Какую форму имеет Земля на самом деле и что на нее влияет
Какую форму имеет Земля
Принято считать, что Земля — шар, но на самом деле это не так. Форма нашей планеты напоминает эллипсоид — трехмерную фигуру, которая похожа на объемный овал. По модели Земли видно, что планета слегка сплющена с полюсов и растянута вдоль экватора.
В геодезии такую форму указывают как «эллипсоид Красовского» — в честь советского астронома-геодезиста Федора Красовского. Но эллипсоид должен быть идеально ровным, а этого нельзя сказать о Земле: на ее поверхности есть и горы, и впадины.
Поэтому точнее сказать, что Земля имеет форму геоида. Высота этой фигуры определяется в каждом участке за счет баланса между центробежной силой и локальной гравитацией.
Форма Земли без воды
В 2015 году завирусился анимационный график, якобы показывающий, как выглядела бы Земля без воды. Земля представлялась планетой искаженной формы с обилием бугров. Но это тоже не так. Если представить, что реки, озера, моря и океаны внезапно бы пересохли, наша планета осталась бы геоидом. [1]
Это и подчеркивает тот самый график, который составил Алеш Бездек, научный сотрудник Астрономического института Академии наук Чешской Республики. Ученый пояснил, что так как поверхность Земли не однородна, гравитация в одних местах сильнее, в других — слабее. Но разница в силе тяжести мала. Большинство же визуальных изображений геоида преувеличены, чтобы подчеркнуть неровности.
График Бездека, напротив, показывает, как бы выглядела Земля, будь она целиком покрыта водой. Кстати, а вы знаете, что миллиарды лет назад наша планета представляла собой огромный шар с вулканами, извергающими магму? Есть версия, что воду на Землю принесли метеориты.
Казалось бы, можно предположить, что такой бугристой является поверхность нашей планеты под водой, но и это заблуждение. Глубина Марианской впадины составляет около 10 км, а средний диаметр планеты — примерно 13 000 км. Если внезапно воды на планете не станет, изменения вряд ли будут заметны, так как уровень перепада между высочайшими горами и самой низкой точкой Мирового океана будет менее 20 км.
Что влияет на форму Земли
Ее определяют всего два фактора.
- Вращение планеты создает центробежную силу, которая на экваторе меньше, чем на полюсах. Поэтому наша планета немного приплюснута. Это легко проследить, зная диаметр: если измерять по экватору, получится на 43 км длиннее, чем если измерять диаметр по полюсам.
- Распределение массы. Поверхность Земли очень неровная: здесь есть как горы, так и впадины. Поэтому гравитационное поле разное, а это влияет форму геоида.
Как менялись представления о форме и размерах Земли
Люди издавна пытались понять, как устроен мир и, разумеется, их интересовала наша планета.
Форма
Существовали разные версии. Так, жители Древнего Вавилона считали, что Земля — это остров в океане. Древние индийцы верили, что полукруглая Земля расположена на спинах четырех китов, которых держит гигантская черепаха. Китайцы думали, что плоская Земля плавает и ее накрывает купол — небо.
Идея о том, что Земля плоская, встречается и в работах древних философов. Это объясняется просто: подниматься в воздух люди еще не умели, а взгляд ограничивается линией горизонта.
Первым, кто предположил, что Земля имеет форму шара, стал древнегреческий математик Пифагор, живший в VI веке до нашей эры.
Позднее доказательства этого предоставил Аристотель. Он указал на то, что во время лунных затмений Земля отбрасывает на свой спутник круглую тень, а это было бы невозможно, будь наша планета плоской. К тому же корабли исчезают вдали постепенно, а не падают с обрыва.
Церковь не признавала версию о сферической форме Земли. Поэтому те, кто ее придерживался, подвергались гонениям. Все изменилось в XVI веке, когда португальский и испанский мореплаватель Фернан Магеллан совершил первое кругосветное путешествие. Он подтвердил, что Земля не плоская, а уж, скорее, круглая. Читайте также нашу статью о забытых путешественниках России XX века.
Два века спустя английский математик и философ Исаак Ньютон пришел к выводу, что это тоже не совсем верно: под действием центробежной силы форма Земли напоминает сжатый эллипс. Он ссылался на результаты маятниковых экспериментов астронома Жана Рише. Тот заметил, что на разных широтах один и тот же стержень маятника колеблется с разной периодичностью. А это, по мнению Ньютона, доказывало, что Земля имеет приплюснутую форму.
Размеры
Считается, что первым измерил размер Земли древнегреческий ученый Эратосфен Киренский в III веке до нашей эры. Известна даже дата — 19 июня, день летнего солнцестояния.
Эратосфен знал, что к югу от Александрии, где он проводил измерения, находится город Сиен — ныне Асуан. Ученый считал, что города лежат на одном меридиане, и хотел измерить длину тени вертикального шеста в Сиене — гномона — в солнечных часах Александрии. А по длине тела определить угол.
Это удалось сделать. Эратосфен рассчитал, что угол равен 1/50 от всего круга солнечных часов. А это составляет 5000 стадиев — расстояние от Александрии до Сиена. После чего он рассчитал, что окружность Земли — 250 000 стадиев. В пересчете на километры выходит 43 000 км. Радиус Земли равен 6287 км.
Примечательно, что о форме Земли и сейчас имеются расхождения. Так, 94% россиян уверены, что Земля круглая, 4% затрудняются ответить на этот вопрос, а 2% считают, что Земля плоская. [2] Про геоид и вовсе не говорится. А вот с размерами таких противоречий нет. Современные измерения показывают, что радиус нашей планеты — 6371 км, что лишь немного больше результата Эратосфена.
