерода, ассимилированного с воздуха и воды.

Новый фактор, оказывающий мощное влияние на биосферу,- производственная деятельность человека, появившегося на Земле не менее 3 млн. лет назад.

Значительное влияние на биосферу оказывают климатические условия различных зон Земли . Максимальная температура по­верхности суши в тропических пустынях Африки и Северной Аф­рики- 57-58 °С, а минимальная в центральных районах Антарк­тиды - около 90 °С. Распределение по широте и высоте над уров­нем моря солнечной энергии, поступающей на Землю, вызвало в пределах географической оболочки закономерную смену климата, растительности, почв, животного мира, в результате чего образо­вались физико-географические пояса, физико-географические зоны, высотная поясность.

Образование Земли и начальный этап ее развития относятся к догеологической истории. Абсолютный возраст наиболее древ­них пород составляет свыше 3,5 млрд. лет. Геологическая история Земли делится на два неравных этапа: докембрий, занимающий около 5/6 всего геологического летоисчисления (около 3 млрд. лет), и фанерозой, охватывающий последние 570 млн. лет.

Из геосфер наиболее интересным для почвоведения являются зона осадочных пород, биосфера, кора выветривания и значитель­ная часть атмосферы (тропосфера) со средней толщиной 8- 18 км в зависимости от географической широты.

Тропосфера, биосфера и кора выветривания имеют прямое и побочное влияние на круговорот веществ в природе, на почвообразующие породы, почвы, которые покрывают значительную часть континентов Земли, на развитие растений, животных и деятель­ность человека.

Литосфера - внешняя сфера «твердой» Земли, включаю­щая, земную кору и часть верхней мантии,- имеет толщину по Ферсману до 1200 км. Наиболее глубокая ее часть - передотитовая оболочка - состоит преимущественно из минералов оливина и роговой обманки. Удельная масса ее достигает 3,6-4, а температура - 1200-1500 °С. Из химических элементов в ней преобладает кислород, кремний, железо, магний, кальций, хром, алюминий, ванадий.

Промежуточная оболочка, или мантия, находит­ся между литосферой и ядром и распространяется до глубины 2900 км. Эта оболочка подразделяется на две части - верхнюю, в составе которой преобладают кислород, кремний и, очевидно, магний, и нижнюю, в состав которой входят, главным образом, кислород, кремний, железо, магний и никель. Граница между эти­ми двумя слоями проходит на глубине 900 км.

Ядро Земли располагается с глубины 2900 км от поверх­ности Земли и до ее центра . Мнения ученых относительно со­става ядра расходятся. Одни считают, что ядро состоит, главным образом, из железа и никеля, другие - что состав ядра немного отличается от состава нижней мантии, но вещество там находится в сильно уплотненном, так называемом металлизированном со­стоянии.

Возможно, Вас так же заинтересует: