Форма і розміри Землі цікавили вчених з давніх давен як із на укових міркувань, так і для розв’язання тогочасних практичних завдань (мореплавство, військові походи, торгівля). Виявляючи кмітливість, шляхом спостережень та логічного осмислення фактів і одержаних результатів вони дійшли висновку, що наша планета має форму кулі. Давньогрецький математик і філософ Піфагор (VI ст. до н. е.) міркував: “Все у природі має бути гармонійне і до вершене. Земля також повинна бути досконалою. А найдосконалі шим із геометричних тіл є куля, а раз так, то Земля - куля”. Досить переконливо доводив кулястість Землі інший давньо грецький мислитель Аристотель (384-322 до н. е.). В кінці III - на початку II ст. до н. е. інший учений Ератосфен Кіренський, що жив у м. Олександрії на березі Середземного моря у дельті р. Ніл, визначив довжину земного меридіана. Провівши оригінальні спостереження за тінню предметів, врахувавши різни цю географічних широт Сієнни (Асуану) і Олександрії та відстань між вказаними пунктами, враховуючи залежність між довжиною будь-якого кола і його радіусом (Ь=2тіЯ), учений знаходить зна чення земного радіуса, що, за його розрахунками, становить 6311000 м. До XVII ст. панувало уявлення про Землю як про кулю саме з таким радіусом. Прийнятий нині середній радіус Землі ста новить 6371 км. Вирахувані понад 2 тис. років тому розміри Землі майже збігаються з сучасними. З розвитком більш сучасних технічних засобів і методів тріангу ляційних робіт (від лат. Нїаі^иіит - трикутник; один з методів ви мірювань на місцевості) почались уточнення розмірів і форми Землі. У 1669-1670 рр. французький астроном Жан Пікар (1620-1682) за вимірами довжини дуги меридіану в 1°22'55 "вирахував, що радіус Землі становить 6371692 м. Праця Коперніка “Про обертання небесних сфер” (1543 р.) та дані Пікара стали основою для розробки І. Ньютоном теорії фігу-
Пізня Середня Рання Пізня Девон Середня ський Рання Пізня Силурій ський Рання Пізня Ордовиць- Середня кий Рання Пізня Кембрій Середня ський Рання Кам'яно вугільний Венаський — — —
ри Землі (1687 р.). Спираючись на закон всесвітнього тяжіння та враховуючи добовий рух Землі, вчений доводить, що земна куля не є правильною, оскільки внаслідок добового обертання, вона дещо стиснута по осі. Геометричне тіло, в якому один із радіусів (у даному випадку осьовий) менший за екваторіальний, називаєть ся двохвісьним еліпсоїдом обертання або сфероїдом (рис. 4.2). Показник, що характеризує ступінь сплюснутості сфери (є), визначають за формулою: є = ~ ~в де а і в - відповідно ека ваторіальний і полярний радіуси г (їх прийнято називати півосями). Міра сплюснутості сфероїда може набувати значення від 0 до 1 (о<є<1). У випадку, коли є=0, сфе роїд стає кулею, а при є=1 - пло щиною. Прийняті Міжнародним астро номічним союзом у 1976 р. розмі Рис. 4.2. Земний сфероїд ри земного сфероїда становлять: велика піввісь (а) - о^/й,і4 км; мала піввісь (я) - 6356,76 км; різниця між півосями (а - в) = 21,38 км; полярне стиснення є=0,034. Величина полярного стиснення виражають також через відно шення до одиниці (є= 1/298,25), що вказує, на яку частку полярна вісь менша екваторіальної. Більш точно форму Землі відображає трьохвісьний еліпсоїд обер тання (кардіоїд), тобто геометрична фігура, в якій, крім полярного стиснення вказується й екваторіальне. Значення останнього стано вить 1/30000, що дає різницю між більшою і меншою екваторіаль ними півосями у 213 м. Напрям (с), в якому лежить найбільший екваторіальний радіус (найдовший меридіан) становить 15° сх. д. Причому північний полюс її піднятий порівняно з південним при близно на 70... 100 м. Вважають, що полярна асиметрія зумовлена дією гравітаційних полів Галактики на тіло Землі. Відмінність земного сфероїда від кулі настільки незначна, що виявити її візуально складно, проте вона існує. Навіть незначні зміни у розмірах земного сфероїда, наприклад, внаслідок зміни швидкості обертання планети навколо осі, позначаються на формі земної по верхні. Зокрема, уповільнення добового обертання викликає опус кання земної поверхні на екваторі та її підняття на широті ± 60°.
Між зонами опускання і підняття утворюється пояс додаткової на пруги з критичними значеннями на широтах ± 35°, що до певної міри пояснює підвищену сейсмічність у цих місцевостях. Із ще більшою точністю відтворити форму нашої планети стало можливим після появи на навколоземній орбіті штучних супутників іемлі (ШСЗ). Як з’ясувалося, форма Землі не співпадає точно ні з одним відомим геометричним тілом, оскільки вона залежить від густини речовини та її розподілу в надрах планети. У 1873 р. німець кий учений Іоганн Бенедикт Лістінг (1808-1882) запропонував на зивати фігуру Землі геоїдом (землеподібний). Геоїд - це фігура, властива лише Землі (рис. 4.3). Говорячи про форму земного геоїда, вважа ють, що його фігура обмежується уявною по верхнею, яка співпадає з рівнем води у Світовому океані, умовно продовже ною під материками та ким чином, щоб напря мок виска у будь-якій Пд точці Землі був перпенди кулярний до її поверхні. Вперше точні обрахун ки форми і розмірів гео їда були виконані у 1950 р. російським геофізиком Рис. 4.3. Поверхні еліпсоїда (а) О. О. Ізотовим. Розрахо і геоїда (б) вана ним фігура була на звана еліпсоїдом Красовського - на честь відомого геодезиста Ф. М. Красовського (1878-1948). Зіставивши поверхні сфероїда з поверхнею геоїда можна вияви ти мінімуми і максимуми геоїда, тобто ті ділянки земної поверхні, які лежать нижче або вище рівня сфероїда.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Форма і розміри Землі» з дисципліни «Геофізична екологія»
