Форма, размеры и геодезия планеты земля

Почему Земля вращается. Почему вращается Земля

«И все-таки она вертится!» — знамениты слова, которые приписывают Галилею. Наша планета вращается не только вокруг солнца, но и вокруг своей оси. Почему это происходит, гипотез выдвинуто немало, но к общему мнению ученые пока не пришли.

Впервые о вращении Земли вокруг своей оси написал Коперник в трактате 1543 года «Об обращении небесных сфер». А вот точный ответ на вопрос, почему это происходит, не найден до сих пор. Самая известная из гипотез связана с теорией возникновения Земли. По ней наша планета образовалась из облаков космической пыли, которые «сбившись в кучу» и образовали ядро или центр Земли. Далее к нему притягивались другие космические тела, при столкновении с которыми планета начала вращаться. И далее вращение происходит уже по инерции.Эта теория относится к возникновению не только Земли, но и остальных планет Солнечной системы. Эта гипотеза не может объяснить, почему шесть планет вращаются в одну сторону, а Венера – в прямо противоположную.Кроме того, вплоть до начала XX века считалось, что Земля вращается с постоянной скоростью, и период ее обращения даже принимали за единицу времени. Но в результате длительных наблюдений выяснилось, что вращения Земли неравномерны. Происходят годовые, полугодовые, месячные и полумесячные колебания скорости вращения, во время которых Земля ускоряет и замедляет свое вращение на тысячные доли секунды, из-за чего продолжительность суток то возрастает, то уменьшается. Это открытие опровергает теорию вращения Земли по инерции и гипотезу С.И. Брагинского, по которой наша планета представляется своеобразной динамо -машиной.Связывают причины вращения Земли с внешним воздействием на планету Солнца. Оно разогревает жидкие и газообразные субстанции планеты. Происходит это неравномерно и способствует возникновению «воздушных» и «морских» течений. А они в свою очередь взаимодействуют с земной корой, движут ее и влияют на ускорение и замедление вращения. Ученые установили, что в летний период (с июня по сентябрь ) Земля вращается быстрее, чем в другие сезоны. А после мощнейшей вспышки на Солнце 25 февраля 1956 года наша планета внезапно изменила скорость своего вращения.

Воздействие гравитации

Но сначала Луна располагалась в десятки раз ближе к нам, чем сейчас, и её гравитационное воздействие было таким сильным, что Земля ускорила своё вращение. Сутки на нашей планете длились всего два с половиной часа. А теперь представьте себе, что вы взяли в руки шар из теста (а именно такую консистенцию имела наша молодая планета) и начали его вращать. С увеличением скорости вращения ваш шар будет принимать всё более удивительные формы. Он станет уплощаться, пока не станет абсолютно плоским, верно? Именно это, согласно предположению исследователей, произошло с Землёй, пока Луна находилась рядом. Мало того, подобные метаморфозы вызвали внутри нашей планеты серьёзные геологические изменения, сопровождаемые землетрясениями и извержениями вулканов. Все эти катаклизмы создали удобную атмосферу для создания сложных химических соединений, настоящую гигантскую лабораторию, где смешиваются сотни элементов и одновременно происходят десятки тысяч сложнейших химических опытов. Наиболее смелое предположение, сделанное исследователями: именно в тот момент на Земле и зародилась жизнь.

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.

Радиус земли

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

Древние представления

Верное представление о том, почему Земля круглая (теперь уже научно доказанное и обоснованное) сложилось у людей не сразу и не одновременно. У различных народов, населявших нашу планету в давние времена, существовали разные теории её внешнего вида и строения. Вот некоторые из них.

• В Древней Индии представляли Землю как плоскость, покоящуюся на спинах трех слонов. Эти исполины находятся на огромной черепахе, а та, в свою очередь, на гигантской змее.
• Египтяне считали воплощением Солнца бога Ра, который на своей колеснице проносится по куполу неба. Земля в их представлении также была плоской.
• В Древнем Вавилоне бытовали представления о суше в виде огромной горы, на западе которой процветала Вавилония. Вокруг простиралось море, на которое опирается твердое небо (а в небесном мире также имелись вода и суша, только перевернутые).

Древняя Греция

У греков также были весьма интересные представления о строении Вселенной (современные ученые знают о них из поэм «Илиада» и «Одиссея»). Земля казалась им диском, напоминающим щит воина. Сушу омывает Океан со всех сторон.

Солнце проплывает по медному склону неба, что раскинулось над поверхностью. По мнению философа Фалеса, плоская Земля плавает в пузыре (который выглядит как полукруг).

Коперник

Земля круглая и она вертится! Так или почти так с уверенностью объявил – общенародно! – этот великий ученый, взорвав своими крамольными высказываниями весь церковный и научный мир того времени. А ведь и до этого ученые мужи, в частности, Эратосфен, утверждали, что наша планета имеет сферическую форму, и даже умудрились измерить её диаметр.

Однако вернемся к Копернику. Знаменитый польский астроном жил и творил в эпоху Ренессанса.

Своими наблюдениями он положил начало научной революции. Его работа, посвященная обоснованию гелиоцентрической схемы строения Вселенной, продолжалась более 40 лет, до самой его смерти в 1543 году. Интересно, что в книге Коперника «О вращении небесных сфер» (1543) дана оценка размеров планет и самого Солнца, расстояний между объектами, которые довольно близки к современным научным данным.

Почему Земля круглая?

Этот вопрос является очень распространенным вопросом среди ученых на сегодняшний день. Ведь это уже известный факт, что Земля – круглая и она не стоит на громадной черепахе. Несмотря на то, что ответ есть, возникают споры между учеными. Давайте разгадаем загадку, почему же круглая Земля? Мы объясним вам это!

Круглые все планеты и наша не является исключением. Круглыми являются также и звезды, и спутники наших планет. Причиной всему этому является гравитация. У каждого предмета есть своя сила тяжести и он может притягивать другие предметы и даже, свои части. Доказано, что чем больше предмет, тем больше его гравитация. Наша планета является огромной и поэтому она все притягивает к своему центру. Подпрыгивая на месте, мы падаем на Землю. С жидкостью происходит тоже самое. Возьмем, например, океаны или моря — они обрисовывают фигуру Земли.

Доказано, что гравитация есть в любых телах. Именно она формирует тело, преобразовывая его в шар. Запустив каплю воды в космос, мы получаем шар. Жидкость может формироваться в шар, но твердые тела не могут обладать такой возможностью из-за большой связи молекул в них. Именно поэтому твердые тела, например, астероиды, бесформенны.

Также мы должны понимать, что форма нашей планеты не идеальный шар. Ведь на ней есть и горы, и разнообразные впадины. Чем это объясняется?

Разница между радиусами Земли составляет девятнадцать километров, поэтому наша планета имеет форму сплюснутого шара. Получается, что Земля двигается вокруг своей оси. Когда мы едем на машине, уходя на поворот, машина тянет за собой и наше тело. Это влияние центробежной силы. Нужно учитывать, что скорость нашей планеты огромна. Но мы не можем этого заметить. Еще существует теория относительности, что и объясняет такие выводы – что наша Земля не идеальный шар, а сплюснутый.

Если бы вся поверхность Земли состояла только из воды, то она была бы идеально круглой. Но, мы знаем, что появление гор и впадин несамостоятельное. Причиной этого стала Луна. Она большого размера и у нее тоже есть гравитация. Расстояние между Луной и Землей небольшое. Луна меняет форму нашей планеты. Она меняет подземную кору, что и объясняет появление гор и впадин. Но эти изменения не очень заметны, потому что это дело не одного года.

Если вы нашли ошибку, выделите фрагмент текста с ней и нажмите Shift + E или, для того что бы информировать нас!

Форма Земли

Проекция Хаммера-Аитова

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.

Взгляните на другие планеты!

Земля отличается от других, и это бесспорно. В конце концов, у нас есть жизнь, и мы не находили пока планет с жизнью. Однако все планеты обладают схожими характеристиками, и было бы логично предположить, что если все планеты ведут себя определенным образом или демонстрируют конкретные свойства — особенно если планеты разделены расстоянием или сложились при различных обстоятельствах — то и наша планета аналогична.

Другими словами, если существует так много планет, которые образовались в разных местах и в разных условиях, но обладают схожими свойствами, вероятнее всего, и наша планета будет таковой. Из наших наблюдений стало ясно, что планеты круглые (а поскольку мы знали, как они образовались, мы знаем и почему у них такая форма). Нет никакой причины думать, что наша планета не будет такой же.

Плоскую планету (нашу или любую другую) будет настолько невероятно наблюдать, что перевернет практически все, что мы знаем о формировании и поведении планет. Это не только изменит все, что мы знаем о формировании планет, но и о формировании звезд (поскольку наше Солнце должно вести себя по-другому, приноравливаясь к теории плоской Земли), о скорости и движении космических тел. Короче, мы не просто подозреваем, что наша Земля круглая — мы это знаем.

Какой формы другие планеты

Земля отличается от других, и это бесспорно. В конце концов, у нас есть жизнь, и мы не находили пока планет с жизнью. Однако все планеты обладают схожими характеристиками, и было бы логично предположить, что если все планеты ведут себя определенным образом или демонстрируют конкретные свойства — особенно если планеты разделены расстоянием или сложились при различных обстоятельствах — то и наша планета аналогична.

Другими словами, если существует так много планет, которые образовались в разных местах и в разных условиях, но обладают схожими свойствами, вероятнее всего, и наша планета будет таковой. Из наших наблюдений стало ясно, что планеты круглые (а поскольку мы знали, как они образовались, мы знаем и почему у них такая форма). Нет никакой причины думать, что наша планета не будет такой же.

Плоскую планету (нашу или любую другую) будет настолько невероятно наблюдать, что перевернет практически все, что мы знаем о формировании и поведении планет. Это не только изменит все, что мы знаем о формировании планет, но и о формировании звезд (поскольку наше Солнце должно вести себя по-другому, приноравливаясь к теории плоской Земли), о скорости и движении космических тел. Короче, мы не просто подозреваем, что наша Земля круглая — мы это знаем.

Планета Земля

Земля — третья планета от Солнца, самая большая по величине и плотности и массе среди землеподобных планет Солнечной системы. Наша планета является единственной известной планетой во Вселенной, населённой живыми существами. Учённые установили, что Земля образовалась приблизительно 4,54 млрд. лет назад из дискообразной массы газа и космической пыли, оставшейся после формирования Солнца.

Изначально наша планета была расплавленной массой. Позже в атмосфере Земли начала накапливаться вода и поверхность затвердела. Падающие на Землю кометы приносили с собой лёд и воду и формировали океаны. За миллиарды лет астероиды существенно изменяли климат и рельеф нашей планеты.

Единственный спутник Земли — Луна — появился предположительно в результате касательного столкновения нашей планеты с небесным телом, по размерам близким Марсу. Часть этого астероида осталась на Земле, а часть была выброшена в околоземное пространство и образовала кольцо мелких астероидов, со временем давшее начало Луне. В наши дни Луна является причиной приливов и даже потихоньку замедляет вращение планеты.

В результате фотосинтеза в атмосфере Земли начал накапливаться кислород. Разнообразные слияния мелких клеток с крупными дало начало развитию сложных клеток (эукариотов). В свою очередь многоклеточные организмы, начал всё больше и лучше приспосабливаться к окружающим условиям существования. Благодаря озоновому слою, который поглощал ультрафиолетовое излучение, жизнь смогла выйти из океанов на поверхности Земли.

На протяжении миллионов лет поверхность нашей планеты постоянно изменялась, появлялись континенты. Они постоянно находились в движении и иногда соединялись в суперконтинент. Примерно 750 миллионов лет назад, старейший из суперконтинентов – Родиния, разделился на несколько частей и 600-540 млн. лет назад объединился в новый суперконтинент Паннотию, а позже в последний суперконтинент – Пангею, который начал раскалываться 180 миллионов лет назад.

Более семидесяти процентов поверхности Земли покрыто морями и океанами, остальную часть поверхности планеты занимают острова и континенты. Земная кора поделена на несколько тектонических плит, которые перемещаются по поверхности планеты в течение сотен миллионов лет.

Диаметр нашей планеты приблизительно равен 12742 км. Форма Земли вовсе не шар как считают многие, а эллипс – овал с широкой частью на экваторе. Вращение планеты создало экваториальную выпуклость, поэтому диаметр экватора на 43 километра больше, чем диаметр между полюсами планеты.

Самой высокой точкой нашей планеты является гора Эверест (8848 метров над уровнем моря), а самой низкой точкой является — Марианская впадина (10 911 м под уровнем моря). Но из-за выпуклой формы экватора, высочайшей точкой поверхности от центра планеты фактически считается вершина вулкана Чимборасо в Эквадоре.

Почему Земля сплюснута с полюсов?

Из всего вышесказанного теперь мы намерены рассмотреть некоторые отдельные аспекты всей темы. Теперь, когда мы узнали, какую форму имеет Земля на самом деле, интересно будет понять, почему так.

Повторимся: наша планета немного сплюснута с полюсов, а не является идеальным шаром. Почему так? Ответ прост, очевиден для всех, кто имеет начальные представления о физике. При вращении Земли вокруг своей оси в областях экватора возникают центробежные силы. Соответственно, на полюсах их быть не может. Так и образовалась разница в радиусе полярном и экваториальном: последний больше где-то на 50 км.

Теперь

Исаак Ньютон, физик, механик, математик и астроном, выдвинул теорию, что форма Земли не шар, а эллипсоид. Для доказательства совей мысли он предложил провести мысленный эксперимент. Необходимо прокопать две шахты к центру Земли: от полюса и от экватора. Шахты заливают водой. Длина шахт одинакова, если исходить из того, что форма – шар.  В противовес этому в шахте экватора на воду действует центробежная сила, а на полярную не действует. Для того, чтобы в двух шахтах было равновесие, шахта экватора должна быть длиннее.

В идеальном представлении можно считать, что Земля имеет форму шара, а радиус составляет 6 371, 3 километра. Эти параметры подходят для решения тех задач, точность которых не выше 0,5 процента. На самом деле планета не имеет ровную форму шара. Из-за своего вращения со стороны полюсов она приплюснута. Также различна высота материков, на поверхности впадины и горы. Приливы деформируют форму Земли : они зависят от движения Луны. Это уже не шар, когда центр находится в равном расстоянии от любой точки на поверхности. Здесь вводится понятие геоид. С греческого языка это переводят как “нечто, подобное Земле”. Это эллипсоид вращения, приплюснутый с полюсов. Его поверхность в некоторых местах выступает или прогибается. Геоид напоминает по форме подгнивающее яблоко: поверхность неровная, сама фигура слегка вытянутая.

В космонавтике и геодезии, где точность расчетов максимально важна, используют геоид или эллипсоид . С первым связывают систему астрономических координат, со вторым – геодезических.

Но и геоидом в полной мере Землю не считают. В случае, если бы поверхность планеты вся покрывалась океанами, и они бы не изменялись из-за приливов, тогда форма была бы геоидом. В реальности все иначе, поэтому для более точного определения вывели понятие: референц-эллипсоид.

В науке и при расчётах используют разные земные эллипсоиды и системы координат привязанные к ним.