Фигура и размеры Земли

1. ФИГУРА И РАЗМЕРЫ ЗЕМЛИ

• В каждую эпоху проблема
определения фигуры и
размеров Земли решается
доступными средствами.
• Пифагор (6 в. до н. э.) идея шарообразности З.
Аристотель (4 в. до н.э.)
привел доказательства
шарообразности З:
• - тень от З. во время
лунных затмений всегда
круглая
• - форма горизонта
округлая
• - дальности видимого
горизонта с поднятием
расширяется
• - высота звезд при
продвижении по
меридиану изменяется.
Такое возможно только на
шарообразном теле.

2.

Первое определение
размера З.
• Эратосфен (3 в. до н.э.,
греч. ученый, астроном,
географ, хранитель
Александрийской
библиотеки).
• Впервые для измерения З.
применил геодезический
метод.
• Измерение дуг на
поверхности земного шара
носят название градусных
измерений.
• Эратосфен вычислил
окружность шара 39,7 тыс.
км. Это близко к
известной длине
меридиана 40008 км.
• Градусные измерения не
могли дать истинных
размеров.
• Известна ошибка Колумба
• В 18 в. голландец Снелиус
предложил способ
измерения размеров Земли
- триангуляцию
(триангулюм –
треугольник . лат.).

3.

• Ньютон доказал - фигура
З. не может быть
идеальным шаром.
• При вращении тела
возникает центробежная
сила, направленная
перпендикулярно оси
вращения:
• Fц = квадрат V /r
• На полюсах скорость
вращения равна нулю и
центробежная сила тоже
равна нулю.
• На экваторе скорость
вращения максимальна –
464 м/с и Fц наибольшая.
Fц уменьшает силу
притяжения.

4. Равнодействующая силы притяжения и Fц - сила тяжести.

• От полюсов к экватору сила
тяжести убывает. На полюсах и
экваторе направление Fц
совпадает с радиусом, между
ними такого совпадения нет.
• Это вызывает перемещение масс
в сторону экватора пока
поверхность не станет уровенной,
перпендикулярной направлению
силы тяжести.
• Равнодействующая
силы притяжения и
Fц - сила тяжести.

5.

• Равнодействующая силы
притяжения и Fц - сила
тяжести.
• От полюсов к экватору
сила тяжести убывает.
• На полюсах и экваторе
направление Fц совпадает
с радиусом, между ними
такого совпадения нет.
• Это вызывает
перемещение масс в
сторону экватора пока
поверхность не станет
уровенной,
перпендикулярной
направлению силы
тяжести.
Возникает сжатие, шар
превращается в
эллипсоид вращения.

6.

• Ньютон вычислил сжатие З.:
• полярная полуось короче экваториальной на 21 км и,
следовательно, дуги в один градус у экватора будут
короче, чем у полюса.
• Парижской академией в 1735г. были организованы
экспедиции градусных измерений в Перу и
Лапландию и получены доказательства сжатия З. с
полюсов.

7.

• Эллипсоид вращения –
фигура правильная,
возникающая при
вращении однородного
тела.
• Так как массы в теле З.
расположены
неравномерно, её
уровенная поверхность не
совпадает с поверхностью
эллипсоида
• Фигура З. не имеет
правильной
геометрической формы,
нем. ученый Листинг
(1873 г.) назвал фигуру З.
– геоидом
(землеподобный).
• Чтобы учесть его форму
необходимо производить
непосредственные
измерения, тогда как в
отношении эллипсоида
достаточно измерить
кривизну по одному
меридиану.
• Поверхность геоида
совпадает со спокойной
поверхностью океана.
• На суше она определяется
по измерениям силы
тяжести.

8.

• Видимая поверхность З.
называется физической.
• В некоторых местах
отступает от поверхности
эллипсоида на несколько
км.
• Эллипсоид вращения –
фигура правильная,
возникающая при
вращении однородного
тела.
• Так как массы в теле З.
расположены
неравномерно, её
уровенная поверхность не
совпадает с поверхностью
эллипсоида
• Фигура З. не имеет
правильной
геометрической формы,
нем. ученый Листинг
(1873 г.) назвал фигуру З.
– геоидом
(землеподобный).
• Чтобы учесть его форму
необходимо производить
непосредственные
измерения, тогда как в
отношении эллипсоида
достаточно измерить
кривизну по одному
меридиану.

9.

• Поверхность геоида
совпадает со спокойной
поверхностью океана.
• На суше она определяется
по измерениям силы
тяжести.
• Видимая поверхность З.
называется физической.
• В некоторых местах
отступает от поверхности
эллипсоида на несколько
км.
• Сила тяжести стремиться
привести физическую
поверхность З. в
соответствие с уровенной.
Поверхность геоида
изменяется:
• влияют изменения
скорости вращения З.
• перераспределение масс в
её теле и на поверхности.

10.

Геоид дальше всего отстоит от поверхности эллипсоида:
• на о-ве Шри-Ланка (-105 м);
• северо-восточнее Австралии (+77-65 м),
• вблизи Гренландии (+66 м),
• в южной части Индийского океана (-51 м);
• в Центральной Азии (-58 м),
• в районе Бермудского треугольника (-52 м).

11.

В России за истинный размер планеты принимают
эллипсоид Ф.Н. Красовского Основные параметры:
экваториальный радиус - 6378,245 км
полярный радиус - 6356,863 км
средний радиус - 6371,11 км.
объём Земли - 1,083•1012 куб.км
Длина меридиана - 4008,550 км
Длина экватора - 40075,696 км
Площадь – 510 106 км
Ускорение силы тяжести:
на полюсе - 983 см/с в квадрате,
на экваторе - 978 см/с в квадрате.

12.

• Нулевая отметка высот - Кронштадтский футшток
Балтийского моря.
• Небольшой участок поверхности Земли можно считать
горизонтальной плоскостью, более крупный - частью
сферы.
• Определением размеров, формы Земли, градусными
измерениями, разработкой карт занимается наука
геодезия (от греч. geodaisia - землеразделение, где ge Земля и daio - делю, разделяю).
• Эти данные имеют большое значение для изучения
космического пространства и запуска космических
летательных аппаратов.
• Составленные геодезистами планы и карты
необходимы для военных, строителей, геологов и
многих других специалистов.

13. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ

• З. имеет оболочечное
Сведения о внутреннем
строение.
строении З. получают в
• Верхний слой – земная кора,
результате анализа
находится в кристаллическом
распространения в теле З.
состоянии, имеет мощность
упругих колебаний методами:
30-60 км на континентах и 3сейсмологии по наблюдениям о
17 км на океанах.
распространении в теле З.
• Второй слой – мантия
упругих волн, возбуждаемых
простирается до глубины 3
землетрясениями или
тыс. км.
большими взрывами;
• Ядро З. имеет радиус 3,5 тыс.
гравиметрическим –
км. Через ядро не проходят
распределение силы тяжести,
поперечные упругие волны, а
её аномалии;
продольные резко
анализа лунно-солнечных
замедляются.
приливов.

14.

• Земная кора от мантии
отделяется
поверхностью
Мохоровичича или
Мохо (по имени
югославского ученого).
• Выделяется
сейсмическим методом
по резкому изменению
скорости прохождения
упругих волн.
• Ядро находится в
пластичном состоянии.
Внутренняя часть ядра
радиусом 1200-1650 км
твердое.

15.

• Наиболее тонкая кора под
океанами 3-17 км.
• На континентах мощность
коры изменяется от 30 до
80 км.
• Наибольшая её толщина
приходится на горные
области, например
Гималаи, Кордильеры.
• Земную кору условно
разделяют на три
основных типа:
• континентальную,
• океаническую
• переходную от океанов к
континентам.