Общепринято, что форма планеты Земля - шар . И долгое время именно так и считалось (об этом говорили Пифагор, Аристотель, Эратосфен). Но в 1687 году Исаак Ньютон исходя из своих расчётов опровергает эту теорию. А позже (1735 и 1743 г) измерение длины земных меридианов двумя французскими экспедициями подтверждает гениальную интуицию Ньютона.

Вещество, из которого состоит Земля неоднородно, масса распределяется неравномерно. Значит фигура Земли отклонятся от правильной формы шара, кроме на планету воздействует гравитационноео поле Галактики.

Факторы влияющие на форму Земли:
размерыв планеты,
распределение в ней плотностей,
скорость осевого вращения.

Поэтому исходя из анализа всей совокупности этих факторов и матеманических измерений, можно заключить, что форма Земли геоид - геометрически неправильное тело, ограниченное уровенной поверхностью ("приплюснута" у полюсов (Полярный радиус - 6356,8 км) и "выпуклая" на экваторе (Экваториальный радиус - 6378,1 км)). Конечно же ф изическая же поверхность Земли, осложненная горами и впадинами не совпадает и с поверхностью геоида, отступая от него на несколько километров (Максимальная высота физической поверхности над геоидом 8848 м (г. Джомолунгма), максимальная глубина 11022 м (Марианская впадина), поэтому сила тяжести все время стремится выровнять поверхность Земли, привести ее в соответствие с поверхностью геоида.

На основании изучения движения искусственных спутников Земли было установлено, что Земля имеет сердцевидную форму, т.е. северный полюс ее приподнят, по сравнению с южным, примерно на 30 м (полярная асимметрия ). Такую форму Земли предложено называть кардиоид .

Таким образом, точного математического обозначения форма земли не имеет, именно поэтому в геодезических измерения в России и некоторых других странах используется название квазегеоид. Это приближение к геоиду.

Земля вращается вокруг так называемой земной оси.

Земная ось - воображаемая прямая, проходящая через центр Земли. Ось пересекает поверхность Земли в двух точках: Северном и Южном полюсах. На равных расстояниях от полюсов проходит экватор (воображаемая линия, проводимая чрез центр земного шара и делящая его на два полушария: северное и южное). Линии соединяющие Северный и Южный полюса - меридианы. Мередианы можно провести через любую точку земного шара и они всега равны по длинне. А поперечные линии проведённые параллельно экватору - параллели (см. таблицу ) .

Меридианы и параллели образуют сеть (градусную сесть) с помошью которой можно определить положение какой-либо точки на поверхности Земли - найти её географические координаты. Параллели, являются показателем широты, а меридианы - показателем долготы.

Географическая широта - это величина дуги меридиана от экватора до заданной точки в градусах, географическая долгота - величина дуги параллели от нулевого меридиана до заданной точки. В большинстве стран за нулевой принят меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию, восточнее Лондона - он так и называется Гринвичским.

Географическое следствие формы и размеров Земли . Вследствие ее "шарообразной" формы угол падения солнечных лучей на земную поверхность уменьшается от экватора к полюсам, это определяет существование тепловых поясов : жаркого тропического, умеренных и холодных полярных (см. ).

Масса и размеры Земли определяют силу земного притяжения , способную удерживать атмосферу определенного состава и гидросферу, без которых невозможна жизнь.

Так как все другие планеты Солнечной системы, Земля имеет форму шара.

Форма Земли

Весомыми доказательствами шарообразной формы нашей планеты, можно считать очертание тени, которую бросает Земля во время лунного затмения, фотографии, сделанные из Космоса, а также градусные измерения.

Однако форма Земли намного сложнее, чем шар. Наша планета существенно отклоняется от классической формы сфероида, из-за неправильного распределения основных масс на поверхности и неоднородного строения недр. Истинная форма земли получала название геоид, несколько приплюснутый шар.

В процессе вращения Земли, возникла экваториальная выпуклость, поэтому диаметр экватора на 44 км больше, чем диаметр между полюсами Земли.

Отклонение формы Земли от идеального эллипса становит около 0, 17%, что позволяет называть форму планеты шаром, так как верхний придел позволительного отклонения становит 0, 22 %.

Ложные представления о форме Земли в прошлом

Во времена античности, люди были уверенны, что земля имеет форму плоского диска. Такое мнение было сформулировано на основе наблюдений горизонта - человеческий глаз действительно не может запечатлеть кривизну земной поверхности.

Известный философ Демокрит высказывал мнение о том, что земля имеет форму цилиндра, что пытался научно доказать в своих трудах. Первым ученым, который высказал предположение о сферичной форме нашей планеты, стал Плиний Старший, который жил в I веке н.э.

Гипотеза о сферичности Земли подтвердилась только в период Средневековья, когда первые европейские мореплаватели начали совершать путешествия по океанам. Однако сомнения о том, что Земля имеет форму шара, высказывались вплоть до начала 19 века.

Размеры Земли

О том, какими являются размеры нашей планеты, задумывались многие ученные во все времена. Точные цифры были получены только в период Великих географических открытий. Длина экваториального радиуса нашей планеты составляет 6378 тыс. км, длина полярного радиуса - 6356.

Мы видим, что полярный радиус несколько меньший по сравнению с экваториальным радиусом, так как Земля имеет форму приплюснутого шара.

Длина одного меридиана составляет 40008 тыс. км, длина экватора - 40007 км. Общая площадь земной поверхности равна 520 млн. км2. На основе закона о всемирном тяготении в 1798 году была вычислена точная масса Земли - 5.9742 × 1024 кг.

Впервые предположение о шарообразной форме Земли высказывали ещё античные мыслители. Они основывались на некоторых наблюдениях и философских представлениях о шаре как идеальной форме. Греческий учёный Эратосфен (273-192 гг. до н.э.) не только установил, что наша планета шарообразная, но и с помощью простых средств измерил её окружность и радиус (по Эратосфену, окружность земного шара равна 252 тыс. аттических стадий, то есть 39 690 км). Ученый утверждал, что если плыть от Пиренейского полуострова на запад, то можно достичь Индии. В середине XV в. Колумб, отправляясь на поиски западного пути в Индию, руководствовался именно этой идеей. В конце XVII - начале XVIII в. Исаак Ньютон теоретически обосновал, что под воздействием силы тяжести Земля должна быть сплюснута у полюсов и является эллипсоидом вращения.

Позднейшие геодезические и астрономические исследования позволили определить истинную форму и размеры Земли. Известно, что планета сформировалась под действием двух сил - силы взаимного притяжения её частиц и центробежной силы, возникающей из-за вращения планеты вокруг своей оси. Сила тяжести представляет собой равнодействующую этих двух сил. Степень сжатия зависит от угловой скорости вращения: чем быстрее вращается тело, тем больше оно сплющивается у полюсов.

Расстояние от центра планеты до экватора называется экваториальным радиусом и составляет 6378,2 км, а расстояние до полюса - полярным радиусом и равно 6356,8 км. Разница полярного и экваториального радиусов составляет примерно 21 км. Следовательно, наша планета действительно не похожа на ровный шар, а сплющена у полюсов и является эллипсоидом. Детальные измерения с помощью искусственных спутников показали, что Земля сжата не только на полюсах, но и по экватору (наибольший и наименьший радиусы по экватору отличаются на 210 м), а значит, является трехосным эллипсоидом. Согласно последним расчётам, этот эллипсоид несимметричен и по отношению к экватору - южный полюс расположен к экватору немного ближе, чем северный.

Истинную геометрическую форму Земли назвали геоидом - телом с воображаемой поверхностью, совпадающей с поверхностью спокойного океана, которая на суше мысленно продолжается под материками и островами.

Рельеф нашей планеты неровен - низменные равнины чередуются с высокими горными хребтами, а на дне океана обнаружены глубоководные впадины. Высочайшая точка на Земле - гора Джомолунгма в Гималаях - достигает высоты 8848 м. Самая глубокая впадина Мирового океана - 11 022 м - обнаружена в Марианском жёлобе Тихого океана. Таким образом, наибольшая амплитуда рельефа земной поверхности составляет примерно 20 км.

Определением размеров и формы Земли, измерениями на земной поверхности и их отображением на планах и картах занимается наука геодезия (от греч. geodaisia - землеразделение, где ge - Земля и daio - делю, разделяю). Данные о размерах и гравитационном поле Земли имеют большое значение для изучения космического пространства и запуска космических летательных аппаратов. Составленные геодезистами планы и карты необходимы для военных, строителей, геологов и многих других специалистов.

Мы все живем на прекрасной планете Земля, о которой человечество уже успело узнать очень многое, но еще больше по-прежнему скрыто от нас и ждет своего часа пока стремление человека к познанию, не раскроет все тайны нашего мира.

Общие сведения о планете Земля

Давайте вспомним, что нам известно о планете Земля. Земля единственная обитаемая планета в нашей солнечной системе, даже более того, единственная на которой есть жизнь. Земля – это третья по счету планета, если считать от Солнца, перед Землей еще две планеты Меркурий и Венера. Земля вращается вокруг Солнца и наклон оси вращения относительно Солнца составляет 23, 439281°, благодаря такому наклону мы можем наблюдать в течении года смену времен года. Расстояние от земли до солнца 149 600 000 км, чтобы поток света преодолел расстояние от Солнца до Земли ему нужно 500 секунд или 8 минут. У нашей планеты также имеется спутник, Луна, который вращается вокруг Земли, подобно тому, как Земля вращается вокруг солнца. Расстояние от Земли до Луны 384400 км. Скорость движение Земли по своей орбите составляет 29,76 км/сек. Земля делает полный оборот вокруг своей оси за 23 часа 56 минут и 4,09 секунд. Для удобства принято считать, что в сутках 24 часа, но что бы компенсировать оставшееся время в календаре раз в 4 года добавляется еще один день и этот год называют високосный. День добавляется в феврале месяце, в котором обычно 28 дней, в високосный год 29 дней. В году 365 дней и 366 дней при високосном годе это полный цикл смены сезонов (зима, весна, лето, осень).

Земные размеры и параметры

Теперь перенесемся из космоса к самой планете Земля. Для того что бы на планете возникла жизнь должно быть много факторов и условий которые и создают благоприятную среду обитания для бесчисленного множества живых организмов населяющих Землю. На самом деле, чем больше мы узнаем о нашем общем доме, тем отчетливее понимаем насколько сложным и совершенным организмом является планета Земля. Нет ничего лишнего, всему есть свое место, и своя важная роль отведена каждому.

Строение планеты Земля

Всего в нашей солнечной системе 8 планет, 4 из которых относятся к планетам земной группы и 4 к газовой группе. Планета Земля является самой крупной планетой земной группы и имеет наибольшую массу, плотность, магнитное поле и гравитацию. Структура Земли не однородна, и условно ее можно разделить на слои (уровни): земная кора; мантия; ядро.
Земная кора – самый верхний слой твердой оболочки Земли, он в свою очередь разделяется на три слоя: 1) осадочный слой; 2)гранитный слой; 3) базальтовый слой.
Толщина земной коры может быть в пределах от 5 - 75 км вглубь Земли. Такой разбег зависит от мест измерений, например на дне океана толщина минимальная, а на материках, на горных массивах максимальная. Как мы уже говорили, земная кора делится на три части, базальтовый слой был сформирован первым, поэтому является самым нижним, далее следует гранитный слой, который отсутствует на океаническом дне, и самый верхний осадочный слой. Осадочный слой формируется и видоизменяется постоянно и человек играет в этом не последнюю роль.
Мантия – слой, следующий после земной коры, который является самым объемным, порядка 83 % от всего объема Земли и примерно 67 % ее массы, толщина мантии достигает 2900 км. Верхний слой мантии, который составляет 900 км, называют магмой. Магма представляет собой расплавленные минералы, также выход жидкой магмы называют лава.
Ядро – это центр планеты Земля, состоит преимущественно из железа и никеля. Радиус земного ядра примерно 3500 км. Ядро также делят на внешнее ядро толщиной 2200 км, оно имеет жидкую структуру и внутреннее ядро, радиус которого около 1300 км. Температура в центре ядра близко 10000 °C, на поверхности ядра температура значительно ниже 6000 °C.

Форма Земли. Диаметр Земли. Масса Земли. Возраст Земли.

Если задать вопрос, «какой формы Земля?», услышим варианты ответов: круглая, шар, эллипсоид, но это не совсем так, для обозначения формы Земли был введен специальный термин Геоид. Геоид, по сути, представляет собой эллипсоид вращения. Определение формы планеты позволило точно установить диаметры планеты Земля. Да, именно диаметры Земли из-за неправильной формы их выделяют несколько:
1) средний диаметр Земли составляет 12 742 км;
2) экваториальный диаметр Земли 12756,2 км;
3) полярный диаметр Земли 12713,6 км.

Длина окружности по экватору составляет 40 075,017 км, а по меридиану несколько меньше 40 007,86 км.
Масса Земли довольно относительная величина, которая постоянно изменяется. Масса земли составляет 5,97219 × 10 24 кг. Масса увеличивается за счет оседания на поверхность планеты космической пыли, падения метеоритов и пр., благодаря чему масса Земли ежегодно увеличивается примерно на 40000 тонн. А вот из-за рассеивания газов в космическое пространство масса Земли снижается примерно на 100000 тонн в год. Также на потерю массы Земли влияет увеличение температуры на планете, что способствует боле интенсивному тепловому движению и утечке газов в космос. Чем меньше становится масса Земли, тем меньше ее притяжение и тем сложнее становится удерживать атмосферу вокруг планеты.
Благодаря методу радиоизотопной датировки ученым удалось установить возраст Земли, он составляет 4,54 миллиардов лет. Возраст Земли был более-менее точно определен еще в 1956 году, впоследствии с развитием технологий и методов измерений, немного корректировался.

Другие сведения о планете Земля

Площадь поверхности Земли составляет 510 072 000 км,² из которых водные просторы занимают 361 132 000 км², что составляет 70,8% поверхности Земли. Площадь суши 148 940 000 км² это составляет 29,2 % площади поверхности Земли. Из-за того что вода покрывает значительно больше поверхности планеты, логичнее было назвать нашу планету Вода.
Объем Земли равен 10,8321 х 10 11 км³.
Самая высокая точка поверхности земли над уровнем моря это гора Эверест высота, которой 8848 м, а самым глубоким местом в мировом океане считается Марианская впадина ее глубина 11022 м. Ну а если приводить средние значения, то средняя высота поверхности Земли над уровнем моря составляет 875 м, а средняя глубина океана 3800 м.
Ускорение свободного падения оно же ускорение силы тяжести в разных частях планеты будет немного отличаться. На экваторе g= 9,780 м/с² и постепенно увеличивается, достигая на полюсах g=9,832 м/с². Среднее значение ускорения свободного падения принято g = 9,80665 м/с²
Состав атмосферы планеты Земля: 1) 78,08 % -азот (N2); 2) 20,95 %-кислород(O2); 3) 0,93 %-аргон (Ar); 0,039 %- углекислый газ (СO2); 4) 1% водяного пара. В незначительных количествах присутствуют и другие элементы из периодической таблицы Менделеева.
Планета Земля настолько велика и интересна, что, несмотря на то сколько нам уже известно о Земле, она не перестает нас удивлять теми тайнами и непознанным с которым мы продолжаем сталкиваться.

Как древние народы представляли себе форму Земли? Какие доказательства подтверждают шарообразную форму Земли? Почему глобус называют точной моделью Земли?

1. Земля - шарообразное тело. Размеры Земли. Доказательством шарообразности Земли являются космические фотосъемки (рис. 7). Однако люди не сразу пришли к такому выводу. Понятие о форме и размерах Земли формировалось веками. Древние народы считали, что Земля плоская. Однако дальнейшие наблюдения показали, что Земля имеет другую форму. Затем воз­никло мнение о дискообразной выпуклой форме поверхности Земли.

Рис. 7. Космический снимок Земли.

В результате наблюдений у древнегреческих ученых возникла гипотеза о шарообразной форме Земли. (Какие наблюдения навели их на эту мысль?) Однако это мнение не сразу было принято. В конце средних веков, после кругосветных путешествий, было доказано, что Земля имеет шарообразную форму. Во время различных измерительных работ были определены длина меридиана и диаметр Земли. Но точными измерениями земной поверхности было установлено, что форма нашей планеты несколько отличается от шара. Полярный радиус Земли короче экваториального примерно на 21 км.
Это небольшая величина по сравнению со всем размером Земли. Поэтому стали считать, что Земля - шар средним радиусом 6371 км и длиной экватора 40 000 км.
По этому поводу возникает законный вопрос: «Почему мы не замечаем шарообразную форму Земли?» Причиной этому является то, что наблюдатель на открытой местности может видеть вокруг себя только очень малую часть земной поверхности (4-5 км). Поэтому на первый взгляд она нам кажется плоской.

2. Значение шарообразной формы Земли. Так как Земля круглая, то солнечные лучи по ней распределяются неравномерно. А на поверхность земного шара солнечные лучи падают под различным углом (рис. 8).

Рис. 8. Падение солнечных лучей на Землю под различным углом.

Вспомните, как падают солнечные лучи в полдень, утром и вечером? В какое время падают отвесно? Соответственно этому, как распределяется тепло по поверхности Земли?

В соответствии с тем, как изменяется угол падения солнечных лучей от экватора к полюсам, в таком же направлении изменяется и полу­чаемое земной поверхностью от Солнца количество тепла. Чем больше угол падения солнечных лучей, тем больше нагревается поверхность Земли. Поэтому на экваторе так жарко. По мере уменьшения к полюсам угла падения солнечных лучей уменьшается количество получаемого тепла.

Знание формы и размеров Земли необходимо также для создания точной ее карты. В настоящее время такие точные измерения получают с помощью спутников Земли.

1. Почему древние люди считали Землю плоской?

2. Каковы величины радиуса и экватора земного шара?

3. Почему не заметна шарообразность Земли?

4. Каково географическое значение шарообразной формы Земли?

5*. Есть ли на земном шаре места, где от прямостоящего предмета не падает тень?