Какая земля по форме в реальности. Так Земля круглая или плоская? Все, что мы знаем – миф

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

Заблуждения древних учёных

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

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

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

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

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

В XIX веке измерения силы тяжести в различных регионах также показали, что форма Земли представляет собой не эллипсоид вращения, а нечто более сложное . На многих островах притяжение оказывалось значительно большим, чем на материках. В связи с этим специалистам пришлось согласиться с тем, что уровень воды в морях и океанах может быть неодинаковой.

В ходе дальнейших исследований эксперты приняли термин "геоид", описывающий уникальную форму планеты.

Вышеупомянутое слово с древнегреческого языка переводится как "нечто, подобное Земле ". Это выпуклая замкнутая поверхность, параллельная поверхности воды в морях и океанах, когда они находятся в спокойном состоянии, и перпендикулярная к силе тяжести в любой точке. Такое понятие и его описание предложил немецкий математик Иоганн Бенедикт Листинг в 1873 году.

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

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

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

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

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

Также довольно интересным фактом о Земле является то, что ежегодно она становится на 1 000 тонн тяжелее. Это связано не только с популяцией живых организмов, но и с тем, что на её поверхность практически без остановки выпадает космическая пыль. Различные астероиды и другие сравнительно небольшие тела, приближаясь к Солнцу, разрушаются, тем самым загрязняя атмосферу и поверхность близлежащих планет. Исследователи считают, что этот факт не должен сильно настораживать и пугать человечество, так как в воздухе, которым дышат живые организмы, и так содержится огромное количество разнообразных веществ. Среди них азот, кислород, аргон, метан, гелий, неон, угарный газ и целый ряд других элементов.

Ученые отмечают, что истинная форма Земли имеет отличия и от геоида - слишком уж высокие отличия температур, солености морей и атмосферного давления... Возможно, новые спутники помогут разгадать эту загадку, и человечество забудет о шарообразных глобусах.

Игорь Рыжаков

Полет человека в космос – это величайшее событие в истории человечества. Что же увидели жители Земли глазами первых космонавтов? Перед глазами первого в мире космонавта Ю. А. Гагарина ближайший и дальний космос, лишенный воздушной, светорассеивающей среды, предстал как безмолвное царство нескончаемой ночи, вселенский покой и порядок, где на непроглядном фоне бархатной тьмы сияли крупные, выпуклые, холодные и немигающие звезды, бриллиантовыми и жемчужными подвесками смотрелись созвездия, алмазной россыпью более четко обозначились бесчисленные галактики и Млечный Путь. Вся голубая, в облаках и радужных ореолах Земля казалась плывущей в океане мироздания.

DIV_ADBLOCK179">

https://pandia.ru/text/78/303/images/image004_34.jpg" width="189" height="151 src=">.jpg" align="left" width="333" height="346 src=">В атмосфере Земли были видны различные слои яркости - результат ослепительного свечения воздуха, которое переходило в бушующее пламя самых различных расцветок с преобладанием багрового и синего цветов. Волшебное зрелище представляло полярное сияние над Антарктидой. Это были золотистые лучи, подобные зубцам гигантской короны. Столь же величественно смотрелись сверху и грозы, сверкания множества молний, серебристые облака и следы сгорающих в земной атмосфере метеоритов.

Рис.5. Карта, составленная с использованием космических снимков

По мере приближения к Земле наша планета видится нежно-голубой с обширными синими пятнами облаков, зелеными просторами лесов, желто-оранжевыми зонами степей и пустынь.

Мы живем с вами на планете Земля, которая несется в бесконечном просторе Вселенной, окруженная нежно-голубом ореолом. В представлении космонавтов картина космической бездны с планетами и звездами поражает воображение удивительными, непривычными, яркими, ослепительно чистыми красками. По фотографиям и, особенно, по описаниям космонавтов наша Земля в космосе выглядит как серебристо-синеватый шар, сияющий в темно-синем просторе мерцающих холодном светом звезд.

По мере приближения к Земле, наша планета видится нежно-голубой с обширными пятнами океанов и зелеными островами лесов, которые лежат между желто-оранжевыми зонами пустынь и степей.

Интересный факт. Космонавт признавался, что его захватила и очаровала картина космической бездны. Посмотришь на звезды - они неподвижны, а Солнце будто впаяно в бархат неба. Только Земля несется перед глазами. Захватывало дух от бесконечного простора. Вернувшись на Землю, А. Леонов нарисовал удивительную картину: высоко над планетой парит космонавт, закрывая своей тенью часть поверхности Земли. А какие удивительные, непривычные краски - чистые, ослепительно яркие.

Сейчас любой школьник скажет, что наша планета имеет шарообразную форму. И доказать это очень просто - фотографией Земли, сделанной из космоса впервые летчиком космонавтом в 1961 г.

Тысячи лет отделяют нас от тех времен, когда люди впервые задумались о форме Земли. По сохранившимся источникам, ученые по крупицам восстановили для нас, те далекие представления о форме нашей планеты. Какими они были? Вот некоторые из них.

Какими были первые представления древних людей о форме Земли?

В Древнем Египте считали, что бог Солнца возникает из безбрежных вод Океана, который является началом всех вещей. Он разъединяет силы Неба и Земли, и поэтому изображен между ними, поддерживающим руками звездное небо.

DIV_ADBLOCK181">

Египтяне, вся жизнь которых была связана с долиной Нила, представляли себе Землю продолговатой, протянувшейся с севера на юг, как дно длинного ящика. Небо простиралось над головой, «как шатер, чтобы жить в нем».

Рис. 7. Представление о форме Земли у древних вавилонян

В Древнем Вавилоне Землю рассматривали то как перевернутую лодку, то как «пирамидальный храм» в семь этажей, а иногда как большой купол или как пустотелую гору, поднимающуюся из пучин Океана.

Народы древней Индии представляли себе Землю плоской, лежащей на спинах трех слонов, которые плывут в безбрежном Океане на огромной черепахе.

Рис.8. Представления о форме Земли у древних индусов.

У древних китайцев существовали мифы о яйцеобразном мире. Однако Землю они представляли скорее квадратной, чем круглой.

Впервые мысль о том, что Земля не плоское, а объемное тело, появилась у древнегреческих ученых. Поначалу они считали, что Земля как некое «кругообразное» тело (барабан, диск) плавает в Океане. Эти представления сформировались не путем точных расчетов, а умозрительно, как философская теория.

Идею о шарообразной форме Земли впервые высказал древнегреческий ученым Парменид (около 540 или 520 гг. до н. э.), который считал, что форма шара идеальна.

Первое доказательство шарообразности Земли привел Аристотель, наблюдая ночью за тенью Земли на поверхности Луны.

Рис. 9. Постепенное перемещение тени Земли на поверхности Луны

По рисунку определите, какую форму имеет тень от Земли на поверхности Луны. О чем это свидетельствует?

С идеей Аристотеля был согласен знаменитый древнегреческий математик Архимед (около 2гг. до н. э.). Он считал, что раз на Земле есть высокие горы, равнины и глубокие впадины, то идеальным шаром она не может быть. Архимед первым предложит использовать терминсфероид , обозначающий фигуру, близкую к сфере , но не совсем идеальный шар. (Сфера – замкнутая поверхность, все точки которой равноудалена от центра; поверхность и внутреннее пространство шара.)

Идея «непогрешимой» круглой планеты существовала очень долго - до конца XVIII века. Но идеально правильным шаром Земля могла быть только в том случае, если бы она не вращалась вокруг своей оси. Тогда вещество, составляющее планету, расположилось бы равномерно вокруг ее центра.

Англичанин Исаак Ньютон (гг.) и голландец Христиан Гюйгенс (гг.) доказали, что Земля не может иметь формуправильного шара. Ведь если шарообразное тело долго и быстро вращается вокруг своей оси, то оно окажется сжатым у полюсов и вытянутым посередине. Такую форму назвали эллипсоид .

Рис. 10. Эллипсоид .

Земля сжалась у полюсов в далеком прошлом, когда, по одной из гипотез, она представляла собой неостывшее, пластичное тело. Экваториальная часть Земли удалилась от оси вращения, а полюса сблизились. В результате оказалось, что расстояние от центра до полюсов равно 6356 км, а от центра к экватору больше на 22 км, и составляет 6378 км.

DIV_ADBLOCK183">

(Геоид – от греческих слов g е - Земля, eidos - вид, т. е. имеющий вид Земли, замкнутая фигура, которую принимают за сглаженную фигуру Земли.)

Рис. 12. Неравномерное распределение массы земного вещества

Рис. 13. Геоид

Интересный факт . Внимательно рассматривая рисунок 12, нетрудно увидеть, что Северное и Южное полушария Земли асимметричны (от греческого а si тте tri - несоразмерность, нарушение симметрии): одно не является зеркальным отражением другого. Чем объясняется эта асимметричность Северного и Южного полушарий Земли?

Установлено, что строение и состав пород, слагающий эти полушария, различны. Силы, направленные параллельно оси вращения (а именно: с юга на север), переместили массы земного вещества в этом же направлении. Поэтому плотность земного вещества Южного полушария уменьшается и при вращении оно испытывает большее сжатие, чем Северное. В результате этого Земля приобрела довольно своеобразную форму: у Южного полюса она слегка вогнутая, у Северного – выпуклая (Смотри рис.14). Специалисты придумали ей название: кардиоид - сердцевидная фигура.

DIV_ADBLOCK184">

Полярное сияние Геоид Горизонт Сфера Сфероид Эллипсоид

Проверьте свои знания

1. Опишите, как выглядит Земля из космоса.

Представьте себе, что вы вернулись из космического полета. У вас масса впечатлений. Все ждут от вас интересных рассказов. О каких впечатлениях, переживаниях вы расскажете?

2. Какие представления о форме Земли были у древних египтян?

3. Какие представления о форме Земли были у древних вавилонян, китайцев и индийцев?

4. Какие общие представления о форме Земли были у древнегреческих ученых? На чем они основывались?

5. Кто и как впервые доказал шарообразность Земли?

6. Какие поправки в идею шарообразности Земли внес Архимед? Как он назвал форму Земли?

7. Кто и как доказали, что Земля имеет форму эллипсоида?

8. Почему Земля не может быть правильным эллипсоидом, и какое название дали форме Земли?

9. Чем объясняется асимметричность Северного и Южного полушарий Земли и как называют такую форму нашей планеты?

10. Представьте, что Земля имеет форму диска или барабана, плавающих в Океане. Можно ли тогда совершить кругосветное путешествие? Почему?

11. Представьте себе, что вы совершаете свой первый космический полет. Пролетая мимо Земли, вы, несомненно, увидели бы, как она прекрасна и идеальна по форме. Почему в Космосе форма Земли воспринимается как шар?

§ 27. Что такое земная ось и каково значение вращения Земли вокруг нее

Земной осью называют воображаемую прямую линию, вокруг которой проходит суточное вращение Земли. Земная ось проходит через центр Земли и пересекает земную поверхность в географических полюсах. Своим северным концом она направлена на точку вблизи Полярной звезды.

Найдите и покажите ее на рисунке 15 земную ось и Полярную звезду.

Рис.15. Направление земной оси

Ось вращения Земли наклонена к плоскости ее орбиты под углом 66,5° (или 23,5° от вертикали). Этот наклон обеспечивает наиболее благоприятные условия для жизни на большей части Земли.

Земля вращается вокруг своей оси с запада на восток в том же направлении, в каком перемещается по орбите. Полный оборот вокруг своей оси Земля совершает за 24 часа, то есть за сутки.

Вращение Земли вокруг своей оси называют осевым или суточным.

Рис. 16. Вращение Земли вокруг своей оси

Осевое вращение Земли отклоняет тела, движущиеся горизонтально, в Северном полушарии - вправо, в Южном - влево. В результате этого происходит отклонение направлений постоянных ветров, смещение русел рек и размывание ими правых берегов в Северном полушарии и левых - в Южном.

Рис. 17 Долины рек в разных полушариях

По рисункам определите, в каких полушариях протекают эти реки. По каким признакам вы это определили?

Какое значение имеет смена дня и ночи для живых организмов?

Как вам известно, смена дня и ночи для живых организмов имеет огромное значение. Вы могли наблюдать, как в определенное время суток раскрываются и закрываются цветки одуванчика, календулы и других растений.

Лишь в немногих местах обитания (темных пещерах, нижних слоях почвы, на морской глубине) смена дня и ночи практически не влияет на живые организмы.

В течение суток активность большинства животных и растений значительно меняется. Это явление называется суточным ритмом , он обусловлен периодическими изменениями освещенности из-за вращения Земли вокруг своей оси.

Различие в освещенности и температуре в течение суток приводит к изменению интенсивности таких сложных процессов у живых организмов, как образование органических веществ, дыхание, испарение воды листьями растений.

Суточный режим жизни организма ярче всего проявляется в периодах бодрствования и сна, в необходимости смены активной деятельности и покоя. Во время сна идет восстановление жизненно необходимых процессов организма, предохраняющих его от истощения.

https://pandia.ru/text/78/303/images/image020_7.jpg" align="left" width="496" height="281 src=">

Рис. 19. Животные, ведущие разный образ жизни

Итак: Земля вращается вокруг воображаемой линии - оси, которая наклонена к плоскости орбиты под углом, равным 66,5°. Полный оборот вокруг своей оси наша планета совершает за период времени, который называют сутками. За это время период происходит смена дня и ночи.

Осевое вращение Земли отклоняет тела, движущиеся горизонтально: в Северном полушарии - вправо, в Южном - влево.

Смена дня и ночи у живых организмов сформировала суточные ритмы в чередовании периодов активности (бодрствования) и покоя (сна).

Осевое вращение Земли * Ось вращения Земли * Сутки * Суточное вращение Земли

* Суточные ритмы живых организмов

Интересный факт. Существует ряд опытов, подтверждающих вращение Земли вокруг своей оси. Один из них был разработан и продемонстрирован в 1851 г. французским физиком Жаном Фуко (гг.). Суть этого опыта заключается в следующем. Маятник - груз, свободно висящий на длинной нити, - при качании неизменно сохраняет плоскость своего качания. Такой маятник, прикрепленный к потолку высокого здания, перемещается в пространстве вместе с ним благодаря вращению Земли, но при этом продолжает сохранять направление своих колебаний.

Фуко, прикрепил к грузу маятника острие, а на полу, по кругу, насыпал песчаные валики. При качании маятника острие оставляло на песке новые и новые следы. В опытах Фуко в Париже длина маятника была 67 метров; а масса груза - 28 кг. Чем длиннее нить маятника, тем медленнее происходит качание. Чем дальше от экватора производится опыт, тем кажущееся отклонение маятника значительнее. На каждом из полюсов расхождение между начальным направлением качание маятника и направлением спустя час составляет 15°. На экваторе никакого отклонения маятника нет.

Опыт Фуко с 1931 г до недавнего времени демонстрировался в Санкт-Петербурге в Исаакиевском соборе. Длина маятника составляла 98 м; а груз имел массу 60 кг.

Броненосец" href="/text/category/bronenosetc/" rel="bookmark">броненосцы – почти всю жизнь.

Для некоторых людей достаточно и половинной дозы сна. Такими людьми, к примеру, были Петр I, Наполеон Бонапарт, Томас Эдисон.

Человек, долго лишенный сна, начинает видеть предметы как бы в кривом зеркале, сквозь туманную дымку. Он видит сновидения наяву. Нарушение ритма сна и бодрствования может привести не только к бессоннице , но и к заболеваниям сердечно-сосудистой, дыхательной и пищеварительной систем. Длительное (более 10 дней) лишение сна может привести к смерти.

Интересный факт. Под влиянием других планет Солнечной системы угол наклона земной оси увеличивается ежегодно на 0,468". Расчеты показывают, что этот угол будет увеличиваться примерно в течение 15000 лет, а затем начнет уменьшаться. Этим объясняются небольшие изменения направления оси вращения Земли.

Проверьте свои знания

1. Что называют осью Земли?

2. Выберите правильный ответ: ось Земли можно увидеть на карте; фотографии Земли в космосе; глобусе; компасе.

3. Что такое сутки? Чему они равны и как называют разное время суток?

4. Как можно наблюдать осевое вращение Земли?

5. Назовите следствия вращения Земли вокруг своей оси.

6. В чем проявляется суточный ритм у живых организмов ?

7*.На какие группы делятся живые организмы в зависимости от чередования у них периодов активности и покоя? Приведите примеры.

Нет, наверное, на нашей прекрасной планете человека, который хотя бы раз в жизни не задавал себе вопрос: "Какая форма у Земли?"

Этот вопрос волновал и многие ученые умы на протяжении всей истории человечества. Изучая историю нашей планеты, приходим к выводу, что представление о форме Земли складывалось у разных народов по разному. Но теперь очень трудно определить, у какого народа это представление было наиболее правильным. Достоверных древних документов, изучающих этот момент, сохранилось очень и очень мало. По большей части это легенды, предания, мифы.

Наиболее распространенное предание - это представление древних индейцев. Они представляли себе Землю плоской, лежащей на спинах слонов.

Сохранились ценные письменные документы жителей древней Вавилонии, возраст которых более 6 тысяч лет. Как известно, вавилоняне унаследовали свою культуру от других народов, более древних. Эти народы видели Землю в виде горы. На одном из склонов которой, а точнее на западном, Вавилония. Они точно знали, что на юге от Вавилонии есть море, а на восточной стороне горы. Древние народы боялись пересекать эти величественные горы, вот им и казалось, что Вавилония находится на западном склоне горы "мира". Вокруг горы море, а на море опирается небо (твердое по своей природе) - небесный мир. Небесный мир имел форму опрокинутой чаши. И там тоже есть своя суша, воздух и вода. Небесная суша - это созвездия Зодиака. Всего их двенадцать. По небесной суше движутся Солнце, которое бывает в каждом из созвездий около месяца, Луна и еще пять планет. Под Землей расположился ад - бездна, туда спускаются души умерших людей, зверей, птиц. Когда в Вавилонии ночь, Солнце находится в подземелье, опускается туда на западе, а начинает свой путь с восточного края. Древние вавилоняне свои представления о Земле составляли на основе наблюдений за природой. Но правильно объяснить не могли.

Древние евреи, жившие на равнине, представляли Землю равниной, на которой есть горы. Эти представления складывались от того, что евреи жили на равнинной территории. Они делили небо на верхний и нижний пояса. В верхнем поясе неба обитали небесные воды (снег, дождь, град), в нижнем поясе - ветры. Под Землей находились воды, которые питали реки и озера.

Однако наибольший вклад, в развитие представлений о форме Земли, внесли греки. В представлении Гомера, Земля выпуклый диск, напоминающий щит воина. Суша омывается рекой Океан. Над Землей - медный свод, по которому движется Солнце. Солнце каждый день поднимается из Океана с восточной стороны и опускается в воды на западе. Эти представления очень хорошо описаны в поэмах Гомера "Илиада" и "Одиссея".

Вселенная жидкая масса, внутри находится огромный пузырь, который имеет форму полусферы. Вогнутая поверхность - небесный свод, а нижняя океан, на поверхности которого в виде пробки плавает Земля. Так представлял строение мира философ Фалес (VI в. до н. э.).

По Анаксимандру Мелецкому - Земля отрезок колонны, на одном из оснований которой расположена жизнь.

Совершая далекие путешествия люди постепенно пришли к выводу, что Земля выпуклая. Выпуклость Земли подтверждалась наблюдениями за удаляющимися кораблями. Постепенно люди приходили к выводу, что Земля шарообразная.

Пифагор (р. ок. 580 - ум. 500 до н. э.) и его последователи, пожалуй, первыми стали считать Землю и другие планеты шаровидными.

Аристотель (IV в. до н. э.), наблюдая за лунными затмениями заметил, что тень от Земли, падающая на поверхность Луны всегда круглая. Он также отметил, что именно шар отбрасывает круглую тень.

Аристарх Самосский, живший в конце IV - первой половине III века до нашей эры, предположил, что Земля и все планеты вращаются вокруг Солнца, вопреки существовавшему мнению, что светило и все планеты движутся вокруг Земли. Однако он не смог подтвердить свое предположение фактами. И вот, понадобилось еще примерно 1700 лет, прежде чем польскому ученому Копернику удалось доказать это предположение.

Если бы наша планета находилась в равновесии, установившемуся под воздействием силы тяжести, не имела вращения вокруг собственной оси и состояла из однородного вещества. Вот тогда можно было бы сказать, что наша планета имеет Шарообразную форму. Но Земля вращается. Возникает центробежная сила, под ее влиянием появляется полярное сжатие. Земля принимает форму сфероида, точнее эллипсоида вращения.

Изучая закон всемирного тяготения, в конце XVII начале XVIII веков И. Ньютон теоретически обосновал сжатие Земли. Затем это было доказано практически по разности качания маятника на разных широтах.

Проводились многочисленные геодезические измерения, предлагались различные значения размеров земной формы. В советское время с 1946 г. принят эллипсоид Ф. Н. Красовского, размеры которого: экваториальный радиус равен 6378245м, полярный радиус 6356863м, полярное сжатие 1:298,3. Разность между экваториальным и полярным радиусами Земли составляет всего 21382 метров. Если внимательно посмотреть на эти размеры, становится понятным, почему в географии форму Земли считают шарообразной.

Однако вернемся к нашим рассуждениям. Вещество, из которого состоит Земля неоднородно, масса распределяется неравномерно. Значит фигура Земли отклонятся от правильной формы сфероида, кроме того не нужно забывать и о действии гравитационного поля Галактики. Появляется новое обозначение формы Земли - геоид.

Термин «геоид» применительно к обозначению фигуры Земли, предложен в 1873 году немецким математиком Иоганном Бенедиктом Листингом. Эта геометрическая фигура наиболее точно отражала форму Земли, чем эллипсоид.

Геоид - фигура, которая совпадает со средней поверхностью Мирового океана (это уровенная поверхность). В каждой точке этой фигуры направление силы тяжести перпендикулярно к его поверхности. В связи с тем, что земная кора неоднородна, геоид имеет поднятия и опускания. Относительно эллипсоида Красовского поднятия не превышают 136 метров, опускания 162 метра. Поднятия расположены над океаническими впадинами, погружения равны материкам. Тяжелая океаническая базальтовая кора отклоняет силу тяжести в сторону океанов от более легкой материковой гранитной коры. Поднятия и опускания геоида зеркальны по отношению к действительному рельефу Земли.

При изучении движения искусственных спутников Земли установлена полярная асимметрия земного эллипсоида. Благодаря этому появились новые представления о форме Земли. Земля имеет сердцевидную форму, северный полюс ее приподнят, по сравнению с южным полюсом, примерно на 30 метров. Такую форму Земли называют кардиоид. И опять причина - воздействие гравитационного поля Галактики.

Таким образом, физическая поверхность твердой Земли отклоняется от поверхности эллипсоида. Максимальная высота физической поверхности над эллипсоидом 8848 метров (г. Джомолунгма), максимальная глубина 11022 метров (Марианская впадина).

Так какая же форма у Земли? Фигура Земли полностью зависит от распределения масс и плотностей в ее теле, точного математического выражения эта фигура не имеет. Точно определить ее невозможно, именно поэтому в геодезических измерения в России и некоторых других странах используется название квазегеоид. Это приближение к геоиду. Квазегеоид определяется по результатам измерений, совпадает с геоидом на территории Мирового океана. На суше приближается к форме геоида. Отклонения составляют от нескольких сантиметров на равнине и до двух метров в горах.

Какую форму имеет планета Земля?
 Имеет ли Земля форму шара? Этот вопрос один из самых древних в астрономии, можно даже сказать, что проблема формы и размеров Земли была той задачей, из которой родилась вся наука человечества.
 Опуская всевозможные предания народов мира о плоских и иных формах Земли, первое упоминание о сферической форме Земли содержится в дошедших до нас пересказах сочинений Фалеса Милетского (около 624–547 г. до н. э. ). Аналогичное мнение относится к мыслям Пифагора (ок. 570–500 г. до н. э. ) о мировой гармонии сфер.
 Его идеи в дальнейшем развивали многие последователи пифагорейской школы. Первые научные наблюдательные доказательства шарообразности Земли приведены Аристотелем (384–322 г. до н. э. ) в его сочинении «О небе » (ок. 360–340 г. до н. э. ). Аристотель указывает на круглую тень Земли во время лунных затмений и изменение высоты светил при перемещении с юга на север. Он впервые дал и оценку размеров земного шара, который много меньше по сравнениюс величиной звёзд: 400 000 стадий в окружности (60–75 тыс. км ).
 Первое в истории измерение размеров Земли произвёл греческий астроном Эратосфен Киренский (276–194 г. до н. э.) около 230 г. до н. э.
 Он знал, что в южном Египте в городе Сиена (Асуан), который лежит на северном тропике, в день летнего солнцестояния лучи Солнца падают вертикально, а предметы не отбрасывают тени. В этот же полдень он измерил высоту Солнца и у себя, в г. Александрии на берегу Средиземного моря, и обнаружил, что здесь Солнце отклонено от вертикали на 1/50 часть окружности (истинная разница по широте составляет 6°47 / или 1/53 часть). Зная расстояние между Александрией и Сиеной по земле (около 5000 стадий), Эратосфен весьма точно определил длину земной окружности в 252000 стадий (в зависимости от истинного значения египетской стадии это составляет от 36690 до 45000 км ).
 Позднее Эратосфен возглавил Мусейон (Дом Муз в Александрии, он же Музей), − крупнейший научный центр не только Египта, но и всего древнего мира. Он же первым создал и географические карты с обозначением на них меридианов и параллелей.
 Через полтора века, в 85 г. до н. э. другой александриец Посидоний применил принципиально иную методику градусного измерения дуги меридиана. Он наблюдал звезду Канопус, самую яркую в созвездии Киль, из двух разных мест, и по разнице её высоты над горизонтом получил величину окружности Земли в 180000 стадий (32400 км ).
 В 100 г. китайский учёный Цай Пи в сочинении «Гайтянь» («Покрывающее небо») описал Землю и небо, как две параллельные сферические поверхности, отстоящие друг от друга на 80000 ли (46080 км ).
 Индийский астроном и математик Ариабхата (476 г. ) в своём труде «Ариабхатиам » описал Землю, как вращающийся шар. Тем забавнее через 900 лет после Аристотеля и 800 лет после Эратосфена встречать в «Христианской топографии» Козьмы Индикоплова (550 г. ) рассуждения о плоской прямоугольной Земле, помещённой внутри Вселенной в виде ящика по образцу Скинии Завета божьего.
 В Китае попытка измерения длины дуги меридиана по методу градусных измерений была предпринята в 725 г . под руководством Нань Гун-шо. Расстояние между городами Хуанчжоу и Шанчай было измерено непосредственно, а разность широт конечных пунктов (более 2?) определялась по изменению высоты полюса мира.
 Через 100 лет, в 827 г . по приказу Багдадского халифа аль-Мамуна, известного как покровитель астрономии и точных наук, в пустыне Синджар между реками Тигром и Евфратом было выполнено градусное измерение дуги меридиана. Длины отрезков на местности измерялись с помощьюк олышков и веревочек, а на конечных пунктах базового расстояния определялись высоты звёзд. Длина 1° дуги меридиана составила 56,6 арабские мили (113 км , истинное значение − 111,8 км ). Таким образом, и китайцы, и арабы, как и древние греки, прекрасно знали истинные размеры сферической Земли.
 Между 1022–1024 гг . Бируни (973–1048 г.) применил метод измерения радиуса земного шара по величине понижения видимого горизонта и описал его в своём капитальном трактате «Геодезия » (1025 г.): «Я нашёл в земле индийцев [в Пенджабе] гору, возвышающуюся над широкой равниной, поверхность которой гладка, как поверхность моря. Я искал на вершине горы видимое место встречи неба и земли, то есть круг горизонта, и обнаружил его ниже линии восток-запад менее чем на треть и четверть градуса (34 угловые минуты). Затем я определил высоту горы (652,05 локтей). . . ». Из расчётов Бируни длина 1° дуги меридиана составляла 110275 м (истинное значение 110895 м для этой местности).
 Европейцы первыми в истории добились фактического подтверждения шарообразности Земли − им стало кругосветное плавание Магеллана и Эль Кано в 1519–1522 гг .
 Но первое измерение размеров Земли в Европе случилось через 17 веков (!) после Эратосфена. Только в 1528 г . Жан Фернель путём подсчёта числа оборотов колеса экипажа измерил расстояние от Парижа до Амьена. Величина 1° дуги меридиана у него составила
110,6 км .
 Ещё век спустя, в 1614–1617 гг . голландский астроном Виллеброрд Снеллиус впервые применил метод триангуляции, когда линейная протяжённость большой дуги на поверхности Земли измеряется через систему последовательно сопряжённых треугольников. Его измерение
1° дало 107335 м .
 Наконец, в 1671 г . член Парижской академии Жан Пикар (1620–1682) опубликовал свой труд «Измерение Земли », в котором не только сообщил результаты высокоточных триангуляционных измерений в 1669–1670 гг. дуги Париж-Амьен (1° = 111210 м, истинное
значение 111180 м), но и высказал предположение о том, что истинная форма Земли − не шар!
 Буквально через год, в 1672 г . Жан Рише, проводя наблюдения Марса в Кайенне (Гвиана в Южной Америке, широта +5°), обнаружил явление замедления периода секундного маятника по сравнениюс его периодом в Париже. Это было первое инструментальное свидетельство уменьшения силы тяжести на экваторе . Это открытие вновь заострило бурный спор, имевший место в то время в европейской науке. Дело в том, что в соответствии с теорией всемирного тяготения Ньютона, вращающиеся тела (в том числе наша Земля) должны принимать форму сплюснутого эллипсоида, а по теории эфирных вихрей Декарта, напротив, вытянутого сфероида. Поэтому вопрос об истинной форме Земли для ньютонианцев и картезианцев был принципиально важен. Дыня или тыква, огурец или помидор, мандарин или лимон − эта дилемма имела воистину вселенское значение.
 Директор Парижской обсерватории Джованни Доменико Кассини (1625–1712 г.) с 1683 г. начал проводить новые обширные работы по градусным измерениям уже на длинной дуге − от нормандских берегов Франции на севере до испанской границы на юге. К сожалению, из-за
смерти Кольбера (министр финансов Людовика 14) и самого Кассини работы прерывались и были завершены его сыном Жаком Кассини (1677–1756 г.) только в 1718 г., а результаты опубликованы в 1720 г. Кассини также был картезианцем по своим взглядам и даже вступил в спор с Ньютоном, утверждая, что земной шар имеет вытянутую форму. Сам Ньютон давал теоретическую оценку сжатия Земли в 1/230 .
 Чтобы окончательно разобраться с «дынями», «помидорами» и прочими «лимонами», Французская академия наук в 1735 г . организовала две грандиозные по тому времени экспедиции к экватору и полярному кругу . В Лапландию(66° с. ш.) отправились Пьер Мопертюи и Алексис Клеро, где измерили дугу протяжённостью 57 / 30 // и получили длину 1° равной 57422 туаз (111,9 км ). В Перу под руководством академика Пьера Бугера (1698–1758) методом триангуляции была измерена дуга от +0°2 / 30 // с. ш. до?3°04 / 30 // ю.ш., по которой длина 1° составила 56748 туаз (110,6 км ). Результат этой экспедиции стал первым опытным подтверждением сплюснутости Земли, что могло иметь место в случае, когда Земля имеет форму эллипсоида вращения. В честь этого события была даже выбита медаль, на которой изображённый Бугер слегка опирался на земной шар и слегка его сплющивал.
 Первую теорию фигуры Земли предложил в 1743 г. Алексис Клод Клеро (1713–1765 г.). Теоремы Клеро устанавливают связь между формой Земли, её вращением и распределением силы тяжести на её поверхности , тем самым были заложены основы нового направления науки − гравиметрии.
 В 1841 г. Фридрих Бессель (1784–1846) установил для Земли форму сфероида со сжатием в 1/299,15 , а в 1909 г. Джон Хейфорд получил эллипсоид с экваториальным радиусом 6378,3884 км и сжатием 1/297,0 , который использовался в качестве стандарта до 1964 г.
 Фундаментальные определения были выполнены в 1940 г. Ф.Н.Красовским и А.А.Изотовым и опубликованы в 1950 г. Эллипсоид Красовского очень близок к современной системе астрономических постоянных, принятых Международным астрономическим союзом: экваториальный радиус Земли 6378160 ± 3 м , полярный радиус 6356779 м , сжатие 0,0033529 = 1/298,25 . При этом было введено и экваториальное сжатие 1/30000 . Таким образом, некоторым промежуточным приближением формы Земли служит трёхосный эллипсоид, у которого разница
между экваториальным и полярным радиусами составляет 21381 м , а экваториальные радиусы в направлении Африки и Бразилии отличаются на 200 м .
 На самом деле, истинная форма Земли на уровне точности в сотни метров уже не может быть представлена ни одной достаточно простой математической фигурой, и для её представления применяется понятие геоида . Геоид − условная поверхность равного потенциала (поверхность равновесия), совпадающая с поверхностью свободно покоящейся воды в открытом океане . Отклонения геоида от эллипсоида не превышают, как правило, 100 м. Тем не менее, при условном представлении отклонений реальной формы Земли от аналитической фигуры, эти отклонения напоминают по форме грушу: «шишка» на северном полюсе и «провал» в Антарктиде. С помощьюсовр еменных методов определения координат, в том числе и высоты над уровнем моря (спутниковые навигационные системы GPS, радиоинтерферометрические измерения и т. д.) реальная поверхность Земли описывается огромным массивом данных, при этом положение любого репера в трёхмерном пространстве может быть определено с точностьюдо сантиметра.
 Не надо путать форму Земли (геоид) с её реальной твёрдой поверхностью. Очевидно, что рельеф литосферы в океанах располагается ниже поверхности геоида, а на материках − выше (говорят: «высота над уровнем моря»). Самая глубокая (относительно геоида) точка литосферы расположена в Марианском желобе (?11022 м ), а самая высокая − г. Джомолунгма (8848 м ). Наибольший перепад высот рельефа находится около Южной Америки, где разница высоты Анд (гора Аконкагуа − 6960 м ) и прилегающего Чилийского желоба (максимальная глубина − 8180 м ) составляет 15140 м .
 Интересно напомнить, что форма Земли изменяется во времени. На ранних этапах существования Земли, как планетного тела, она вращалась вокруг своей оси значительно быстрее; предполагается, что древние земные сутки могли составлять 4-5 часов . Очевидно, что сжатие Земли в ту эпоху было значительно больше современного (попробуйте оценить самостоятельно − на сколько?). С течением времени скорость вращения Земли замедляется (примерно на 15 % за полмиллиарда лет), а её форма, соответственно, «округляется».
 На меньших отрезках времени и меньших масштабах по высоте существеннуюро ль играет геотектоника плит. Как известно, материки «плавают» по поверхности магмы, как льдины по воде, и, перемещаясь, искажают при этом форму геоида на величины ≈ 100 м за времена ≈ 200.10 6 лет.
 Наиболее «быстрыми» искажениями формы Земли являются приливы − гравитационные возмущения от Луны и Солнца. Наиболее известны эти возмущения в водной оболочке Земли, хотя присутствуют они и в атмосфере, и в литосфере. Теоретическая высота прилива (т. е. искажение формы геоида вследствие гравитационного возмущения от Луны) составляет около 50 см. Однако «приподнимание» «твёрдой» земной поверхности из-за упругости тела Земли существенно меньше (10–20 см). Наибольшуювеличину имеют водные приливы, связанные с воздействием на океаническую прилив ную волну мелкого дна и узостей береговой линии (до 18 м в заливе Фанди ). Провалы вследствие землетрясений, извержения вулканов и иные изменения ландшафта на форму Земли не влияют.

Кто сказал, что земля круглая? December 17th, 2014

Говорят, что вот такая …

Впрочем, гипотеза о том, что наша планета имеет форму шара, существовала очень давно. Первым эту мысль высказал ещё в VI веке до нашей эры древнегреческий философ и математик Пифагор. Другой философ, Аристотель, живший в Древней Греции двумя веками позже, привёл наглядные доказательства шарообразности: ведь во время лунных затмений Земля отбрасывает на Луну тень именно круглой формы!

Постепенно идея о том, что Земля - шар, висящий в пространстве и ни на что не опирающийся, распространялась всё шире. Прошли века, людям давно известно, что Земля не плоская и не покоится на китах или слонах… Мы обошли вокруг света, пересекли наш шарик буквально во всех направлениях, облетели его на самолёте, сфотографировали из космоса. Мы даже знаем, почему не только наша, но и все другие планеты, и Солнце, и звёзды, и Луна, и другие большие спутники именно «круглые», а не какой-нибудь другой формы. Ведь они большие, обладают огромной массой. Их собственная сила тяготения - гравитация - стремится придать небесным телам форму шара.

Если бы даже объявилась некая сила, большая, чем гравитация, которая придала бы Земле форму, скажем, чемодана, кончилось бы всё равно тем же: как только бы действие этой силы прекратилось, сила тяготения начала бы снова собирать Землю в шар, «втягивая» выступающие части, пока все точки поверхности не оказались бы на равном расстоянии от центра.

Давайте продолжим размышления на эту тему …

Не шар!

Ещё в XVII веке знаменитый физик и математик Ньютон, сделал смелое предположение, что Земля - никакой не шар, вернее, не совсем шар. Предположил - и математически это доказал.

Ньютон «пробурил» (разумеется, мысленно!) до центра планеты два сообщающихся канала: один от Северного полюса, другой - от экватора, и «заполнил» их водой. Расчёты показали, что вода установилась на разных уровнях. Ведь в полярном колодце на воду действует только сила тяготения, а в экваториальном - ей ещё противостоит центробежная сила. Учёный утверждал: для того чтобы оба столба воды оказывали на центр Земли одинаковое давление, то есть чтобы они имели равный вес, уровень воды в экваториальном колодце должен бы быть выше - по подсчётам Ньютона на 1/230 от среднего радиуса планеты. Иными словами, расстояние от центра до экватора больше, чем до полюса.

Чтобы проверить расчёты Ньютона, Парижская академия наук отправила в 1735 - 1737 годах две экспедиции: в Перу и в Лапландию. Участники экспедиции должны были измерить дуги меридиана - по 1 градусу каждая: одну - в экваториальных широтах, в Перу, другую - в полярных, в Лап ланд ни. После обработки данных экспедиций, руководитель северной, геодезист Пьер-Луи Мопертюи, объявил, что Ньютон прав: Земля сжата у полюсов! Это открытие Мопертюи увековечил Вольтер в… эпиграмме:

Посланец физики, отважный мореход,
Преодолев и горы, и моря.
Влача квадрант средь снега и болот,
Почти что превратившись в лопаря.
Узнал ты после множества потерь.
Что знал Ньютон, не выходя за дверь.

Напрасно Вольтер был столь язвителен: разве наука может существовать без экспериментальных подтверждений её теорий?!

Как бы то ни было, теперь мы точно знаем, что Земля сплюснута у полюсов (если угодно - растянута у экватора). Растянута, впрочем, совсем немного: полярный радиус составляет 6357 км, а экваториальный - 6378 км, всего на 21 км больше.

Похожа на грушу?

Однако можно ли назвать Землю пусть не шаром, но «сплюснутым» шаром, а именно эллипсоидом вращения? Ведь, как мы знаем, рельеф у неё неровный: есть горы, есть и впадины. Кроме того, на неё действуют силы притяжения других небесных тел, в первую очередь Солнца и Луны. Пусть их влияние невелико, но всё-таки Луна способна на несколько метров искривлять форму жидкой оболочки Земли - Мирового океана, - создавая приливы и отливы. Значит - в разных точках радиусы «вращения» разные!

К тому же на севере находится «жидкий» океан, а на юге - «твёрдый» материк, покрытый льдом - Антарктида. Получается, что Земля имеет не совсем правильную форму, напоминает грушу, вытянутую к Северному полюсу. А по большому счёту поверхность её настолько сложна, что вообще не поддаётся строгому математическому описанию. Поэтому для формы Земли учёные предложили особое название - геоид. Геоид является неправильной стереометрической фигурой. Его поверхность приблизительно совпадает с гладью Мирового океана и продолжается на материковой части. Та самая «высота над уровнем моря», которую указывают в атласах и словарях, отсчитывается именно от этой поверхности геоида.

Ну и по научному:

Гео́ид (от др.-греч. γῆ - Земля и др.-греч. εἶδος - вид, буквально - «нечто подобное Земле») - выпуклая замкнутая поверхность, совпадающая с поверхностью воды в морях и океанах в спокойном состоянии и перпендикулярная к направлению силы тяжести в любой ее точке. Геометрическое тело, отклоняющееся от фигуры вращения Эллипсоид вращения и отражающее свойства потенциала силы тяжести на Земле (вблизи земной поверхности), важное понятие в геодезии.

1. Мировой океан
2. Земной эллипсоид
3. Отвесные линии
4. Тело Земли
5. Геоид

Геоид определяется как эквипотенциальная поверхность земного поля тяжести (уровенная поверхность), приблизительно совпадающая со средним уровнем вод Мирового океана в невозмущённом состоянии и условно продолженная под материками. Отличие реального среднего уровня моря от геоида может достигать 1 м.

По определению эквипотенциальной поверхности, поверхность геоида везде перпендикулярна отвесной линии.

Геоид не геоид!

Если быть совсем честными, стоит признаться, что из-за различия температуры в разных точках планеты и солёности океанов и морей, атмосферного давления и прочих факторов поверхность водной глади не совпадает по форме даже с геоидом, а имеет отклонения. Например, на широте Панамского канала разница уровней Тихого и Атлантического океанов составляет 62 см.

На форме Земного шара сказываются и сильные землетрясения. Одно из таких 9-балльных землетрясений произошло 26 декабря 2004 года в Юго-Восточной Азии, на Суматре. Профессора Миланского университета Роберто Сабадини и Джорджио Далла Виа считают, что оно оставило «шрам» на гравитационном поле планеты, в результате чего геоид существенно прогнулся. Чтобы проверить это предположение, европейцы намерены отправить на орбиту новый спутник GOCE, оснащённый современной высокочувствительной аппаратурой. Надеемся, что вскоре он пришлёт нам точную информацию о том, какую форму имеет Земля сегодня.