Солнечная система > Система Земля-Луна > Планета Земля > Диаметр Земли
Поскольку Земля – не идеальная сфера, есть три цифры, которые нужно знать, чтобы ответить на вопрос о диаметре Земли. Вращение планеты слегка «сплющило» ее, поэтому она имеет больший диаметр на экваторе, чем на полюсах. Экваториальный диаметр нашей планеты - 12,756 км, полярный - 12,713 км, а средний, который обычно имеют в виду, говоря о диаметре, составляет 12,742 км. Для тех, кто не использует метрическую систему, уточним, что это составляет 7,926 миль. Диаметр Земли – это лишь один из необычных фактов о ней. Вот еще несколько других вещей, которые знают не все.
Графическое представление диаметра Земли
Движение тектонических плит вызывает землетрясения и меняет форму гор, но знаете ли вы, что эти землетрясения являются одной из причин того, что наша планета стала обитаемой? Организмы в океане умирают и опускаются на дно. Их останки богаты углеродом. Этот богатый углеродом материал перерабатывается в разломах земной коры, возвращаясь в атмосферу. Если бы не эта переработка действие парникового эффекта от накопления углерода повысило бы температуру нашей планеты, и она перестала бы являться пригодной для большинства форм жизни, которые поддерживает.
Толщина атмосферного слоя примерно 10000 км. Он более плотный в течение первых 50 км и становится очень незначительным на дальних рубежах. Верхний слой (экзосфера) начинается примерно на расстоянии 500 км от поверхности. Где-то близко к отметке 10 000 км на свободно движущиеся частицы почти не действует земное притяжение, и они мчатся, образуя солнечный ветер. Несмотря на протяженность в 10000 км, 75% массы атмосферы содержится в пределах 11 км от поверхности планеты.
Луна - спутник Земли, всем известен, но мало кто знает, что у нашей планеты есть еще два, так называемых, квази-спутника. Астероиды Круитни и 2002 AA29 имеют сходные с Землей орбиты, но они все-таки не вращаются вокруг Земли.
Диаметр Земли – физическая величина, которую обязательно нужно знать и отличная отправная точка для продолжения исследований. Кстати, интересные факты, которыми можно блеснуть в кругу знакомых можно найти на сайте НАСА. Например, вы знаете, что внутри ядра земли есть еще одно внутреннее ядро? Там же можно найти другие интересные статьи о Вселенной.
Строение Земли
Поверхность Земли
Положение и движение Земли
o-kosmose.net
Солнечная система > Система Земля-Луна > Планета Земля
Конечно, мы любим нашу планету. И не только из-за того, что это родной дом, но и потому что это уникальное место, ведь пока только она располагает жизнью. Проживает во внутренней части Солнечной системы и занимает место между Венерой и Марсом.
Планету Земля именуют также Голубой Планетой, Гайя, Миром и Террой, что отражает ее роль для каждого народа в историческом плане. Мы знаем, что наша планета богата на множество различных форм жизни, но как именно ей удалось стать такой?
Вращение постепенно замедляется
Полагали, что Земля – центр Вселенной
Наделена мощным магнитным полем
Обладает одним спутником
Единственная планета, не именованная в честь божества
Первая по плотности
При радиусе в 6371 км и массе 5.97 х 1024 кг, Земля стоит на 5-й позиции по величине и массивности. Это крупнейшая планета земного типа, но она уступает по размерам газовым и ледяным гигантам. Однако по плотности (5.514 г/см3) занимает первую позицию.
Физические характеристики Земли |
| 0,0033528 |
| 6378,1 км |
| 6356,8 км |
| 6371,0 км |
| 40 075,017 км (экватор) 40 007,86 км (меридиан) |
| 510 072 000 км² |
| 10,8321·1011 км³ |
| 5,9726·1024 кг |
| 5,5153 г/см³ |
| 9,780327 м/с² |
| 7,91 км/с |
| 11,186 км/с |
| 1674,4 км/ч |
| (23h 56m 4,100s) |
| 23°26’21",4119 |
| 0,306 (Бонд)0,367 (геом.) |
В орбитальном пути наблюдается слабый эксцентриситет (0.0167). Удаленность от звезды в перигелии составляет 0.983 а.е., а в афелии – 1.015 а.е.
Осевое земной наклон и отношение к оси вращения и плоскости орбиты
На один проход вокруг Солнца уходит 365.24 дней. Мы знаем, что из-за существования високосного года, мы добавляем день каждые 4 прохода. Мы привыкли думать, что сутки длятся 24 часа, в реальности это время занимает 23 ч 56 м и 4 с.
Если наблюдать за оборотами с полюсов, то видно, что оно происходит против часовой стрелки. Ось расположена под наклоном в 23.439281° от перпендикуляра орбитальной плоскости. Это влияет на количество света и тепла.
Орбита и вращение Земли |
| 147 098 290 км0,98329134 а. е. |
| 152 098 232 км1,01671388 а. е. |
| 149 598 261 км1,00000261 а. е. |
| 0,01671123 |
| 365,256366004 дней365 дн. 6 ч. 9 мин. 10 сек. |
| 29,783 км/c107 218 км/ч |
| 357,51716° |
| 7,155° (отн. солнечного экватора), 1,57869° (отн. инвариантной плоскости) |
| 348,73936° |
| 114,20783° |
| 1 (Луна), 8300+ (искусств.) |
Если Северный полюс повернут к Солнцу, то на северном полушарии устанавливается лето, а на южном – зима. В определенное время над полярным кругом Солнце вообще не встает и тогда 6 месяцев там длится ночь и зима.
Структура Земли представлена слоями, каждый из которых обладает своим химическим составом. Отличается от других планет тем, что наше ядро имеет четкое распределение между твердым внутренним (радиус – 1220 км) и жидким внешним (3400 км).
Далее идет мантия и кора. Первая углубляется на 2890 км (самый плотный слой). Она представлена силикатными породами с железом и магнием. Кора делится на литосферу (тектонические плиты) и астеносферу (низкая вязкость).
Планетарные уровни, отображающие внутренне и внешнее ядро, мантию и кору
Литосфера разбивается на твердые тектонические плиты. Это жесткие блоки, перемещающиеся по отношению друг к другу. Есть точки соединения и разрыва. Именно их контакт приводит к землетрясениям, вулканической активности, созданию гор и океанических траншей.
Можно выделить 7 главных плит: Тихоокеанская, Североамериканская, Евразийская, Африканская, Антарктическая, Индо-Австралийская и Южноамериканская.
Наша планета примечательна тем, что примерно 70.8% поверхности покрыто водой.
Земные тектонические плиты
Земной ландшафт везде разный. Погруженная в воду поверхность напоминает горы и обладает подводными вулканами, океаническими траншеями, каньонами, равнинами и даже океаническими плато.
В течение планетарного развития поверхность постоянно менялась. Здесь стоит учитывать движение тектонических плит, а также эрозию. Еще влияет трансформация ледников, создание коралловых рифов, метеоритные удары и т.д.
Континентальная кора представлена тремя разновидностями: магниевые породы, осадочные и метаморфические. Первая делится на гранит, андезит и базальт. Осадочная составляет 75% и создается при захоронении накопленного осадка. Последняя формируется при обледенении осадочной породы.
Гора Эверест
С самой низкой точки высота поверхности достигает -418 м (на Мертвом море) и возвышается на 8848 м (вершина Эвереста). Средняя высота суши над уровнем моря – 840 м. Масса делится также между полушариями и континентами.
Во внешнем слое расположена почва. Это некая черта между литосферой, атмосферой, гидросферой и биосферой. Примерно 40% поверхности используется для агрокультурных целей.
Здесь выделяют 5 слоев: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера. Чем выше поднимаетесь, тем меньше воздуха, давления и плотности ощутите.
Атмосфера, снятая кораблем Индевор. Оранжевый слой – тропосфера
Ближе всего к поверхности расположена тропосфера (0-12 км). Вмещает 80% массы атмосферы, причем 50% находятся в пределах первых 5.6 км. Состоит из азота (78%) и кислорода (21%) с примесями водяного пара, двуокиси углерода и прочих газообразных молекул.
В промежутке 12-50 км видим стратосферу. Отделяется от первой тропопаузой – черта с относительно теплым воздухом. Именно здесь расположен озоновый слой. Температура вырастает, так как прослойка поглощает ультрафиолетовый свет.
Атмосферный слои демонстрирует высоту наиболее распространенных полярных сияний
Это стабильный слой и практически свободен от турбулентности, облаков и прочих погодных формирований.
На высоте 50-80 км находится мезосфера. Это наиболее холодное место (-85°C). Расположена рядом с мезопаузой, простирающейся от 80 км до термопаузы (500-1000 км). В пределах 80-550 км проживает ионосфера. Здесь температура растет вместе с высотой.
Полярное сияние, запечатленное с борта МКС (25 июля 2010)
Слой лишен облаков и водяного пара. Зато именно здесь формируются полярные сияния и расположена Международная космическая станция (320-380 км).
Самый внешний шар – экзосфера. Это переходный слой в космическое пространство, лишенное атмосферы. Представлен водородом, гелием и более тяжелыми молекулами с низкой плотностью. Однако атомы так сильно рассеяны, что слой не ведет себя как газ, а частички постоянно удаляются в космос. Здесь обитает большая часть спутников.
На эту отметку влияет множество факторов. Земля делает осевой оборот за 24 часа, а значит одна сторона всегда переживает ночь и пониженную температуру. Кроме того, ось наклонена, поэтому северное и южное полушария по очереди отклоняются и приближаются.
Все это создает сезонность. Не каждая земная часть испытывает резкие падения и рост температур. Например, количество света, поступающего на экваториальную линию, практически не меняется.
Если брать средний показатель, то получим 14°C. Но максимум – 70.7°C (пустыня Лут), а минимум в -89.2°C достиг на советской станции Восток на Антарктическом плато в июле 1983 года.
Планета обладает всего одним спутником, который влияет не только на физические изменения планеты, но и отразился в истории и культуре. Если быть точным, то Луна – единственное небесное тело, по которому гулял человек. Это произошло 20 июля 1969 года и право первого шага досталось Нилу Армстронгу. Если брать в общем, то на спутнике приземлилось 13 астронавтов.
Луна - единственный спутник Земли
Луна появилась 4.5 миллиардов лет назад из-за столкновения Земли и объекта с марсианским размером (Тея). Можно гордиться нашим спутником, ведь это одна из крупнейших лун в системе, а также стоит на второй позиции по плотности (после Ио). Она находится в гравитационной блокировке (одна сторона всегда смотрит на Землю).
В диаметре охватывает 3474.8 км (1/4 земного), а масса – 7.3477 х 1022 кг. Средний показатель плотности – 3.3464 г/см3. По гравитации достигает лишь 17% земной. Луна влияет на земные приливы, а также активность всех живых организмов.
Не стоит забывать о затмениях. Они бывают лунными и солнечными. Первое случается, когда Луна попадает в земную тень, а второе – когда спутник проходит между нами и звездой. Атмосфера спутника слабая, из-за чего температурные показатели сильно колеблются (от -153°C до 107°C).
Орбита астероида 2006 Rh220
В атмосфере можно найти гелий, неон и аргон. Первые два создаются солнечным ветром, а аргон из-за радиоактивного распада калия. Также есть данные о замерзшей воде в кратерах. Поверхность делится на различные типы. Есть мария – плоские равнины, которые древние астрономы принимали за моря. Терры – земли, вроде высокогорья. Можно заметить даже горные области и кратеры.
Земля располагает пятью астероидами. Спутник 2010 TK7 проживает в точке L4, а астероид 2006 Rh220 подходит к системе Земля-Луна каждые 20 лет. Если говорить об искусственных спутниках, то их насчитывают 1265, а также 300000 единиц мусора.
В 18-м веке человечество пришло к выводу, что планета, как и вся система, появилась из туманного облака. То есть, 4.6 миллиардов лет назад наша система напоминала околозвездный диск, представленный газом, льдом и пылью. Потом большая часть приближалась к центру и под давлением трансформировалась в Солнце. Остальные частички создали известные нам планеты.
Первозданная Земля появилась 4.54 миллиардов лет назад. С самого начала она была расплавлена из-за вулканов и частых столкновений с другими объектами. Но 4-2.5 миллиардах лет назад появилась твердая кора и тектонические плиты. Дегазация и вулканы создали первую атмосферу, а лед, прибывший на кометах, сформировал океаны.
Эволюция Солнечной системы
Поверхностный слой не оставался застывшим, поэтому континенты сходились и раздвигались. Примерно 750 миллионов лет назад самый первый суперконтинент начал расходиться. 600-540 миллионов лет назад был создан Паннотии, а последний (Пангея) развалился 180 миллионов лет назад.
Современная картинка создалась 40 миллионов лет назад и закрепилась 2.58 миллионов лет назад. Сейчас длится последний ледниковый период, начавшийся 10000 лет назад.
Полагают, что первые намеки на жизнь возникли 4 миллиарда лет назад (архейский эон). Из-за химических реакций появились самореплицирующиеся молекулы. Фотосинтез создал молекулярный кислород, который вместе с ультрафиолетовыми лучами сформировал первый озоновый слой.
Дальше уже стали появляться различные многоклеточные организмы. Микробная жизнь возникла 3.7-3.48 миллиардов лет назад. 750-580 миллионов лет назад большая часть планеты покрылась ледниками. Активное размножение организмов запустилось во время Камбрийского взрыва.
С того момента (535 миллионов лет назад) история насчитывает 5 крупных событий вымираний. Последнее (смерть динозавров от метеорита) произошло 66 миллионов лет назад.
На смену им пришли новые виды. Африканское обезьяноподобное животное встало на задние лапы и освободило передние конечности. Это стимулировало мозг применять различные инструменты. Дальше мы знаем о развитии сельскохозяйственных культур, социализации и прочих механизмах, которые привели нас к современному человеку.
Если планета соответствует ряду условий, то она считается потенциально обитаемой. Сейчас Земля – единственный счастливчик с развитыми формами жизни. Что же нужно? Начнем с главного критерия – жидкая вода. Кроме того, главная звезда обязана предоставлять достаточное количество света и тепла, чтобы поддерживать атмосферу. Важный фактор – расположенность в зоне обитания.
Следует понимать, как сильно нам повезло. Ведь Венера по размерам похожа, но из-за близкого расположения к Солнцу – это адски жаркое место с кислотными дождями. А проживающий позади нас Марс слишком холодный и обладает слабой атмосферой.
Первые попытки объяснить происхождение Земли строились на религии и мифах. Часто планета становилась божеством, а именно матерью. Поэтому во многих культурах история всего начинается с матери и рождения нашей планеты.
По форме также много интересного. В древности ее считали плоской, но разные культуры добавляли свои особенности. Например, в Месопотамии плоский диск плавал посреди океана. У майя были 4 ягуара, державших небеса. У китайцев это вообще был куб.
Ацтековское божество Тонатзин («наша мать»), отображающее земную жизнь
Уже в 6 веке до н.э. ученые пришили к круглой форме. Удивительно, но в 3 веке до н.э. Эратосфену удалось вычислить даже окружность с погрешностью в 5-15%. Сферическая форма закрепилась с приходом Римской империи. О переменах в земной поверхности говорил еще Аристотель. Он считал, что это происходит слишком медленно, поэтому человек не способен уловить. Здесь и возникают попытки разобраться в возрасте планеты.
Снимок создан на основе данных с июля по сентябрь 2001 года
Ученые активно изучают геологию. Первый каталог минералов создал Плиний Старший в 1 веке н.э. В 11 веке в Персии исследователи изучили индийскую геологию. Теорию геоморфологии создал китайский натуралист Шень Го. Он выявил морские окаменелости, расположенные далеко от воды.
В 16 веке понимание Земли расширилось. Поблагодарить стоит гелиоцентрическую модель Коперника, доказавшую, что Земля не выступает вселенским центром. А также Галилео Галилея за его телескоп.
Система Коперника (иллюстрация 1708 года)
В 17 веке геология прочно закрепилась среди других наук. Говорят, что термин придумал Улисс Алдванди или же Миккель Эшхольт. Обнаруженные в те времена ископаемые вызвали серьезные разногласия в земном возрасте. Все религиозные люди настаивали на 6000 лет (как говорилось в Библии).
Эти споры прекратились в 1785 году, когда Джеймс Хаттон заявил, что Земля намного старше. Он основывался на размытости горных пород и вычислении необходимого для этого времени. В 18 веке ученые разделились на 2 лагеря. Первые считали, что горные породы осаждены наводнениями, а вторые сетовали на огненные условия. Хаттон стоял на позиции огня.
Первые геологические карты появились в 19 веке. Главный труд – «Принципы геологии», выпущенный в 1830 году Чарльзом Лайеллем. В 20-м веке стало намного проще вычислять возраст благодаря радиометрическим датировкам (2 миллиарда лет). Однако уже изучение тектонических плит привело к современной отметке в 4.5 миллиардов лет.
Наша жизнь зависит от солнечного поведения. Однако у каждой звезды есть свой эволюционный путь. Ожидается, что через 3.5 миллиардов лет оно увеличится в объеме на 40%. Это усилит поступление радиации, и океаны могут просто испариться. Затем погибнут растения, а через миллиард лет исчезнет все живое, а постоянная средняя температура закрепится на отметке в 70°C.
Через 5 миллиардов лет Солнце трансформируется в красного гиганта и сместит нашу орбиту на 1.7 а.е.
Художественная интерпретация земного будущего
Если просматривать всю земную историю, то человечество – это лишь мимолетная вспышка. Однако Земля остается важнейшей планетой, родным домом и уникальным местом. Можно лишь надеется, что мы успеем заселить иные планеты вне нашей системы до критического периода солнечного развития.
Нажмите на изображение, чтобы его увеличить
Читайте также:
Строение Земли
Поверхность Земли
Положение и движение Земли
Состав системы Земля |
v-kosmose.com
Земля – единственная известная планета во Вселенной, на которой существует жизнь. Возраст ее исчисляется примерно от 3,5-4,5 миллиардов лет.
В течение многих тысячелетий человек представлял Землю как плоскость, установленную на опоре. И такое представление существовало долгие века и у разных народов мира. Но мореплавание, военные длительные походы, торговые экспедиции давали пищу для размышлений пытливому уму.
Впервые о Земле как о шаре высказали предположения древнегреческие ученые. В 3 веке до н.э. (235 г. до н.э.) Эрастофен, (географ и астроном) определил диаметр планеты Земля по Солнцу в определенной точке, расположенной близ города Александрии. Этот город – центр науки и культуры Древнего Египта. Археологические материалы, исследования современных египтологов свидетельствуют, что уже в 3-ем тысячелетии до н.э. египтяне имели очень хорошее представление о Вселенной и о Земле.
В день летнего солнцестояния (по современному календарю 22 июня) Эрастофен вычислил угол падения солнечных лучей и тени от обелиска. Полученные данные позволили ему определить радиус Земли. Во 2 веке до н.э. Птолемей пытался вычислить окружность планеты подобным способом.
Астрономы древности исходили из постулатов геоцентрической теории – все видимые небесные тела движутся вокруг Земли. В эпоху Средневековья (9-11 вв.) среднеазиатские ученые также проводили измерительные исследования. Они проанализировали труды античных ученых. Диаметр Земли вычисляли и индийских ученые. Исследования проводились разными способами, в различных точках земного шара и в разных единицах измерения. Тем не менее, результаты вычислений параметров нашей планеты, Солнца, Луны были близки по значению.
В 16 веке укрепились позиции сторонников гелиоцентрического строения Вселенной. Солнце - центр, вокруг которого вращаются планеты, среди которых наша Земля далеко не самая крупная.
Взаимодействие нашей планеты с Солнцем, Луной и другими планетами вселенной неоспоримо. Предполагается, что Земля и Луна когда-то составляли единое целое. Но, столкнувшись с огромным астероидом миллиарды лет назад, Луна стала отдельным космическим телом. Оборот ее вокруг нашей планеты составляет 27 дней и почти 7 часов - это наш земной месяц. А время, за которое Земля оборачивается вокруг Солнца - 365 дней - земной год.
Естественно, что были и погрешности в многовековых измерениях параметров нашей планеты, на сегодняшний день официально признаны следующие размеры: радиус Земли - 6378,1363 км; диаметр Земли по экватору - 12756, 274 км; диаметр от Южного до Северного полюса – 12514 км.
Собственно, говоря о параметрах планеты, логичнее говорить о ее диаметрах, так как Земля не является идеальным шаром, сила вращения делает ее эллипсом или геоидом. Нетрудно посчитать, что разница между значениями составляет 43 км, а средний диаметр Земли - 12743,2 км.
Насколько точны эти цифры? Измерения и уточнения параметров Земли продолжаются. Современные ученые работают в международных командах, что позволяет получать сведения из разных точек земного шара. В 2007 году были опубликованы результаты измерений, которые показали, что по сравнению с 2000 годом, диаметр Земли уменьшился на 5 миллиметров. Значит ли это, что наша планета уменьшается? Скорее, это свидетельство того, что совершенствуются методы измерения, используется более полная и точная информация, современные геофизические модели.
Таким образом, средний диаметр Земли по последним уточненным данным – 12 756, 274 км.
В современных исследованиях используются три основных метода:
fb.ru
Наука Нам сложно порой осознать насколько большой является Вселенная, ее планеты и звезды, особенно, по сравнению с нашей Землей.
Британский астроном Джон Брэди (John Brady) попытался наглядно показать масштабы объектов в нашей галактике, наложив континенты Земли и наш мир на небесные тела.
Многие объекты настолько большие, что довольно сложно показать их действительные размеры.
Нейтронная звезда по сравнению с северо-восточной частью Англии
Нейтронная звезда - довольно странный и необычный объект. Хотя ее диаметр составляет всего 20 километров, ее масса в 1,5 раза больше Солнца, так как она невероятно плотная.
Настолько плотная, что чайная ложка весила бы миллиард тонн. А если бы вы стояли на ее поверхности, то почувствовали силу тяжести, которая в 200 миллиардов раз больше, чем на нашей планете.
Кроме того, нейтронная звезда обладает способностью вращаться, и скорость самой быстрой нейтронной звезды составляет 716 раз в секунду.
Марсианский вулкан Олимп помещается в штат Аризона
Хотя Марс - относительно небольшая планета, здесь находится самый большой вулкан в Солнечной системе - гора Олимп. Она в 3 раза выше горы Эверест, достигая 624 км в ширину и 26 км в высоту.
На вершине этой невероятной структуры находится кальдера диаметром 80 км.
Читайте также: 10 рекордов нашей Солнечной системы
Сравнение спутника Юпитера - Ио с Северной Америкой
Спутник Ио является самым вулканическим телом в Солнечной системе. Его диаметр составляет 3636 км, а размер приближен к размеру спутника Земли - Луне. Ио просто крошечный по сравнению с Юпитером, находясь на расстоянии 350 000 км от него (или 2,5 Юпитеров).
Из-за гравитационного притяжения Юпитера ядро Ио расплавлено, а вулканы на поверхности извергают лаву, покрывая Ио желтой серой. Потоки лавы настолько высокие, что, если бы они происходили на Земле, то они были выше Международной космической станции.
Северная Америка по сравнению с Марсом
Планета Марс не такая большая, как может показаться. Если бы вы решили полететь с одной стороны Марса на другую, это заняло бы 8 часов. Диаметр Марса составляет 6792 км на экваторе, а от полюса до полюса он на 40 км меньше.
Марс является второй самой маленькой планетой в Солнечной системе после Меркурия. На самом деле масса суши Марса почти такая же, как на Земле, и хотя он намного меньше Земли, на нем нет океанов.
На изображении можно увидеть насколько Сатурн превосходит Землю по размерам.
- - -
По ширине колец Сатурна поместилось бы 6 планет Земля.
По диаметру основного диска Сатурна может поместиться почти 10 планет Земля, а если можно было бы заполнить пространство внутри Сатурна, в него уместилось бы 764 Земли.
Вот как бы выглядела наша планета, если бы вместо диска Сатурна поместили Землю
Ледяные кольца Сатурна состоят из миллиардов частиц, начиная от крошечных зерен до глыб размером с гору.
Кольца достигают 1 км в толщину, а расстояние от внутреннего кольца до внешнего составляет 282 000 км, и это три четверти расстояния от Земли до Луны.
Размеры Северной Америки на фоне Юпитера
Юпитер - самая большая планета в Солнечной системе, и его масса больше, чем все планеты и спутники вместе взятые.
Диаметр Юпитера составляет 142 984 км на экваторе. Это в 11 раз больше диаметра нашей планеты. Молнии на Юпитере в 1000 раз сильнее, чем на Земле, а скорость ветра в верхних слоях атмосферы может достигать 100 метров в секунду.
Кроме того, это самая быстро вращающаяся планета, которая совершает оборот вокруг своей оси за 10 часов (Земля совершает оборот вокруг своей оси за 24 часа).
Земля по сравнению с Солнцем
Солнце составляет 99,86 процентов массы всей Солнечной системы, а это значит, что наша Земля, другие планеты и спутники - просто мелкий щебень, оставшийся после формирования Солнца 4,5 миллиарда лет назад.
Обычное солнечной пятно легко затмевает своими размерами Землю. По диаметру Солнца может поместиться 109 планет Земля, а чтобы заполнить объем Солнца, потребовалось бы 1 300 000 Земель.
При ближайшем рассмотрении Солнце выглядит гранулированным, а всего насчитывается до 4 миллионов таких гранул по диаметру диска Солнца, каждая из них размером до 1000 км.
За 1 секунду Солнце выпускает больше энергии, чем было произведено за всю историю человечества. Оно теряет 4 миллиарда материала ежесекундно, но может прожить еще 5 миллиардов лет.
Но стоит помнить, что Солнце - это всего одна из сотен миллиардов звезд в нашей галактике Млечный путь.
Перевод: Филипенко Л. В.
www.infoniac.ru
1
География — наука, зародившаяся на заре развития человеческой мысли. Первые географические представления высказывались древнейшими культурными народами Египта, Месопотамии, Индии и Китая за много столетий до нашей эры.
Начало систематизации географических знаний было положено в античное время (VII—I в.в. до н.э.). В этот период стали известны основные свойства Земли как планеты — ее фигура, размеры, движение в мировом пространстве.
Следовательно, география имеет глубокие исторические корни. Но на разных этапах развития географии содержание ее было различным. Вот почему мы говорим, что география — наука древняя и одновременно молодая: ныне она решает совсем другие задачи, чем в прошлом. В течение длительного времени это была описательно-познавательная наука, задачи которой сводились к открытию и описанию ранее неизвестных стран и земель. Особого расцвета это направление в географии достигло в период с середины XV — до середины XVII вв., известный под названием эпохи великих географических открытий. Именно в это время человек узнал о строении поверхности нашей планеты, ее материках и океанах, их взаимном расположении. На основе полученных сведений были составлены карты с показом основных черт строения лика Земли.
Собственно научные географические исследования начались со второй половины XVII в. К этому периоду относятся изучение внутренних частей материков, открытие Антарктиды, кругосветные путешествия, создание страноведческих описаний отдельных стран и регионов, появление научных географических обществ.
Особенно интенсивно и систематически стали проводиться географические исследования в связи с запросами практики во второй половине XIX в. Естественно, что на этом этапе география уже не ограничивалась только описанием отдельных фактов и явлений, но и стремилась дать им научное объяснение. Большой объем разнообразных знаний о Земле привел к тому, что на рубеже XIX и XX вв. в географии стали. зарождаться самостоятельные отрасли знаний: климатология, океанология, геоботаника и др.
Современная география — это целая система наук. В ней выделяются две группы наук: физико-географическая и экономико-географическая. Объектом изучения физической географии является географическая оболочка в целом, а также составляющие ее компоненты (горные породы и слагаемый ими рельеф, воздух, вода, почвы, растения и животные) и природные комплексы.
Географическая оболочка — это сложная материальная система, включающая нижнюю часть воздушной оболочки Земли (атмосферы), всю водную оболочку (гидросферу) и верхнюю часть твердой оболочки Земли (литосферы) с населяющими их живыми организмами. Географическая оболочка неоднородна, она состоит из природных образований разного ранга, получивших название природных комплексов.
При изучении географической оболочки, ее компонентов и отдельных природных комплексов используются как старые методы исследования (картографический, сравнительно-географический, исторический), так и новые — математический, моделирования, аэрометоды, геофизический, геохимический, космический.
Одна из важнейших задач современной географии — изучение процессов взаимодействия природы и общества в целях научного обоснования рационального использования природных ресурсов и сохранения благоприятных условий для жизни человека на нашей планете.
Вопросы и задания:
Что является предметом изучения современной физической географии?
Какие компоненты взаимодействуют внутри географической оболочки?
Какие методы исследования использует современная география?
Как вы понимаете взаимодействие природы и общества'' Приведите примеры.
ОБЩИЙ ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЗЕМЛИ
Вспомните! Что вам известно о форме и размерах Земли? Постарайтесь ответить на следующие вопросы. Какую форму имеет наша планета? Какие доказательства, подтверждающие ваш ответ, вы можете привести? Почему Землю отнесет к планетам? Какое место по величине занимает она среди планет Солнечной системы? С именами каких ученых связаны научные представления о форме и размерах Земли?
Земля, как и другие планеты Солнечной системы, 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. Недаром многим древним народам Земля казалась плоской.
Во времена Пифагора (VI в. до н.э.) стали предполагать, что Земля — шар, как и другие планеты. Первые доказательства шарообразности Земли принадлежат древнегреческому ученому Аристотелю (IV в. до. н.э.). К ним он относил наблюдения за лунными затмениями, во время которых тень от Земли, отбрасываемая на поверхность Луны, всегда круглая; изменение вида звездного неба при движении по меридиану; расширение горизонта при поднятии.
Постепенно представления о Земле как о шаре стали основываться не на наблюдениях, а на точных расчетах и измерениях. Первым установил величину земного шара древнегреческий ученый Эратосфен (III—II вв. до н.э.). Он измерил длину дуги 1° меридиана, а затем на этой основе рассчитал длину всей окружности Земли по меридиану - около 40 000 км, что близко к действительности.
В период средневековья, вплоть до XV в., многие научные представления античных народов о Земле из-за господства церкви во всех сферах жизни отрицались. Учение о шарообразности Земли в этот период отвергалось. С конца XV в. наступил период великих географических открытий. Христофор Колумб в поисках западного пути в Индию открыл Новый Свет — Америку (1492). Васко да Гама, обогнув Африку, проложил морской путь в Индию (1497). Фернандо Магеллан и его спутники совершили первое кругосветное плавание (1519—1522). В этот период сомнений в шарообразности Земли не было и Землю стали изображать в виде объемной модели — глобуса. Самый первый глобус диаметром 0,54 м был изготовлен немцем Мартином Бехаймом (1492).
По результатам открытий в XVI в. создавались многочисленные карты Земли и обширные географические атласы (Г.Меркатор, А.Ортелий). В XVII в. в ряде европейских стран были начаты детальные съемки местности.
В связи с развитием знаний о природе Земли представления о ее форме продолжали совершенствоваться. В конце XVII в. на основании работ Ньютона возникло предположение о том, что ввиду осевого вращения земной шар должен быть сплюснут у полюсов.
Последующими измерениями в XVIII в. было доказано, что Земля имеет форму сфероида или эллипсоида, сплюснутого (сжатого) вдоль оси вращения. Это сжатие невелико: экваториальный радиус Земли длиннее полярного на 21,4 км (рис. 1).
Однако в XIX в. было установлено, что фигура Земли сложнее, отклоняется от правильной формы сфероида из-за неоднородного строения недр, неравномерного распределения масс. Истинная геометрическая фигура Земли была названа геоидом («землеподобным»). Геоид определяется как фигура, поверхность которой всюду перпендикулярна направлению силы тяжести, т.е. отвесной линии. Поверхность геоида совпадает с уровенной поверхностью Мирового океана. Поднятия и опускания геоида над сфероидом составляют от ±50 до ±100 м.
Истинная физическая поверхность Земли со всеми ее горами и впадинами не совпадает с поверхностью геоида и отступает от него на несколько километров (рис. 2). Сила тяжести все время стремится выровнять действительную поверхность Земли, привести ее в соответствие с уровенной поверхностью.
Разница между сфероидом и геоидом невелика, поэтому для геодезических и картографических работ в нашей стране приняты следующие величины земного эллипсоида Ф.Н.Красовского (назван в честь ученого, под руководством которого велись расчеты): экваториальный радиус а=6378,2 км, полярный радиус b=6356,8 км, полярное сжатие , длина меридиана 40008,5 км, длина экватора 40075,7 км, площадь поверхности Земли 510 млн. км2.
Благодаря искусственным спутникам Земли в настоящее время уточнены размеры эллипсоида вращения, получены данные, наиболее близко подходящие к реальной форме Земли.
В настоящее время научными доказательствами шарообразности Земли считаются следующие: фотографии и измерения из Космоса с искусственных спутников Земли с разных расстояний и точек траекторий полетов; градусные измерения на поверхности Земли и лунные затмения.
Постепенное появление предметов из-за горизонта, увеличение дальности (радиуса) видимого горизонта при подъеме, кругообразная форма видимого горизонта, изменение видимости звездного неба при движении по меридиану, освещение высоких частей предметов перед восходом и после захода солнца, кругосветные плавания доказывают лишь выпуклость, а не шарообразность Земли.
Форма и размеры Земли имеют большое географическое значение. Шарообразная фигура Земли обусловливает уменьшение угла падения солнечных лучей на земную поверхность от экватора к полюсам и, как следствие этого явления, образование нескольких тепловых поясов. Тепловые пояса, в свою очередь, наряду с другими факторами (размерами и массой Земли, определенного расстояния ее от Солнца) обусловливают закономерное изменение природных процессов и явлений в географической оболочке по направлению от экватора к полюсам.
Размеры и масса Земли предопределяют такую силу земного притяжения, которая удерживает атмосферу определенного состава и гидросферу, без которых невозможна жизнь. Важно и расстояние Земли от Солнца. При более близком положении Земли к Солнцу, чем теперь, она могла бы превратиться в раскаленную пустыню, при более отдаленном — приобрести постоянный ледяной панцирь. Таким образом, жизнь на Земле, возникновение и существование на ней географической оболочки в значительной мере зависят от формы и размеров нашей планеты, а также и расстояния от Солнца.
Вопросы и задания:
studfiles.net
Мы живём на огромном шаре. Лучшие умы человечества начали об этом догадываться, отказываясь от представлений о «плоском, как блин», мире, очень давно. Ещё древнегреческий математик Пифагор (VI в. до н.э.) высказывал мысль о шарообразности нашей планеты.
Внутреннее
строение Земли
Он же довольно робко предположил, что Земля делает «вокруг себя» оборот между восходом и заходом светила один раз (т.е. за сутки), а за 365 дней огибает Солнце, — теперь мы называем это годом. Сегодня всё это доказано наукой, а 2500 лет назад подобное мог предположить только гениальный учёный.
Но подтвердить эту смелую гипотезу тогда ещё было невозможно: слишком мало фактических сведений накопили люди к тому времени. Первые подлинно научные свидетельства шарообразности Земли представил великий древнегреческий философ Аристотель (IV в. до н.э.). Наблюдая лунные затмения (а они происходят потому, что Земля на время оказывается между Солнцем и Луной), он следил за тенью, отбрасываемой Землёй на Луну. Какой бы стороной ни была повёрнута к Луне Земля, эта тень всегда круглая. А какое тело в любом положении отбрасывает круглую тень? Шар. Значит, планета наша имеет шарообразную форму — к такому заключению пришёл Аристотель. (Необходимо отметить, что до Аристотеля халдеи — племена, обитавшие в Южной Месопотамии, — наблюдали лунные затмения и обращали внимание на форму тени, которую при этом Земля отбрасывает на Луну.)
Аристотель приводил и другие доказательства шарообразности Земли. Одно из них — то, что при движении на север или на юг мы видим в небе над собой уже другие созвездия.
За 250 лет до нашей эры древнегреческий учёный Эратосфен Киренский, хранитель крупнейшей в античном мире Александрийской библиотеки в Египте, уже решился измерить Землю.
Он знал, что в городке Сиена (ныне он называется Асуан), расположенном точно к югу от Александрии, у первых порогов Нила, в день летнего солнцестояния Солнце, находясь в зените, освещает дно одного очень глубокого колодца. А на севере Египта, в его столице, в тот же момент оно отстоит от зенита на 1/50 (запомним эту дробь) долю окружности. Следовательно, расстояние между этими городами составляет 1/50 долю земной окружности, или 7°12' долготы. А в мерах длины эту дистанцию он приблизительно определил по тому, за сколько времени её преодолевает... верблюжий караван — других «измерительных приборов» в то время ещё не было. Оказалось, что расстояние равно 5 тыс. египетских стадий, а одна стадия — немного меньше 160 м. Значит, от Александрии до Сиены около 800 км, окружность же всей планеты в 50 раз больше — около 40 тыс. км. А любой, знакомый с геометрией, по длине окружности может вычислить её радиус. Он в данном случае равен 6311 км.
Можно возразить, что это неправильно, — окружность Земли по экватору составляет почти 40 100 км. А средний её радиус, как известно, 6371 км. Знаменитый Эратосфен километров на шестьдесят ошибся... Однако если учесть, какими «приборами» (колодец + верблюд) он пользовался, то надо признать, что для своего времени вывод древнегреческого учёного был довольно точным.
Этот момент можно считать днём рождения теоретической геодезии — науки о форме Земли. А немного позднее появилась и геофизика — наука о её строении, развитии, физических процессах, происходящих в теле планеты (ведь не зная размеры Земли, нельзя судить о её плотности, массе и других характеристиках). Результаты, полученные Эратосфеном, «продержались» целое тысячелетие... Лишь в 827 г. н.э. астрономы, трудившиеся в Багдадской обсерватории халифа аль-Мамуна (он был сыном Гаруна аль-Рашида, известного по арабским сказкам «Тысяча и одна ночь», и сам занимался науками), немного подправили величину радиуса планеты, давным-давно определённую библиотекарем из Александрии.
...Шар-то шар, но не совсем правильный. Понимал это ещё знаменитый математик Архимед (III в. до н.э.), друг Эратосфена. Он учитывал, что есть на Земле высокие горы, есть равнины и глубокие провалы; значит, идеальным шаром она быть не может. Он первым предложил термин «сфероид» — фигура, близкая к сфере, но не совсем идеальный шар...
Идея «непогрешимой» шарообразности планеты не была полностью отвергнута ещё очень долго. Даже не принимая на веру догадки античных мыслителей, европейские учёные считали, что Земля — правильный шар. Так было до самого конца XVII столетия, когда англичанин Исаак Ньютон и голландец Христиан Гюйгенс нашли физические опровержения того, что Земля имеет форму правильного шара: раз тело долго и быстро вращается, значит, оно должно быть сплющено сверху и снизу. Ведь центробежные силы на экваторе действуют сильнее, чем у полюсов. И расстояние от полюса до полюса (полярный диаметр) будет короче, чем диаметр Земли в плоскости экватора. Это следует из законов физики, а им подчиняется весь материальный мир.
В 1680 г. Ньютон подсчитал, что наша планета сплющена вдоль оси вращения на 1/230 долю этой оси. Как ни велик был авторитет знаменитого учёного, следовало проверить его вычисления на практике. И в 1734 г. французские исследователи во главе с астрономом Жаком Кассини отправились измерять длину земного меридиана на север — от Парижа до Дюнкерка, города у пролива Па-де-Кале, и на юг — от Парижа до Перпиньяна на берегу Средиземного моря. Это расстояние побольше, чем между Александрийской библиотекой и Сиенским колодцем в Египте, и точность измерений была уже выше. И всё-таки ошибок оказалось тоже немало.
Караван верблюдов, пересекающий
пустыню, «помог» знаменитому Эратосфену измерить Землю
Сплющена ли Земля с полюсов, оставалось неясным (а если да, то насколько?). В век Просвещения так обстоять дело не могло, и Парижская академия наук послала ещё две экспедиции. Одну возглавил астроном Шарль Кондамин; она работала в Южной Америке. А другую — Пьер Луи Мопертюи; ей «достался» север Европы — скандинавская Лапландия.
После нескольких лет странствий в тяжёлых условиях Андского высокогорья и скандинавской тундры учёные привезли свои ценнейшие данные в Париж (Мопертюи в 1737 г., а Кондамин в 1742 г.). Здесь их обработал Кассини, и был сделан окончательный вывод: Ньютон прав, расстояние от центра Земли до экватора больше, чем до полюса!
...Итак, сегодня очевидно: наша планета немного сплющена с полюсов, поэтому её экваториальный радиус больше, чем у идеального шара, а вдоль оси вращения радиус Земли на 5 км меньше, чем у правильной геометрической сферы.
Но до сих пор мы всё время говорили только о том, что специалисты называют фигурой Земли, т.е. о форме планеты. Пора заглянуть себе «под ноги»...
www.what-this.ru
По современным космогоническим представлениям Земля образовалась примерно 4,6-4,7 млрд. лет назад из захваченного притяжением Солнца протопланетного облака. На образование первых, наиболее древних из изученных горных пород потребовалось 100-200 млн. лет.
Земля – третья планета Солнечной системы. Ее орбита находится между орбитами Венеры и Марса. Она движется вокруг Солнца со средней скоростью 29,765 км/с по эллиптической, близкой к круговой орбите (эксцентриситет 0,0167). Среднее расстояние от Солнца 149,6 млн. км, В перигелии оно уменьшается до 147 млн. км, а в афелии увеличивается до 152 млн. км. Период одного обращения по орбите 365,24 солнечных суток. Вращение Земли вокруг собственной оси происходит со средней угловой скоростью 7,3·10-5рад/с, что примерно соответствует периоду в 23 ч 56 мин 4,1 с. Линейная скорость поверхности Земли на экваторе – около 465 м/с. Ось вращения наклонена к плоскости эклиптики под углом 66° 33′ 22′′. Этот наклон и годовое обращение Земли вокруг Солнца обуславливают исключительно важную для климата Земли смену времен года, а ее вращение вокруг оси – смену дня и ночи. Имеются и небольшие нерегулярные вариации продолжительности суток.
В целом по форме Земля близка к эллипсоиду, сплюснутому у полюсов и растянутому в экваториальной зоне. В нашей стране принят термин «эллипсоид Красовского [Феодосий Николаевич]). Средний радиус Земли 6371 км, полярный – 6356 км, экваториальный – 6378 км. Масса Земли 5,976·1024 кг, средняя плотность 5518 кг/м3. Площадь поверхности Земли 510,2 млн. км2.
Фактически уровневая поверхность Земли не совпадает с поверхностью эллипсоида. Геоид – условное наименование истинной фигуры Земли, предложенное в 1873 г. немецким ученым И. Листингом (геоид – землеподобный). Геоид это геометрически сложная поверхность равных значений потенциала силы тяжести, совпадающая с невозмущенной поверхностью Мирового океана и продолженная под континентами. Он близок к эллипсоиду со сжатием 1 : 298,2.
Благодаря суточному вращению Земли существуют единственные неподвижные точки земной поверхности – географические полюса – это точки пересечения воображаемой земной оси с земной поверхностью. Положение географических полюсов меняется с периодом 434 суток с амплитудой 0,36′′. Кроме того, имеются и небольшие сезонные их перемещения.
По отношению к полюсам определяют экватор, проводят параллели и меридианы. Экватор – это линия на глобусе или карте, расположенная на одинаковом расстоянии от полюсов. Его длина 40076 км. Параллели – линии, параллельные экватору. Это круги мысленного сечения Земли плоскостями, перпендикулярными ее оси. По параллелям определяют географическую широту – расстояние в градусах от экватора до какой-либо точки. Она изменяется от 90º с.ш. до 90º ю.ш. Меридианы – линии, соединяющие полюса. Это круги, образованные пересечением земного шара плоскостями, проходящими через земную ось. По меридианам определяют географическую долготу – расстояние в градусах от начального меридиана до какой-либо точки. Долготы бывают западные и восточные и изменяются от 0 до 180°.
Представление о фигуре и размерах Земли создавалось постепенно, на основе наблюдений, измерений и расчетов.
Уже в VII в до н.э. древнегреческие ученые высказали предположение о шарообразности Земли. В IV веке до н.э. Аристотель собрал уже имеющиеся доказательства шарообразности Земли, дополнил и обосновал их (круглая тень Земли при затмениях, изменение вида звездного вида и т.д.). Эратосфен Киренский во II веке до н.э. определил близкую к действительной длину большого круга (40 000 км) и одного градуса меридиана (110,6 м. – действительная 111,2 м.).
Кругосветные путешествия только подтвердили доказательства шарообразности. С появлением точных методов измерений расстояний и углов (триангуляция) в 1669-70 гг. французские ученый Жан Пикар точно измерил длину меридиана и пришел к выводу, что Земля не идеальный шар с радиусом – 6371,7 км. Французский астроном Рише проделав опыты с маятником пришел к сходным выводам.
Ньютон сформулировал закон об обязательном отклонении фигуры вращающегося тела от шара. Одновременно с Христианом Гюйгенсом он определили полярное сжатие Земли.
Еще статьи о внеземном космосе
Еще статьи о Земле как планете
www.geo-site.ru
|
|
|
|
|
|
