Эволюция представлений о форме и размерах Земли

                                                                                   

   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 «триангулюм», что значит «треугольник». Он оказался удобным для определения размеров Земли.

    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 па такую часть полярный радиус Земли короче экваториального (в линейной мере — 21,382 км).

    Представим себе, что  на 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  пришли к выводу, что она сжата  не только вдоль оси вращения. Экваториальное сечение земного  шара в проекции на плоскость  дает кривую, которая гоже отличается  от правильной окружности, правда  совсем немного — на сотни  метров. Все это свидетельствует  о том, что фигура у нашей  планеты более сложная, чем казалось раньте.

    Теперь 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 уровенную поверхность Мирового океана, находящегося в спокойном состоянии.

    А как поступать в  районах континентов? Что там  считать поверхностью Земли? Тоже  уровенную 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 «земноподобный», специально придумано 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. Началось  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».

 

 

3.Современные представления

 

       Около 5 млрд. лет  на расстоянии 150 млн. км от Солнца  зародилась наша планета. При  падении на нее астероидных  тел вещество нагревалось и  дробилось. Первичное вещество сжималось  под действием силы тяготения, принимало форму шара, недра которого  разогревались. Земля в самом  начале своего существования  как планеты представляла собой  холодное газопылевое облако. Постепенно  за счет гравитационных сил  и энергии распада радиоактивных  веществ недра Земли стали  разогреваться. Когда температура  недр достигла уровня плавления  окислов железа и других соединений, начались активные процессы формирования  ядра и основных оболочек планеты. Тяжелые элементы, в основном  металлы погружались вниз, а легкие  по массе элементы поднимались  вверх и образовывали земную  кору. Происходили процессы перемешивания, шли химические реакции, более  легкие силикатные породы выдавливались  из глубины на поверхность  и образовали земную кору, тяжелые -  оставались внутри планеты. Разогревание сопровождалось бурной  вулканической деятельностью, при  этом пары и газы вырывались  наружу. В процессе вулканической  деятельности рождалась земная  атмосфера, а водяные пары конденсировались  в океанах. Экваториальный радиус ее, равен 6378 км, из-за центробежной силы, создаваемой суточным вращением, больше полярного на 21 км. Давление в центре Земли составляет 3 млн. атм., а плотность вещества - около 12г/см3.  

 

Форма и размеры Земли.  Земля имеет шарообразную форму. Ее диаметр около 12 750 км. Поскольку человек видит лишь небольшую часть Земли, земная поверхность кажется ему плоским кругом, ограниченным линией, где небо как бы соприкасается с Землей. Важным этапом в развитии теории о шарообразности земли является эпоха Великих географических открытий. С этого периода не стало сомнений в шарообразности Земли и в это же время была изготовлена первая модель Земли - глобус. Его автором являлся немецкий ученый Мартин Бехайм (1492 г.). С открытием Ньютоном силы тяжести и силы притяжения было доказано, что земля приплюснута с полюсов вследствие осевого движения и поэтому имеет фигуру не настоящего шара а фигуру эллипса или эллипсоида вращения. В 19 веке было установлено, что фигура Земли сложнее. Она отклоняется от правильной формы эллипсоида из-за неоднородности распределения масс. Фигура земли стала называться геоидом - подобный Земле. Геоид определяют как фигуру, поверхность которой совпадает с уровенной поверхностью Мирового океана или можно сказать, что это линия поверхности земли без водной оболочки. Следовательно, Земля является и шаром и эллипсом и геоидом.

 

4.Доказательства шарообразности  Земли

 

1.     При восходе Солнца его лучи освящают сначала облака и другие высокие предметы, тот же процесс наблюдается и во время заката.

2.     На ровной открытой поверхности или на берегу моря, удаляющиеся от наблюдателя предметы постепенно скрываются за линией горизонта.

3.     При подъеме вверх увеличивается кругозор. На ровной поверхности человек видит вокруг себя на 4 км, на высоте 20 м уже 16 км, с высоты 100 м кругозор расширяется на 36 км. На высоте 327 км можно наблюдать пространство диаметром 4000 км.

4.     Все небесные тела нашей солнечной системы имеют шарообразную форму и Земля в этом случае не исключение.

5.     Фотоснимки Земли из космоса. 

           Фигура  и размеры Земли имеют большое  географическое значение. Шарообразная  фигура Земли обусловливает уменьшение  угла падения солнечных лучей  на земную поверхность от экватора  к полюсам и образование нескольких  тепловых поясов. Тепловые пояса, в свою очередь, наряду с другими  факторами (величиной и массой  Земли, определенного расстояния  от Солнца) обуславливают закономерное  изменение многих природных процессов  и компонентов географической  оболочки по направлению от  экватора к полюсам, т.е. широтную  зональность. Размеры и масса  Земли предопределяют такую силу  земного притяжения, которая удерживает  атмосферу и гидросферу, без которых невозможно существование жизни.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

«Вестник древней истории»  1940, №1

 Савченко В.Н., Смагин В.П. «Начала современного естествознания. Концепции и принципы» Учебное пособие. Ростов-на-Дону. 2006.

Аруцев А.А., Ермолаев Б.В., Кутателадзе И.О., Слуцкий М. Концепции современного естествознания. Учебное пособие.  2004.

Куприн  А.Н   слово о карте 1987