Qual è la circonferenza della terra all'equatore. La forma, le dimensioni e la geodesia del pianeta Terra

Come tutti i pianeti del sistema solare, la Terra è sferica. Prima di parlare delle sue esatte dimensioni, introduciamo alcuni importanti concetti geografici.

La terra ruota attorno a una linea retta immaginaria, la cosiddetta asse terrestre. Si chiamano i punti di intersezione dell'asse terrestre con la superficie terrestre poli. Ce ne sono due: nord e sud. Si chiama la linea di intersezione della superficie del globo con un piano passante per il centro della Terra perpendicolare all'asse terrestre equatore. Si formano piani che intersecano la superficie terrestre parallelamente al piano dell'equatore paralleli, e gli aerei che passano per due poli - meridiani.

A causa della rotazione attorno al proprio asse e della conseguente forza centrifuga, la Terra è leggermente appiattita ai poli e il suo semiasse maggiore (raggio equatoriale, r c) è quasi 21,4 km maggiore della distanza dal centro della Terra ai poli. Viene chiamata una tale palla appiattita ai poli sferoide o ellissoide di rivoluzione.

In Russia, l'ellissoide di F. N. Krasovsky viene utilizzato per lavori geodetici e cartografici (dal nome dello scienziato sotto la cui guida sono stati eseguiti i calcoli). Le sue dimensioni sono:

raggio equatoriale - 6378,2 km,
raggio polare - 6356.8,
lunghezza del meridiano - 40008,5 km,
lunghezza dell'equatore - 40075,7 km,
la superficie della Terra è di 510 milioni di km 2.

In realtà, la figura della Terra è ancora più complicata. Si discosta dalla forma regolare di uno sferoide a causa della struttura disomogenea dell'interno e della distribuzione irregolare della massa. Si chiama la vera figura geometrica della Terra geoide("terrestre"). Un geoide è una figura la cui superficie è ovunque perpendicolare alla direzione della gravità, cioè piombo.

La superficie del geoide coincide con la superficie piana dell'Oceano Mondiale (mentalmente estesa sotto i continenti e le isole). L'ascesa e la caduta del geoide sopra lo sferoide è di 500-100 m.

La superficie fisica della Terra, complicata da montagne e depressioni, non coincide con la superficie del geoide, ritirandosi da essa per diversi chilometri. La gravità si sforza costantemente di livellare la superficie della Terra, per portarla in linea con la superficie del geoide.

Tutti sanno che il pianeta Terra ha una forma rotonda. Ma poche persone possono dire quali dimensioni ha il pianeta. Qual è la circonferenza della terra lungo la linea equatoriale o lungo il meridiano? Qual è il diametro della Terra? Cercheremo di rispondere a queste domande nel modo più dettagliato possibile.

Per prima cosa, diamo un'occhiata ai concetti di base, che incontreremo rispondendo alla domanda sulla circonferenza della Terra.

Come si chiama l'equatore? Questa è una linea circolare che circonda il pianeta e passa per il suo centro. L'equatore è perpendicolare all'asse di rotazione terrestre. È ugualmente distante dall'uno e dall'altro polo. L'equatore divide il pianeta in due emisferi chiamati Nord e Sud. Svolge un ruolo importante nel determinare le zone climatiche del pianeta. Più vicino all'equatore, più caldo è il clima, perché queste aree ricevono più luce solare.

Cosa sono i meridiani? Queste sono le linee che dividono l'intero globo. Ce ne sono 360, cioè ogni frazione tra di loro è uguale a un grado. I meridiani attraversano i poli del pianeta. I meridiani sono usati per calcolare la longitudine geografica. Il conto alla rovescia parte dal meridiano zero, chiamato anche meridiano di Greenwich, poiché attraversa l'Osservatorio di Greenwich in Inghilterra. La longitudine è chiamata est o ovest, a seconda della direzione del conto alla rovescia.

Tempi antichi

La circonferenza della terra fu misurata per la prima volta nell'antica Grecia. Era il matematico Eratostene della città di Siena. A quel tempo era già noto che il pianeta ha una forma sferica. Eratostene osservò il Sole e notò che il Sole alla stessa ora del giorno osservato da Siene si trova esattamente allo zenit e ad Alessandria ha un angolo di deviazione.

Queste misurazioni furono fatte da Eratostene il giorno del solstizio d'estate. Lo scienziato ha misurato l'angolo e ha scoperto che il suo valore è 1/50 dell'intero cerchio, pari a 360 gradi. Conoscendo la corda di un angolo di un grado, la si deve moltiplicare per 360. Allora Eratostene prese l'intervallo tra due città (Siena e Alessandria) come lunghezza della corda, assunse che fossero sullo stesso meridiano, fece calcoli e chiamò la cifra 252 mila stadi. Questo numero indicava la circonferenza della terra.

Per quel tempo, tali misurazioni erano considerati accurati, perché non c'erano modi per misurare la circonferenza della Terra in modo più accurato. Gli scienziati moderni ammettono che il valore calcolato da Eratostene si è rivelato abbastanza accurato, nonostante:

queste due città - Siena e Alessandria non si trovano sullo stesso meridiano;
l'antico scienziato ricevette la cifra in base ai giorni del viaggio del cammello, eppure non camminavano in perfetta linea retta;
non si sa quale dispositivo abbia usato lo scienziato per misurare gli angoli;
non è chiaro quale fosse lo stadio utilizzato da Eratostene.

Tuttavia, gli scienziati sono ancora dell'opinione sull'accuratezza e l'unicità del metodo di Eratostene, che per primo misurò il diametro della Terra.

Nel Medioevo

Nel 17° secolo, uno scienziato olandese di nome Sibelius inventò un metodo per calcolare le distanze usando i teodoliti. Questi sono strumenti speciali per misurare gli angoli. usato nella geodesia. Il metodo Sibelius era chiamato triangolazione, consisteva nel costruire triangoli e misurarne le basi.

La triangolazione è praticata ancora oggi. Gli scienziati hanno diviso condizionatamente l'intera superficie del globo in sezioni triangolari.

Studi russi

Anche gli scienziati russi del 19° secolo hanno contribuito alla questione della misurazione della lunghezza dell'equatore. La ricerca è stata condotta presso l'Osservatorio di Pulkovo. Il processo è stato guidato da V. Ya Struve.

Se prima la Terra era considerata una palla di forma ideale, in seguito si accumularono fatti, secondo i quali la forza di attrazione terrestre diminuiva dall'equatore ai poli. Gli scienziati hanno cercato di spiegare questo fenomeno. C'erano diverse teorie. La più popolare era considerata la teoria della compressione della Terra da entrambi i poli.

Per verificare la correttezza dell'ipotesi, l'Accademia di Francia organizzò spedizioni nel 1735 e nel 1736. Di conseguenza, gli scienziati hanno misurato la lunghezza dei gradi equatoriali e polari in due punti del globo: in Perù e in Lapponia. Si è scoperto che all'equatore il grado ha una lunghezza più breve. Così, hanno scoperto che la circonferenza polare della Terra è inferiore alla circonferenza lungo l'equatore di 21,4 chilometri.

Oggi, dopo inconfondibili e accurate ricerche, è stato stabilito che la circonferenza della Terra lungo l'equatore è 40075,7 km, e lungo il meridiano - 40008,55 km.

È inoltre noto che:

il semiasse maggiore della Terra (il raggio del pianeta lungo l'equatore) è 6378245 metri;
il raggio polare, cioè il semiasse minore, è 6356863 metri.

Gli scienziati hanno calcolato la superficie della Terra e ha determinato la cifra di 510 milioni di metri quadrati. km. La terra occupa il 29% di quest'area. Il volume del pianeta blu è di 1083 miliardi di metri cubi. km. La massa del pianeta è determinata dal numero 6x10^21 tonnellate. La quota di acqua in questo valore è del 7%.

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Guarda un interessante esperimento che mostra come Eratostene riuscì a calcolare la circonferenza della Terra.

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E i meridiani sono definiti in modo abbastanza accurato. Fortunatamente, la scienza ha raggiunto un tale livello di sviluppo che ora non è difficile scoprire i parametri principali di qualsiasi corpo celeste. Tuttavia, la storia contiene molti fatti curiosi su come furono fatte le prime importanti scoperte. In particolare, parleremo di come le persone hanno appreso che il raggio medio della Terra è di 6371 chilometri.

Chi ha fatto i calcoli per primo?

Molte scoperte sono fatte per grande curiosità e curiosità. Queste qualità erano insite nell'uomo in ogni tempo e, almeno, l'antico greco Eratostene di Cirene non poteva essere rimproverato per la loro assenza. Questo uomo dotto divenne famoso come matematico, geografo, astronomo e poeta di talento, e anche come la prima persona a determinare il raggio della Terra. Accadde intorno al 240 a.C. Un giorno Eratostene, che lavorava nella Biblioteca di Alessandria, trovò un certo papiro che riportava un'interessante osservazione da parte degli egizi. Si diceva che nella parte meridionale dell'Egitto, a Siena (oggi questa città è conosciuta come Assuan), il 21 giugno a mezzogiorno, un palo posto verticalmente alla superficie terrestre smettesse di fare ombra, e i raggi del sole raggiungessero il fondo dei pozzi più profondi. In altre parole, il Sole è direttamente sopra la testa. Il curioso Eratostene decise di controllare queste informazioni ad Alessandria, per la quale, dopo aver atteso il 21 giugno, condusse un esperimento simile con un palo.

E cosa ne pensi? C'era un'ombra dal palo. Il nostro contemporaneo al suo posto, molto probabilmente, avrebbe alzato le spalle e deciso che gli egiziani avevano confuso qualcosa o leggermente esagerato, e avrebbero continuato a svolgere le sue faccende quotidiane. Ma Eratostene non si arrese così facilmente: misurò la lunghezza dell'ombra e, riflettendoci, giunse alla conclusione che la superficie terrestre è curva. Infatti, se fosse piatto, la luce del sole nello stesso giorno cadrebbe ovunque con la stessa angolazione. Decidendo di mettere alla prova le sue ipotesi, il greco assunse una persona per contare il numero di passi da Alessandria a Siena. In questo modo riuscì a fare dei calcoli e scoprì che il raggio della Terra è di 40.000 stadi. Se traduci questo valore in chilometri, ottieni 7000 km. È sorprendente che, dato il metodo di determinazione, l'errore fosse di soli 629 km - a quel tempo era abbastanza preciso.

Teorie moderne

Nonostante il raggio equatoriale medio della Terra (6378,137 km), il raggio dell'orbita, la distanza dal Sole e altri parametri del nostro pianeta siano ora calcolati con una precisione molto elevata, gli scienziati non hanno fretta di passare completamente a esplorazione dello spazio.

In particolare, nel 19° secolo, venne avanzata una curiosa ipotesi sui fattori che influenzarono la formazione delle montagne e degli oceani. Gli scienziati hanno suggerito che la causa probabile fosse il raggio variabile dell'orbita terrestre a causa dello spostamento delle placche tettoniche. Fino a poco tempo molti ricercatori hanno aderito a questo punto di vista e solo di recente (nel 2011) i risultati di un nuovo studio condotto da specialisti del Jet Propulsion Laboratory hanno completamente confutato questa ipotesi. Gli esperti hanno costruito un modello dettagliato del movimento degli oggetti geografici sulla superficie terrestre, concentrandosi sui dati ottenuti utilizzando i satelliti. Si è scoperto che anche se il raggio del nostro pianeta cambia, il tasso di tale cambiamento all'anno non supera 1/10 di millimetro.

Per comprendere i movimenti della crosta terrestre e il vulcanismo, la formazione di minerali, rocce e processi che si verificano sulla superficie terrestre (agenti atmosferici, l'influenza dei fattori climatici, la circolazione delle sostanze in natura, la formazione del suolo, ecc.), si è necessario avere un'idea delle dimensioni, della struttura e dello stato fisico della Terra.

Terra, il terzo pianeta dal Sole nel sistema solare, ruotando attorno ad essa in un'orbita ellittica (quasi circolare) con una velocità media di 29,765 km/s, ad una distanza media di 149,6 milioni di km per un periodo pari a 365,24 giorni solari medi, ha un satellite - la Luna, che ruota attorno la Terra ad una distanza media di 384.000 km.

Le misurazioni con vari metodi hanno dimostrato che la Terra non è del tutto rotonda: è leggermente appiattita verso i poli. La forma della Terra è un geoide, approssimativamente un ellissoide triassiale, uno sferoide.

Raggio equatoriale terrestre(distanza dal centro della Terra all'equatore) è 6378,160 km e il raggio polare (distanza dal centro della Terra al polo) è 6356,777 km. 6371,032 km è preso come raggio medio della Terra. La differenza tra questi raggi è di 21.383 km. La superficie della Terra è 510,2 milioni di km2, il volume è 1.083-1012 km2, la densità è 5518 kg/cm3 e la massa è 5976-1021 kg.

La terra ha un campo elettrico magnetico e strettamente correlato.. Il campo gravitazionale della Terra determina la forma sferica della Terra, l'esistenza dell'atmosfera.

La composizione della Terra è dominata da ferro (34,6%), ossigeno (29,5%), silicio (15,2%), magnesio (12,7%). Dalla superficie della Terra al centro aumentano la pressione, la densità e la temperatura; la pressione al centro della Terra è di 3,6-10 N/m2, la densità è di circa 12,5-103 kg/m3 e la temperatura è di 4000-5000°C. I principali tipi di crosta terrestre sono continentale e oceanica; nella zona di transizione dalla terraferma all'oceano si sviluppa una crosta di struttura intermedia.

La maggior parte della superficie terrestre è occupata dagli oceani(361,1 milioni di km2, o 70,8%). La profondità media dell'oceano è di circa 3800 m, la massima è di 11022 m (la Fossa delle Marianne nell'Oceano Pacifico), il volume dell'acqua è di 1370 milioni di km3, la salinità media è di 35 g/l.

La terra è 149,1 milioni di km2 (29,2%) e forma 6 continenti e isole. Sorge al di sopra del livello dell'Oceano Mondiale di una media di 875 m (l'altezza più alta è 8848 m - Monte Chomolungma (Everest); le montagne occupano oltre 1/3 della superficie terrestre. I deserti coprono circa il 20% della superficie terrestre, savane e foreste leggere - circa 20, foreste - circa 30, ghiacciai - oltre il 10% Oltre il 10% del territorio è occupato da terreni agricoli.

Per molto tempo sulla Terra sono avvenuti i processi di trasformazione e movimento della materia, a seguito dei quali è stata divisa in una serie di gusci, o geosfere, che si sono successivamente sostituite l'una con l'altra. Si distinguono le seguenti geosfere della Terra: atmosfera, idrosfera e litosfera, dietro le quali si trovano il guscio intermedio e il nucleo. Oltre a queste aree, si distingue anche la biosfera.

Le geosfere della Terra sono molto diverse per composizione chimica e proprietà fisiche (temperatura, densità, pressione).

Atmosfera circonda la Terra con un potente guscio gassoso alto fino a 3mila km, che, a seconda della composizione chimica e della densità degli elementi chimici, è suddiviso in troposfera, stratosfera e ionosfera.

La troposfera si trova sopra la superficie terrestre ad un'altitudine di 10-15 km. La composizione dell'aria della troposfera comprende azoto (78%), ossigeno (21%), anidride carbonica (0,03%), argon, neon, xeno, ecc. La troposfera è caratterizzata dal fatto che la pressione dell'aria al suo interno diminuisce con l'aumentare dell'altitudine e la temperatura diminuisce e ad una distanza di 10-12 km dalla Terra raggiunge i 55 °C. L'aria nella troposfera è molto satura, è qui che si verifica il massimo movimento delle masse d'aria.

La stratosfera si trova ad un'altitudine di 50-100 km. È caratterizzato da aria rarefatta.

La ionosfera si trova sopra la stratosfera. L'aria è molto rarefatta in essa e sotto l'influenza dei raggi ultravioletti del Sole si formano ioni, che sono dispersi nello spazio.

Idrosfera- si tratta di mari, oceani, laghi, fiumi, falde acquifere, ghiacciai e manti nevosi. Occupa fino al 71% della superficie terrestre. La composizione dell'idrosfera comprende oltre 40 elementi chimici, tra cui l'85,45% di ossigeno, il 10,63% di idrogeno, il 2,06% di cloro, l'1,14% di sodio e lo 0,72% di altri elementi. L'idrosfera influenza più attivamente la ridistribuzione dei composti chimici in natura.

Biosfera- questo è lo spazio occupato dagli organismi viventi (nell'aria - fino a un'altezza di 10 km, negli oceani - fino a una profondità di 11 km), che abitano la litosfera, l'idrosfera e l'atmosfera. Secondo V. I. Vernadsky, la biosfera è una zona di vita.

Durante tutti i periodi geologici, la biosfera si è evoluta e cambiata. La sostanza vivente della biosfera contiene fino al 75% di acqua, quasi il 25% di sostanza secca e il 2% di ceneri (non combustibili o minerali). La sostanza organica contiene il 50% di carbonio assimilato dall'aria e dall'acqua.

Un nuovo fattore che ha una potente influenza sulla biosfera è l'attività produttiva dell'uomo, apparso sulla Terra almeno 3 milioni di anni fa.

Le condizioni climatiche di varie zone della Terra hanno un impatto significativo sulla biosfera.. La temperatura massima della superficie terrestre nei deserti tropicali dell'Africa e del Nord Africa è di 57-58 °C e la minima nelle regioni centrali dell'Antartide è di circa 90 °C. La distribuzione in latitudine e altezza sul livello del mare dell'energia solare che entra nella Terra ha causato un cambiamento naturale del clima, della vegetazione, dei suoli, della fauna all'interno dell'involucro geografico, con conseguente formazione di cinture fisiografiche, zone fisiografiche, zonalità altitudinale.

La formazione della Terra e la fase iniziale del suo sviluppo appartengono alla storia pregeologica. L'età assoluta delle rocce più antiche supera i 3,5 miliardi di anni. La storia geologica della Terra si divide in due fasi disuguali: il Precambriano, che occupa circa 5/6 dell'intera cronologia geologica (circa 3 miliardi di anni), e il Fanerozoico, che copre gli ultimi 570 milioni di anni.

Tra le geosfere, le più interessanti per la scienza del suolo sono la zona delle rocce sedimentarie, la biosfera, la crosta alterante e una parte significativa dell'atmosfera (troposfera) con uno spessore medio di 8-18 km, a seconda della latitudine geografica.

La troposfera, la biosfera e la crosta atmosferica hanno un effetto diretto e collaterale sul ciclo delle sostanze in natura, sulle rocce formatrici del suolo, sui suoli che ricoprono una parte significativa dei continenti della Terra, sullo sviluppo delle piante, degli animali e delle attività umane.

Litosfera- la sfera esterna della Terra "solida", compresa la crosta terrestre e parte del mantello superiore, ha uno spessore di Fersman fino a 1200 km. La sua parte più profonda, il guscio di peredotite, è costituita principalmente da minerali di olivina e orneblenda. Il suo peso specifico raggiunge 3,6-4 e la temperatura è 1200-1500 °C. Tra gli elementi chimici predominano ossigeno, silicio, ferro, magnesio, calcio, cromo, alluminio e vanadio.

Il guscio intermedio, o mantello, si trova tra la litosfera e il nucleo e si estende fino a una profondità di 2900 km. Questo guscio è diviso in due parti: quella superiore, che è dominata da ossigeno, silicio e, ovviamente, magnesio, e quella inferiore, che consiste principalmente di ossigeno, silicio, ferro, magnesio e nichel. Il confine tra questi due strati corre a una profondità di 900 km.

Il nucleo della Terra si trova da una profondità di 2900 km dalla superficie della Terra al suo centro. Gli scienziati differiscono sulla composizione del nucleo. Alcuni credono che il nucleo sia costituito principalmente da ferro e nichel, altri - che la composizione del nucleo sia leggermente diversa dalla composizione del mantello inferiore, ma la sostanza si trova in un cosiddetto stato metallizzato altamente compattato.

Cosa significa la parola "equatore"?

Termine "equatore" associato alla parola latina aequator, che significa "equilibrio, equilibrio" . Allo stesso tempo, la sua interpretazione iniziale si correla con il più antico concetto proto-indoeuropeo di aik, tradotto come “liscio”.

Il termine è entrato nella lingua russa dalla Germania, da dove i nostri antenati hanno preso in prestito la parola tedesca Äquator.

Qual è l'equatore?

L'equatore è una linea immaginaria che circonda il nostro pianeta e passa per il suo centro. La linea è posta perpendicolare ed è alla stessa distanza dai poli nord e sud. Poiché il pianeta non ha una forma rigorosamente sferica, quando si designa l'equatore, gli scienziati hanno adottato un cerchio condizionale, il cui raggio è uguale al raggio medio della Terra.

Tutte le linee che passano a sud ea nord dell'equatore sono dette parallele e sono inferiori ad esso in lunghezza. Nella regione della linea equatoriale regna sempre l'estate calda e il giorno è uguale alla notte. Solo qui il Sole può essere al suo apice, cioè brillare rigorosamente in verticale rispetto alla superficie terrestre.

Dov'è l'equatore?

L'equatore divide la Terra negli emisferi australe e settentrionale e funge da punto di partenza per la latitudine geografica. La linea condizionale si estende attraverso 14 paesi, tra cui Ecuador, Brasile, Indonesia, Kenya, Congo. In alcuni luoghi, l'equatore passa in modo tale da dividere in due i singoli insediamenti e le caratteristiche geografiche.

In particolare, la capitale ecuadoriana di Quito, la città brasiliana di Macapa e il vulcano ecuadoriano Wolf si trovano direttamente sulla linea. Inoltre, l'equatore attraversa 33 isole dell'Indonesia, sul Lago Vittoria africano sul Rio delle Amazzoni.

Qual è la lunghezza dell'equatore?

Per fare ciò, doveva misurare il tempo durante il quale i raggi del Sole raggiungevano il pozzo nel suo cortile, quindi calcolare la lunghezza del raggio del pianeta e, di conseguenza, l'equatore. Secondo i suoi calcoli, la linea equatoriale era pari a 39.690 km, che, con un piccolo errore, corrisponde praticamente al valore moderno.

Successivamente, astronomi e matematici di molti paesi del mondo hanno cercato di calcolare la lunghezza dell'equatore. All'inizio del XVII secolo, lo scienziato olandese Snellius propose di determinare la lunghezza della linea senza tener conto degli ostacoli su di essa (colline, catene montuose) e nel 1941 il geometra sovietico Fyodor Krasovsky riuscì a calcolare la lunghezza di l'ellisse terrestre, che è attualmente lo standard per la ricerca scientifica.

La lunghezza effettiva dell'equatore, che è di 40.075,696 km, è stata presa come base dalle organizzazioni internazionali IAU e IUGG, tenendo conto di un errore di 3 metri, che riflette l'incertezza esistente nel raggio medio del pianeta.

Perché è necessario l'equatore?

L'equatore sulle mappe geografiche aiuta gli scienziati a fare calcoli, determinare la posizione di vari oggetti, navigare nelle zone climatiche della Terra. Essendo più vicina al Sole, la linea immaginaria riceve più luce solare, rispettivamente, più determinati territori si trovano dall'equatore, più sono freddi.

La lunghezza dell'equatore è uno dei valori metrici chiave del globo. È usato in geodesia e geografia, ed è anche usato in scienze come l'astrologia e l'astronomia.