Человек начал задумываться о том, что представляет собой наша планета, ещё в древние времена. Пробуя объяснить новые явления, люди прибегали к доступным для них понятиям, проводя параллели с окружающей их местностью и природой. Дошедшие до нашего времени исторические источники помогают разобраться, как менялись представления людей о форме и месте нашей планеты во Вселенной в ходе эволюции.
Представления людей в древности
Самые первые источники – изображения и рисунки в пещерах, насечки на костях и камнях. В древности не было у людей единого представления о форме нашей планеты – всё зависело от региона проживания, природы, климатических условий и рельефа местности.
Предположения жителей Вавилона
Цивилизации, территория проживания которых находилась между реками Тигр и Ефрат, оставили самые ценные знания. Им больше чем шесть тысяч лет. Жители Вавилона олицетворяли Землю в качестве «Мировой горы». Их страна Вавилония занимала западный склон, на востоке их земли упирались в горы необъятной высоты, переход через которые считался невозможным. К югу от страны простиралось море, омывающее «гору» со всех сторон.
Земля для выходцев из Палестины
Равнинные территории государства способствовали тому, что в представлении её жителей Земля выглядела равниной, на которой не исключены горы.
Легенды Японии, Индии и Китая
Представления древних индийцев являются невероятно интересными и отличаются особенной живописностью образов. Народы этих государств были убеждены, что форма Земли – полусфера, опирающаяся на спины четырёх гигантов – слонов. Слоны стоят на спине огромной черепахи, которая обитает в море молока. Все существа при этом обвиты чёрной коброй Шешу, имеющей тысячи голов, подпирающих Вселенную.
Жители древней Японии предписывали нашей планете кубическую форму. Для землетрясений, которые являлись частым явлением на территории государства, было найдено интересное объяснение. Землетрясения, по их поверьям, вызывались буйствами огнедышащего дракона, обитающего в глубинных недрах Земли.
В Китае планета виделась плоским прямоугольником, по всем углам которого расположены четыре опоры. Итак, колонны подпирают выпуклый купол небес. Одна из них когда-то давно была повреждена чудищем – драконом, и это привело к тому, что Земля постоянно кренится на восток, а небо имеет уклон на запад. Эта теория доступно объясняла передвижения небесных светил и течение рек, которое направлено на восток.
_ Верования ацтеков и майя
Эти древние цивилизации были уверены, что форма Земли – квадратная. В центре фигуры произрастает Первоначальное Древо, по углам – ещё по одному из деревьев, каждое из которых имеет своё обозначение. До Земли существовали лишь Небо и Вода, к созданию суши приложили руку, конечно, боги, главным деятелем стал Кетцалькоатль.
На территории Древней Греции было принято считать, что планета является выпуклым диском, напоминающим щит воина. По медному небосводу двигается Солнце, суша со всех сторон окружена водой – Океаном.
Корабельные путешествия, появление подробных карт позволило ещё в Средневековье сделать выводы, что Земля имеет шарообразную форму. Именно в этот исторический период было установлено, что все планеты Солнечной системы, в том числе и наша, вращаются вокруг Солнца. Благодаря изысканиям всем известных Николая Коперника, Джордано Бруно, Галилео Галилея.
В 1873 году впервые было введено понятие «геоид». Его автором был физик и математик Иоганн Листинг. Данный термин введён для обозначения формы нашей планеты, которая максимально приближена к эллипсоиду вращения.
Исследования учёных по этому вопросу имеют важнейшее значение, с каждой новой подтверждённой информацией мы приближаемся к очередному открытию. Владение точными знаниями способствует правильному вычислению координат небесных и земных тел. Это особенно необходимо для морской и космической навигации, во время выполнения строительных, геодезических работ и во многих других сферах человеческой деятельности.
Какую же форму имеет Земля? Шар, эллипс, геоид (ge – земля + eidos – вид)… Мы точно знаем, что Земля не плоская. И все этапы верований и научных изысканий привели нас к наиболее верной формулировке: Земля имеет неправильную форму, форму геоида (землеподобную).
Образовательные программы для школьников в ЭТНОМИРе
Калужская область, Боровский район, деревня Петрово
_ От того, как мы получаем знания, зависит, как они усваиваются. В ЭТНОМИРе жажду познания можно утолить, став участником одной из образовательных программ экскурсионных школьных туров. Получая те или иные сведения об окружающем мире, ученики узнают обо всём как бы изнутри: в основе обучения лежит принцип наглядности. Мы за то, чтобы образование было частью личностного роста: изучая мир – познаём себя!
Детские образовательные экскурсии и туры – отличный способ совместить приятное с полезным. Все программы составлены с учётом возрастных особенностей – для младших и старших классов. В обучающий процесс школьных экскурсий естественным образом включена коммуникация. Будь то история, география, биология или литература – в любой школьный предмет можно привнести элемент игры, посредством которой информация воспринимается лучше.
происхождение земли форма и размеры земли движение земли солнечная система геологическое летоисчисление
Геоид(происходит от корней: «Гео» — Земля и «Идос» — вид), фигура, дающая обобщённое представление о поверхности Земли, как планеты.
Термин геоидбыл предложен немецким физиком и математиком Иоганном Листингом в 1873 г. Под этим термином Листинг подразумевал фигуру, которую приняла бы поверхность Мирового океана и сообщающихся с ним морей при том уровне воды, который бы установился в условиях отсутствия приливов, течений, разностей атмосферного давления и т. п. От геоида было предложено исчислять высоты точек поверхности Земли. В любой точке геоида высота равна нулю.
Земля, планета, на которой мы живем; третья от Солнцаи пятая из крупнейших планет в Солнечной системе. Как полагают, Солнечная система сформировалась из вихревых газово-пылевых облаков ок. 5 млрд. лет назад. Земля богата природными ресурсами, имеет в целом благоприятный климат и, возможно, является единственной планетой, на которой существует жизнь.
В недрах Земли протекают активные геодинамические процессы, проявляющиеся в спрединге океанического дна (наращивании океанической коры и последующем ее раздвижении), дрейфе материков, землетрясениях, вулканических извержениях и др. Земля вращается вокруг своей оси. Хотя это движение и не заметно на поверхности, точка на экваторе перемещается со скоростью ок. 1600 км/ч. Земля также обращается вокруг Солнца по орбите протяженностью ок. 958 млн. км со средней скоростью 29,8 км/с,совершая полный оборот примерно за год (365,242 средних солнечных суток).
Форма и размер. Примерные очертания и размеры Земли известны уже более 2000 лет. Еще в 3 в. до н.э. греческий ученый Эратосфен довольно точно рассчитал радиус Земли. В настоящее время известно, что ее экваториальный диаметр составляет 12 754 км,а полярный – ок. 12 711 км. Геометрически Земля представляет собой трехосный эллипсоидный сфероид, сплющенный у полюсов.
Площадь поверхности Земли ок. 510 млн. км2, из них 361 млн. км2 приходится на воду. Объем Земли равен ок. 1121 млрд. км3.
Плотность Земли варьирует от незначительной в верхних слоях атмосферы до исключительно высокой в центре планеты. Зная массу и объем Земли, ученые рассчитали, что ее средняя плотность примерно в 5,5 раза больше плотности воды.
Одна из наиболее распространенных пород на поверхности Земли – гранит имеет плотность 2,7 г/см3, плотность в мантии изменяется от 3 до 5 г/см3, в пределах ядра от 8 до 15 г/см3. В центре Земли она может достигать 17 г/см3. Напротив, плотность воздуха у земной поверхности составляет примерно 1/800 плотности воды, а в верхних слоях атмосферы она очень мала.
Давление. Атмосфера оказывает давление на земную поверхность на уровне моря с силой 1 кг/см2 (давление в одну атмосферу), которое уменьшается с высотой. На высоте ок. 8 км оно понижается примерно на две трети. Внутри Земли давление быстро возрастает: на границе ядра оно составляет ок. 1,5 млн. атмосфер, а в его центре – до 3,7 млн. атмосфер.
Среднее расстояние от Земли до Солнца (астрономич. единица)
Срендее расстояние от Земли до Луны
Период оборота Земли вокруг своей оси (звездные сутки)
Приод обращения Земли вокруг Солнца (тропический год)
Земля невероятно красива и разнообразна. Она кажется нам настолько родной и привычной, что порой мы даже не осознаем ее уникальности. Наша планета — единственное астрономическое тело в обозримой Вселенной, где зародилась и существует жизнь. Ученые до сих пор пытаются найти ответ на вопрос, когда и почему это произошло именно на Земле.
История Земли не единственное, что увлекает людей уже много лет. С развитием человечества росло и желание исследовать неизвестные части мира. Оно породило волну открытий, благодаря которым состоялся грандиозный прорыв в познаниях о планете, были описаны новые материки, острова, океаны, произошел кардинальный переворот в привычных представлениях о мире. Казалось бы, сегодня на Земле не осталось места для географических открытий, но в мире по-прежнему обнаруживаются новые виды, уникальные природные образования, новые свидетельства прошлого.
Вместе с освоением планеты вскрылась и ее уязвимость. Появившись на Земле, человек стал переделывать все вокруг под себя. Возводил города, чтобы жить с комфортом, возделывал поля, чтобы не голодать, строил заводы, чтобы производить удобные вещи. Люди беспрерывно изменяют мир, чтобы сделать его богаче и безопаснее, а он, к сожалению, становится все опаснее и беднее. В наши дни Земля по-прежнему нуждается в изучении, только теперь первостепенно не открытие чего-то неизвестного, а поиск оптимальных отношений между Землей и человеком.
Форма и размеры Земли
Традиционно принято считать, что Земля имеет форму шара. Однако это не совсем так.
Первые исследователи считали, что Земля плоская и представляет собой диск, плавающий на поверхности воды. Их взгляды кардинально изменил Аристотель, который не просто предположил, что наша планета круглая, но и доказал это. Сегодня для простоты Землю также называют шаром. Однако не секрет, что из-за вращения вокруг своей оси и возникающей при этом центробежной силы наша планета не может иметь абсолютно шарообразную форму.
Параметры Земли
Соотношение размеров Солнца, Земли и других планет Солнечной системы
Земля — эллипсоид?
Первоначально предполагалось, что Земля имеет форму эллипсоида — она несимметрична и сплюснута у полюсов. Подтверждением этому служит тот факт, что экваториальный радиус на 21,4 км больше, чем расстояние от центра Земли до полюсов (полярный радиус). Кроме того, более точные измерения показали, что расстояние от экватора до Северного полюса меньше, чем до Южного.
Наглядная разница между шаром и эллипсоидом
А может, все-таки геоид?
Эллипсоид (как и шар) — идеальная форма, которую в действительности Земля не может иметь. Данная форма удобна для проведения математических расчетов, поэтому часто используется. Реальная же форма Земли далека от эталона. Она определяется неровностями рельефа материков и океанического дна, такими как впадины и возвышенности, и называется геоидом (что в переводе с греческого языка означает «землеподобный»).
Сравнение поверхностей. Геоид — форма Земли, полученная мысленным продолжением поверхности Мирового океана под континентами
Движение Земли
Сквозь бескрайние просторы Вселенной, среди бесчисленного множества звезд мчится планета, которую мы называем своим домом, — Земля. Нам она кажется необъятным миром, но это лишь иллюзия. В суматохе дней мы редко всматриваемся в небо и не осознаем, что в необозримой пустоте космоса наша планета не более чем песчинка, на которой возникло чудо жизни.
Земля — космическое тело, а мы — космонавты, совершающие длительный полет вокруг Солнца и бороздящие, не думая о том, просторы Вселенной. На протяжении веков люди пытались выяснить, что из себя представляет этот «космический корабль», пассажирами которого они стали. Какой он формы, с какой скоростью мчится? Благодаря человеческому любопытству, упорству исследователей, а затем и научно-техническому прогрессу сегодня почти на все вопросы о Земле у нас есть точные ответы.
Земля, как и другие планеты солнечной системы, находится в постоянном движении. Движение — это жизнь. Данное утверждение справедливо не только для человека, но и для нашей планеты. Каждую секунду мы перемещаемся в космическом пространстве со скоростью около 30 км/с, совершая не одно, а несколько типов движения.
Два основных типа движения Земли и их следствия: а) осевое вращение; б) орбитальное вращение.
Осевое вращение
Первое и наиболее ощутимое для нас — движение Земли вокруг своей оси. День сменяет ночь, а ночь сменяет день, обеспечивая бесконечное течение времени. Наверное, каждый человек хотя бы раз в жизни хотел, чтобы в сутках было больше чем 24 ч, ведь их не всегда хватает на запланированные дела. Оказывается, времени и того меньше! Полный оборот вокруг своей оси Земля совершает за 23 ч 56 мин 4,1 с.
Земля вращается вокруг своей оси с запада на восток
Движение Земли вокруг своей оси во многом напоминает запущенный волчок, ось которого при постепенном замедлении начинает описывать в пространстве конусы. Перемещаясь в космическом пространстве, подобные действия совершает и земная ось, что с течением времени неизбежно приводит к изменению координат светил на звездном небе. Полный цикл земной прецессии составляет около 25 800 лет.
Орбитальное вращение
Второй тип движения — вращение вокруг Солнца. Его наша планета совершает не по строго круговой орбите, а по слегка вытянутой в форме эллипса. Самая близкая к нашему светилу точка земного пути называется перигелием, а самая дальняя — афелием. В афелии мы находимся в июле, а в перигелии — в январе. Земля парит в пространстве не строго перпендикулярно своей орбите, а под наклоном, равным 23,5°. Наклон земной оси и орбитальное вращение обеспечивают неравномерный нагрев поверхности планеты в течение года, из-за чего происходит смена времен года.
Если рассматривать движения Земли в космических масштабах, то можно заметить, что в этих периодах нет круглых чисел, к которым мы привыкли. Например, звездный год — точное время оборота Земли вокруг Солнца — составляет 365 сут. и 6 ч. Лишние шесть часов мы отбрасываем в течение трех лет. Впоследствии они накапливаются и добавляются к каждому четвертому году, который называется високосным.
Схема движения Земли вокруг Солнца
Наша планета движется не только вокруг Солнца, но и вместе с ним. Ежесекундно Солнечная система преодолевает огромные световые расстояния вокруг общего центра Млечного Пути. Как это движение влияет на Землю, до конца не изучено. Полный галактический год составляет около 280 млн лет.
В июне 2010 года Европейское космическое агентство показало первые подробные геологические карты нашей планеты, также мир впервые увидел, какая форма у Земли на самом деле. Все это стало возможным благодаря исследовательскому спутнику GOCE, который запустили на орбиту в 2009 году.
Понятие геоида было введено в 1873 году немецким математиком Иоганном Листингом с целью характеристики формы Земли, ведь она не является сферической, а сплющенная с полюсов. За мнимую поверхность геоида было взято уровень океана в “состоянии покоя” и гипотетически продолжено его под поверхностью материков, в результате, ученые получили идеальную фигуру – эллипсоид. Эта, довольно гипотетическая фигура, и до сих пор используется в геодезии. Однако, в новейшие времена стало понятно, что гравитационное поле Земли не является однородным. Сначала, какие-то отклонения от эллипсоида считали местными гравитационными аномалиями, однако с развитием систем спутниковой навигации и глобального позиционирования (GPS) стало понятно, что “местные” аномалии носят планетарный характер! К примеру, приборы GPS на борту самолета или корабля во время движения показывают колебания высоты, хотя она реально неизменна. Это вызывается тем, что в программу навигационного спутника за точку отсчета была заложена гипотетическая поверхность эллипсоида с центром масс Земли, а усиление или ослабление силы притяжения, которое существует в реальности, и приводит к отклонению в показаниях приборов GPS. Более того, по разной интенсивности силы тяжести, предметы, свободно падают, отклоняются от классической перпендикулярной эллипсоида линии, однако, движутся по перпендикулярной траектории именно к поверхности геоида.
GOCE в своем инструментарии содержит сверхточный градиометр с тремя парами платиновых акселометров, которые способны зафиксировать малейшие колебания, вплоть до одной десятитриллионной доли гал (1 гал = 1 м / с2 – мера ускорения), В гравитационном поле Земли. Для картирования изменений силы тяжести, спутник вращается на экстремально низкой орбите – всего 254,9 км, проходя через опасные полярные области. На такой высоте сила трения разреженной атмосферы замедляет движение GOCE, поэтому для того чтобы поддержать скорость и не сойти с орбиты, в спутнике есть система ускорения – ионный двигатель, который время от времени выстреливает струей сжатого инертного газа ксенона.
Как оказалось, благодаря работе GOCE, геоид не только не имеет той идеальной формы эллипсоида, а вообще похож на “увядшее и сморщенное за зиму яблоко” со своими выступлениями и впадинами… Анализ данных показал, что гравитационное поле Земли имеет три огромных участка с повышенной силой притяжения: Северная Америка, Индия и Гималаи, а также Южный Тихий океан с Антарктидой. Самый высокий уровень гравитации установлен в северной части Индийского океана и на полуострове Индостан, где уровень поверхности океана более чем на 100 м ниже плоскости эллипсоида! Одновременно, существует и три участка со слабой гравитацией – это Северная Атлантика с Европой, Океания с Австралией и Южным Индийским океаном. Самый низкий уровень силы земного притяжения существует над Исландией и Папуа-Новой Гвинеей – уровень океанических вод здесь возвышается примерно на 80 м над плоскостью поверхности эллипсоида.
Результаты полученные зондом еще нужно проработать, однако уже сейчас становится ясно, что неоднородность гравитационного поля Земли играет едва ли не ключевую роль в циркуляции океанических течений, причем как горизонтальных, так и вертикальных. Ученые также надеются усовершенствовать существующие модели изменения климата будущего, ведь теперь они получили точный инструмент прогнозирования динамики льда в полярных районах. Кроме того, зная уровень океана, который обусловлен земной гравитацией, а не только приливами и отливами, возникающие под действием притяжения Луны, океанологам и экологам будет гораздо проще отслеживать его изменения. В целом эта миссия во многих аспектах поспособствует развитию науки о Земле, а также коммерчески окупится.
Незнайка: Вы действительно считаете Землю шаром? Интересно, зачем же для формы Земли придумали термин «геоид»?
Самая сильная гравитация — в районах, окрашенных жёлтым цветом, самая слабая — на синих участках. Рельефность геоида намеренно усиленна — для большей наглядности различия высот умножены в 10 тысяч раз.
Очень многим кажется, что на этом рисунке изображён рельеф Земного шара. Но это не так. Это геоид.
Незнайка: Что-то новое. Поясните. Если геоид не является поверхностью ограничивающей объём Земли, то тогда что это такое, по-Вашему?
Вот что можно прочитать в Википедии.
Гео́ид (буквально — «нечто подобное Земле») — геометрическое тело, отражающее свойства потенциала силы тяжести на Земле (вблизи земной поверхности.
Не каждый человек, не являющийся геодезистом, топографом или геологом сможет понять, что обозначают эти мудрёные термины.
Поэтому попробуем объяснить попроще.
Отклонения геоида (EGM96) от идеализированной фигуры Земли (эллипсоида WGS-84). Видно, что поверхность океана на самом деле не всюду гладкая, например, на севере Индийского океана — понижена на
100 метров, а на западе Тихого — поднята на
То есть это воображаемая фигура, не существующая в реальности.
Геоид это не рельеф поверхности Земли. Видно, что в Гималаях на геоиде имеется понижение уровенной поверхности, хотя в рельефе это высочайшие горы на Земле.
А то, что имел ввиду Незнайка, это ПОВЕРХНОСТЬ ТВЁРДОЙ И ЖИДКОЙ ОБОЛОЧЕК ЗЕМЛИ.
В нулевом приближении можно считать, что Земля имеет форму шара со средним радиусом 6371,3 км.
Так Земля выглядит из Космоса.
Такое представление нашей планеты хорошо подходит для задач, точность вычислений в которых не превышает 0,5 %. В действительности Земля не является идеальной сферой. Из-за суточного вращения она сплюснута с полюсов; высоты материков различны; приливные деформации также искажают форму поверхности. В геодезии и космонавтике обычно для описания фигуры Земли выбирают эллипсоид вращения или геоид. С геоидом связана система астрономических координат, с эллипсоидом вращения — система геодезических координат.
Всё, что мы до этого рассматривали относится к твёрдой и жидкой поверхности планеты.
Но, на Земле имеется и газообразная оболочка планеты, называемая атмосферой.
Причём атмосфера не имеет чёткой границы с космическим пространством.
Линия Ка́рмана — высота над уровнем моря, которая условно принимается в качестве границы между атмосферой Земли и космосом. В соответствии с определением Международной авиационной федерации (ФАИ), линия Кармана находится на высоте 100 км над уровнем моря. Название высота получила по имени Теодора фон Кармана, американского учёного венгерского происхождения. Он первый определил, что примерно на этой высоте атмосфера становится настолько разрежённой, что аэронавтика становится невозможной, так как скорость летательного аппарата, необходимая для создания достаточной подъёмной силы, становится больше первой космической скорости, и поэтому для достижения бо́льших высот необходимо пользоваться средствами космонавтики. Атмосфера Земли продолжается и за линией Кармана. Внешняя часть земной атмосферы, экзосфера, простирается до высоты 10 тыс. км и более, на такой высоте атмосфера состоит в основном из атомов водорода, способных покидать атмосферу. Достижение Линии Кармана являлось первым условием для получения приза Ansari X Prize, так как это является основанием для признания полёта космическим.
Как видим, вопрос Какую форму имеет Земля? Весьма неоднозначен. Всё зависит от того, что мы считаем поверхностью Земли. 1. Твёрдую поверхность горных пород. 2. Поверхность суши и океана. 3. Уровенную поверхность. 4. Границу атмосферы. 5. Границу экзосферы. Или ещё что-либо другое. Справочные ссылки. 1. Геоид в Википедии. 2. Гравитационная форма Земли 3. Уровенная поверхность 4. Геоид и квазигеоид 5. Атмосфера Земли
Земля невероятно красива и разнообразна. Она кажется нам настолько родной и привычной, что порой мы даже не осознаем ее уникальности. Наша планета — единственное астрономическое тело в обозримой Вселенной, где зародилась и существует жизнь. Ученые до сих пор пытаются найти ответ на вопрос, когда и почему это произошло именно на Земле.
