Kolikšen je obseg zemlje na ekvatorju. Oblika, velikost in geodezija planeta Zemlja

Tako kot vsi planeti v sončnem sistemu je Zemlja sferična. Preden se pogovorimo o njegovih natančnih dimenzijah, uvedemo nekaj pomembnih geografskih pojmov.

Zemlja se vrti okoli namišljene ravne črte – t.i zemeljska os. Točke presečišča zemeljske osi z zemeljskim površjem se imenujejo drogovi. Dva sta: sever in jug. Presečišče površine globusa z ravnino, ki poteka skozi središče Zemlje pravokotno na zemeljsko os, se imenuje ekvatorja. Oblikujejo se ravnine, ki sekajo zemeljsko površino vzporedno z ravnino ekvatorja vzporednice in letala, ki potekajo skozi dva pola - meridiani.

Zaradi vrtenja okoli svoje osi in posledične centrifugalne sile je Zemlja na polih rahlo sploščena in njena velika polos (ekvatorialni polmer, r c) je skoraj 21,4 km večja od razdalje od središča Zemlje do polov. Takšna krogla, sploščena na drogovih, se imenuje sferoid oz elipsoid revolucije.

V Rusiji se elipsoid F. N. Krasovskega uporablja za geodetska in kartografska dela (poimenovana po znanstveniku, pod vodstvom katerega so bili izračuni izvedeni). Njegove dimenzije so:

ekvatorialni polmer - 6378,2 km,
polarni polmer - 6356,8,
dolžina meridiana - 40008,5 km,
dolžina ekvatorja - 40075,7 km,
Površina Zemlje je 510 milijonov km 2.

V resnici je podoba Zemlje še bolj zapletena. Zaradi nehomogene strukture notranjosti in neenakomerne porazdelitve mase odstopa od pravilne oblike sferoida. Pravi geometrijski lik Zemlje se imenuje geoid("zemeljski"). Geoid je lik, katerega površina je povsod pravokotna na smer gravitacije, t.j. odpor

Površina geoida sovpada z gladino svetovnega oceana (miselno razširjena pod celinami in otoki). Vzpon in padec geoida nad sferoidom je 500-100 m.

Fizična površina Zemlje, zapletena z gorami in depresijami, ne sovpada s površino geoida, ki se od njega umika več kilometrov. Gravitacija si nenehno prizadeva izravnati površino Zemlje, jo uskladiti s površino geoida.

Vsi vedo, da ima planet Zemlja okroglo obliko. Toda malo ljudi zna reči, kakšno velikost ima planet. Kakšen je obseg zemlje vzdolž ekvatorialne črte ali vzdolž poldnevnika? Kakšen je premer Zemlje? Na ta vprašanja bomo poskušali odgovoriti čim bolj podrobno.

Najprej si oglejmo osnovne koncepte, s katerim se bomo srečali pri odgovoru na vprašanje o obsegu Zemlje.

Kaj se imenuje ekvator? To je krožna črta, ki obkroža planet in poteka skozi njegovo središče. Ekvator je pravokoten na zemeljsko os vrtenja. Enako oddaljena je od enega in drugega pola. Ekvator deli planet na dve polobli, imenovani severna in južna. Ima pomembno vlogo pri določanju podnebnih območij na planetu. Bližje kot je ekvator, bolj vroče je podnebje, saj ta območja dobijo več sončne svetlobe.

Kaj so meridiani? To so črte, ki ločujejo ves svet. Teh je 360, to pomeni, da je vsak ulomek med njimi enak eni stopinji. Skozi poli planeta potekajo poldnevniki. Za izračun geografske dolžine se uporabljajo meridiani. Odštevanje se začne od ničelnega poldnevnika, ki se imenuje tudi Greenwich poldnevnik, saj poteka skozi Greenwich Observatory v Angliji. Zemljepisna dolžina se imenuje vzhodna ali zahodna - odvisno od smeri odštevanja.

Starodavni časi

Obseg zemlje so prvič izmerili v stari Grčiji. To je bil matematik Eratosten iz mesta Siena. Takrat se je že poznalo da ima planet sferično obliko. Eratosten je opazoval Sonce in opazil, da se sonce ob istem času dneva, ko ga opazujemo iz Syene, nahaja točno v zenitu, v Aleksandriji pa ima kot deviacije.

Te meritve je opravil Eratosten na dan solsticija poleti. Znanstvenik je izmeril kot in ugotovil, da je njegova vrednost 1/50 celotnega kroga, kar je 360 stopinj. Če poznamo tetivo kota ene stopinje, jo je treba pomnožiti s 360. Nato je Eratosten vzel interval med dvema mestoma (Sieno in Aleksandrijo) kot dolžino tetive, domneval, da sta na istem poldnevniku, opravil izračune in poklical številka 252 tisoč stopenj. Ta številka je pomenila obseg zemlje.

Za tisti čas takšne meritve so veljali za točne, ker ni bilo načinov, kako bi natančneje izmerili obseg Zemlje. Sodobni znanstveniki priznavajo, da se je vrednost, ki jo je izračunal Eratosten, izkazala za precej natančno, kljub dejstvu, da:

ti dve mesti - Siena in Aleksandrija se ne nahajata na istem poldnevniku;
starodavni znanstvenik je figuro prejel na podlagi dni kamelinega potovanja, a kljub temu niso hodili po popolnoma ravni črti;
ni znano, katero napravo je znanstvenik uporabljal za merjenje kotov;
ni jasno, kakšen je bil stadion, ki ga je uporabljal Eratosten.

Vendar pa so znanstveniki še vedno mnenja o natančnosti in edinstvenosti Eratostenove metode, ki je prvi izmeril premer Zemlje.

V srednjem veku

V 17. stoletju je nizozemski znanstvenik Sibelius izumil metodo za izračun razdalj z uporabo teodolitov. To so posebni instrumenti za merjenje kotov. uporablja v geodeziji. Sibeliusova metoda se je imenovala triangulacija, sestavljena je iz konstruiranja trikotnikov in merjenja njihovih baz.

Triangulacija se izvaja še danes. Znanstveniki so celotno površino zemeljske oble pogojno razdelili na trikotne dele.

ruske študije

K vprašanju merjenja dolžine ekvatorja so prispevali tudi znanstveniki iz Rusije v 19. stoletju. Raziskave so bile izvedene na Observatoriju Pulkovo. Postopek je vodil V. Ya Struve.

Če je prej Zemlja veljala za kroglo idealne oblike, so se pozneje nabrala dejstva, po katerih se je sila zemeljske privlačnosti zmanjšala od ekvatorja do polov. Znanstveniki so poskušali razložiti ta pojav. Teorij je bilo več. Najbolj priljubljena med njimi je veljala teorija stiskanja Zemlje z obeh polov.

Da bi preverila pravilnost hipoteze, je Francoska akademija v letih 1735 in 1736 organizirala odprave. Posledično so znanstveniki izmerili dolžino ekvatorialnih in polarnih stopinj na dveh točkah na svetu - v Peruju in na Laponskem. Izkazalo se je, da ima stopinja na ekvatorju krajšo dolžino. Tako so ugotovili, da je polarni obseg Zemlje manjši od oboda ob ekvatorju za 21,4 kilometra.

Danes je bilo po nezmotljivih in natančnih raziskavah ugotovljeno, da je obseg Zemlje vzdolž ekvatorja 40075,7 km, po poldnevniku pa 40008,55 km.

Znano je tudi, da:

velika polos Zemlje (polmer planeta vzdolž ekvatorja) je 6378245 metrov;
polmerni polmer, to je manjša polos, je 6356863 metrov.

Znanstveniki so izračunali površino Zemlje in določil številko 510 milijonov kvadratnih metrov. km. Zemljišča zavzemajo 29 % te površine. Prostornina modrega planeta je 1083 milijard kubičnih metrov. km. Maso planeta določa število 6x10^21 ton. Delež vode v tej vrednosti je 7 %.

Video

Oglejte si zanimiv poskus, ki prikazuje, kako je Eratostenu uspelo izračunati obseg Zemlje.

Niste dobili odgovora na svoje vprašanje? Predlagajte temo avtorjem.

In meridiani so precej natančno opredeljeni. Na srečo je znanost dosegla tako stopnjo razvoja, da zdaj ni težko ugotoviti glavnih parametrov katerega koli nebesnega telesa. Vendar zgodovina vsebuje veliko radovednih dejstev o tem, kako so bila narejena prva pomembna odkritja. Zlasti bomo govorili o tem, kako so ljudje izvedeli, da je povprečni polmer Zemlje 6371 kilometrov.

Kdo je prvi opravil matematiko?

Mnoga odkritja so narejena iz velike radovednosti in radovednosti. Te lastnosti so bile prisotne človeku ves čas in vsaj starodavnemu grškemu Eratostenu iz Cirene ni bilo mogoče očitati njihove odsotnosti. Ta učenec je zaslovel kot nadarjen matematik, geograf, astronom in pesnik ter tudi kot prva oseba, ki je določila polmer Zemlje. Zgodilo se je okoli leta 240 pr. Nekega dne je Eratosten, ki je delal v Aleksandrijski knjižnici, našel določen papirus, ki je poročal o zanimivem opazovanju Egipčanov. Rečeno je bilo, da v južnem delu Egipta, v Sieni (zdaj je to mesto znano kot Asuan), 21. junija opoldne, drog, navpično postavljen na zemeljsko površino, preneha mečevati senco in sončni žarki dosežejo dno. najglobljih vodnjakov. Z drugimi besedami, Sonce je neposredno nad glavo. Radovedni Eratosten se je odločil to informacijo preveriti v Aleksandriji, za kar je po čakanju na 21. junij izpeljal podoben poskus s palico.

In kaj mislite? Od droga je bila senca. Naš sodobnik bi na njegovem mestu najverjetneje skomignil z rameni in ugotovil, da so Egipčani nekaj zmedli ali nekoliko pretiravali, in bi se še naprej ukvarjal z vsakodnevnimi posli. Toda Eratosten se ni tako zlahka vdal: izmeril je dolžino sence in ob razmisleku prišel do zaključka, da je zemeljska površina ukrivljena. Pravzaprav, če bi bila ravna, bi sončna svetloba na isti dan padala povsod pod enakim kotom. Ko se je Grk odločil preizkusiti svoja ugibanja, je najel eno osebo, da je preštela število korakov od Aleksandrije do Siene. Na ta način je lahko naredil izračune in ugotovil, da je polmer Zemlje 40.000 stadijev. Če to vrednost prevedete v kilometre, dobite 7000 km. Presenetljivo je, da je bila glede na metodo določanja napaka le 629 km - takrat je bila precej natančna.

Sodobne teorije

Kljub dejstvu, da so povprečni ekvatorialni polmer Zemlje (6378,137 km), polmer orbite, razdalja do Sonca in drugi parametri našega planeta zdaj izračunani z zelo visoko natančnostjo, se znanstveniki ne mudi, da bi popolnoma prešli na raziskovanje vesolja.

Zlasti v 19. stoletju je bila postavljena ena radovedna hipoteza o dejavnikih, ki so vplivali na nastanek gora in oceanov. Znanstveniki so domnevali, da je verjeten vzrok sprememba polmera Zemljine orbite zaradi premika tektonskih plošč. Tega stališča so se do nedavnega držali številni raziskovalci, šele pred kratkim (leta 2011) pa so rezultati nove študije, ki so jo izvedli strokovnjaki iz Laboratorija za reaktivni pogon, to hipotezo popolnoma ovrgli. Strokovnjaki so zgradili podroben model gibanja geografskih objektov na zemeljski površini, pri čemer se osredotočajo na podatke, pridobljene s pomočjo satelitov. Izkazalo se je, da tudi če se polmer našega planeta spremeni, stopnja takšne spremembe na leto ne presega 1/10 milimetra.

Za razumevanje gibanja zemeljske skorje in vulkanizma, nastajanja mineralov, kamnin in procesov, ki se dogajajo na površini Zemlje (preperevanje, vpliv podnebnih dejavnikov, kroženje snovi v naravi, tvorba tal itd.), je je potrebno imeti predstavo o velikosti, strukturi in fizičnem stanju Zemlje.

Zemlja, tretji planet od Sonca v sončnem sistemu, ki se vrti okoli njega po eliptični orbiti (blizu krožne) s povprečno hitrostjo 29,765 km / s, na povprečni razdalji 149,6 milijona km v obdobju, ki je enako 365,24 povprečnih sončnih dni, ima satelit - Luno, ki se vrti okoli Zemlje na povprečni razdalji 384.000 km.

Meritve z različnimi metodami so pokazale, da Zemlja ni čisto okrogla – proti polom je rahlo sploščena. Oblika Zemlje je geoid, približno triosni elipsoid, sferoid.

Zemljin ekvatorialni polmer(razdalja od središča Zemlje do ekvatorja) je 6378,160 km, polarni polmer (razdalja od središča Zemlje do pola) pa 6356,777 km. Za povprečni polmer Zemlje je vzet 6371,032 km. Razlika med temi polmeri je 21,383 km. Površina Zemlje je 510,2 milijona km2, prostornina je 1,083-1012 km2, gostota je 5518 kg/cm3, masa pa 5976-1021 kg.

Zemlja ima magnetna in tesno povezana električna polja.. Gravitacijsko polje Zemlje določa sferično obliko Zemlje, obstoj ozračja.

V sestavi Zemlje prevladujejo železo (34,6 %), kisik (29,5 %), silicij (15,2 %), magnezij (12,7 %). Od površja Zemlje do središča se povečajo tlak, gostota in temperatura; tlak v središču Zemlje je 3,6-10 N/m2, gostota je približno 12,5-103 kg/m3, temperatura pa 4000-5000°C. Glavne vrste zemeljske skorje so celinska in oceanska; v prehodnem območju s celine na ocean se razvije skorja vmesne strukture.

Večino zemeljske površine zasedajo oceani(361,1 milijona km2 ali 70,8 %). Povprečna globina oceana je približno 3800 m, največja je 11022 m (Marianski rov v Tihem oceanu), prostornina vode je 1370 milijonov km3, povprečna slanost je 35 g/l.

Ozemlje meri 149,1 milijona km2 (29,2 %) in tvori 6 celin in otokov. V povprečju se dvigne nad gladino Svetovnega oceana za 875 m (najvišja višina je 8848 m - gora Chomolungma (Everest); gore zavzemajo več kot 1/3 kopne površine. Puščave pokrivajo približno 20 % kopnega, savane in svetli gozdovi - približno 20, gozdovi - približno 30, ledeniki - več kot 10% Več kot 10% zemljišča zavzemajo kmetijska zemljišča.

Dolgo časa so na Zemlji potekali procesi preoblikovanja in premikanja snovi, zaradi česar je bila razdeljena na številne lupine ali geosfere, ki so se zaporedoma zamenjale. Razlikujejo se naslednje geosfere Zemlje: atmosfera, hidrosfera in litosfera, za katerimi sta vmesna lupina in jedro. Poleg teh območij se razlikuje tudi biosfera.

Geosfere Zemlje se zelo razlikujejo po kemični sestavi in fizikalnih lastnostih (temperatura, gostota, tlak).

Vzdušje obdaja Zemljo z močno plinasto lupino, visoko do 3 tisoč km, ki je glede na kemično sestavo in gostoto kemičnih elementov razdeljena na troposfero, stratosfero in ionosfero.

Troposfera se nahaja nad zemeljskim površjem na nadmorski višini 10-15 km. Sestava zraka troposfere vključuje dušik (78%), kisik (21%), ogljikov dioksid (0,03%), argon, neon, ksenon itd. Za troposfero je značilno, da se zračni tlak v njej zmanjša. z naraščajočo nadmorsko višino se temperatura zniža in na razdalji 10-12 km od Zemlje doseže 55 °C. Zrak v troposferi je zelo nasičen, tu pride do največjega gibanja zračnih mas.

Stratosfera se nahaja na nadmorski višini 50-100 km. Zanj je značilen redek zrak.

Ionosfera se nahaja nad stratosfero. V njem je zrak zelo redčen in pod vplivom ultravijoličnih sončnih žarkov nastajajo ioni, ki se razpršijo v vesolju.

Hidrosfera- to so morja, oceani, jezera, reke, podtalnica, ledeniki in snežna odeja. Zavzema do 71 % zemeljske površine. Sestava hidrosfere vključuje več kot 40 kemičnih elementov, vključno z 85,45 % kisika, 10,63 % vodika, 2,06 % klora, 1,14 % natrija in 0,72 % drugih elementov. Hidrosfera najbolj aktivno vpliva na prerazporeditev kemičnih spojin v naravi.

Biosfera- to je prostor, ki ga zasedajo živi organizmi (v zraku - do višine 10 km, v oceanih - do globine 11 km), ki naseljujejo litosfero, hidrosfero in atmosfero. Po V. I. Vernadskem je biosfera območje življenja.

Skozi vsa geološka obdobja se je biosfera razvijala in spreminjala. Živa snov biosfere vsebuje do 75 % vode, skoraj 25 % suhe snovi in 2 % pepela (negorljivih ali mineralnih) snovi v njej. Organska snov vsebuje 50 % ogljika, asimiliranega iz zraka in vode.

Nov dejavnik, ki močno vpliva na biosfero, je proizvodna dejavnost človeka, ki se je na Zemlji pojavil pred vsaj 3 milijoni let.

Podnebne razmere različnih območij Zemlje pomembno vplivajo na biosfero.. Najvišja temperatura kopnega v tropskih puščavah Afrike in Severne Afrike je 57-58 °C, najnižja v osrednjih regijah Antarktike pa je približno 90 °C. Porazdelitev sončne energije, ki vstopa v Zemljo, v zemljepisni širini in višini nad morsko gladino je povzročila naravno spremembo podnebja, vegetacije, tal in prostoživečih živali znotraj geografskega ovoja, kar je povzročilo nastanek fiziografskih pasov, fiziografskih con, višinske cone.

Oblikovanje Zemlje in začetna stopnja njenega razvoja spadata v predgeološko zgodovino. Absolutna starost najstarejših kamnin je več kot 3,5 milijarde let. Geološka zgodovina Zemlje je razdeljena na dve neenaki stopnji: predkambrij, ki zavzema približno 5/6 celotne geološke kronologije (približno 3 milijarde let), in fanerozoik, ki zajema zadnjih 570 milijonov let.

Od geosfer je za znanost o tleh najbolj zanimivo območje sedimentnih kamnin, biosfera, preperena skorja in pomemben del atmosfere (troposfera) s povprečno debelino 8-18 km, odvisno od geografske širine.

Troposfera, biosfera in vremenska skorja imajo neposreden in stranski učinek na kroženje snovi v naravi, na talne kamnine, prsti, ki pokrivajo pomemben del zemeljskih celin, na razvoj rastlin, živali in človekove dejavnosti.

Litosfera- zunanja krogla "trdne" Zemlje, vključno z zemeljsko skorjo in delom zgornjega plašča, ima Fersmanovo debelino do 1200 km. Njen najgloblji del, peredotitna lupina, je sestavljen predvsem iz mineralov olivina in rogovca. Njegova specifična teža doseže 3,6-4, temperatura pa 1200-1500 °C. Od kemičnih elementov v njem prevladujejo kisik, silicij, železo, magnezij, kalcij, krom, aluminij in vanadij.

Vmesna lupina ali plašč se nahaja med litosfero in jedrom in sega do globine 2900 km. Ta lupina je razdeljena na dva dela - zgornji, v katerem prevladujejo kisik, silicij in očitno magnezij, in spodnji, ki vključuje predvsem kisik, silicij, železo, magnezij in nikelj. Meja med tema dvema slojema poteka na globini 900 km.

Zemljino jedro se nahaja od globine 2900 km od površine Zemlje do njenega središča. Znanstveniki se razlikujejo glede sestave jedra. Nekateri menijo, da je jedro sestavljeno predvsem iz železa in niklja, drugi - da je sestava jedra nekoliko drugačna od sestave spodnjega plašča, vendar je tam snov v zelo zgoščenem, tako imenovanem metaliziranem stanju.

Morda vas bo zanimalo tudi:

Vsakič, ko preučujemo zemljevid sveta, se nam ekvator zdi tako pomembna podrobnost, da je težko verjeti v njegov pogojni obstoj.

Ekvatorialno črto je mogoče večkrat prečkati, ne da bi tega sploh opazili, vendar je med mornarji čudovita tradicija, da prirejajo prave veselice, ko njihova ladja prečka ekvator čez morje. Kaj je mišljeno s tem konceptom? Kakšna je dolžina ekvatorja in zakaj so ga morali znanstveniki narisati na zemljevide?

Kaj pomeni beseda "ekvator"?

Termin "ekvator" povezana z latinsko besedo ekvator, kar pomeni "ravnotežje, ravnovesje" . Hkrati je njegova začetna razlaga korelirana s starodavnejšim protoindoevropskim konceptom aik, ki je preveden kot "gladko".

Izraz je prišel v ruski govor iz Nemčije, od koder so si naši predniki izposodili nemško besedo Äquator.

Kaj je ekvator?

Ekvator je namišljena črta, ki obkroža naš planet in poteka skozi njegovo središče. Črta je položena pravokotno in je na enaki razdalji od severnega in južnega pola. Ker planet ni strogo sferične oblike, so znanstveniki pri označevanju ekvatorja sprejeli pogojni krog, katerega polmer je enak povprečnemu polmeru Zemlje.

Vse črte, ki potekajo južno in severno od ekvatorja, se imenujejo vzporednice in so po dolžini slabše od njega. V območju ekvatorialne črte vedno vlada vroče poletje, dan pa je enak noči. Samo tukaj je Sonce lahko v zenitu, torej sije strogo navpično glede na zemeljsko površino.

Kje je ekvator?

Ekvator deli Zemljo na južno in severno poloblo in deluje kot izhodišče za geografsko širino. Pogojna črta se razteza skozi 14 držav, vključno z Ekvadorjem, Brazilijo, Indonezijo, Kenijo, Kongom. Ponekod ekvator poteka tako, da prepolovi posamezna naselja in geografske značilnosti.

Zlasti ekvadorska prestolnica Quito, brazilsko mesto Macapa in vulkan Ekvadorski volk se nahajajo neposredno na progi. Poleg tega ekvator prečka 33 otokov v Indoneziji, na afriškem jezeru Victoria na reki Amazonki.

Kakšna je dolžina ekvatorja?

Da bi to naredil, je moral izmeriti čas, v katerem so sončni žarki dosegli vodnjak na njegovem dvorišču, nato pa izračunati dolžino polmera planeta in s tem ekvatorja. Po njegovih izračunih je bila ekvatorialna črta enaka 39.690 km, kar z majhno napako praktično ustreza sodobni vrednosti.

Kasneje so astronomi in matematiki iz številnih držav sveta poskušali izračunati dolžino ekvatorja. Na začetku 17. stoletja je nizozemski znanstvenik Snellius predlagal določitev dolžine črte brez upoštevanja ovir na njej (hribov, gorovja), leta 1941 pa je sovjetski geodet Fjodor Krasovsky uspel izračunati dolžino črte. Zemljina elipsa, ki je trenutno standard za znanstvene raziskave.

Dejansko dolžino ekvatorja, ki je 40.075,696 km, sta za osnovo vzeli mednarodni organizaciji IAU in IUGG, pri čemer sta upoštevali napako 3 metre, ki odraža obstoječo negotovost v povprečnem polmeru planeta.

Zakaj je potreben ekvator?

Ekvator na geografskih zemljevidih pomaga znanstvenikom pri izračunih, določanju lokacije različnih predmetov in krmarjenju po zemeljskih podnebnih pasovih. Ker je najbližje Soncu, namišljena črta prejme največ sončne svetlobe, oziroma dlje kot so določena ozemlja od ekvatorja, hladnejša so.

Dolžina ekvatorja je ena ključnih metričnih vrednosti na svetu. Uporablja se v geodeziji in geografiji, uporablja pa se tudi v znanostih, kot sta astrologija in astronomija.