Навигация


Главная
УСЛУГИ
Гостевая книга
Правила пользования
Авторизация / Регистрация
 
Главная arrow География arrow Общее землеведение - Олейник ЯБ
Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая

Глава 4 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЗЕМЛЕ

41 Форма и размеры планеты

Понимание того, что Земля - ??шар, отдельные ученые имели еще две с половиной тысячи лет назад Так, Пифагор (VI века до н.э) считал, что Земля имеет форму шара и свободно и неподвижно висит в центре Вселенной вокруг ло нее по круговым орбитам движутся Солнце, Луна, планеты и небесная сфера с рассыпанными по ней звездами Все они, как и Земля, шарообразную форму, то есть наиболее совершенноеконалу.

Из вычислений размеров Земли, проведенных в древние времена, наиболее известные расчеты греческого ученого Братосфена (276-194 pp до н.э) Сделал он это на удивление просто Эратосфена было известно, что во время л летнего солнцестояния в Сиене (нынешнем Асуане) Солнце в полдень находится в зените, поэтому его отражение можно увидеть на дне даже очень глубокого колодца, находившегося на острове в русле Нила В то же время в Александра лучи Солнца падают под углом 7 ° 12 '- так показали измерения, проведенные Эратосфеном с помощью вертикального обелиска, находящегося во дворе знаменитой Александрий ской библиотеки, в которой он работал Имея эти сведения, Эратосфен позже использовал хорошо известную теорему Фалеса, по которой перекрестные углы, образовавшиеся при пересечении двух параллельных прямых третьей прямой, равны между собой Параллельные линии образовывали лучи Солнца (рис 3) Солнечные лучи, вертикальные к земной поверхности в Сиене, можно было условно продлить до центра Земли До центра Земли можно бы уло продолжить и линию обелиска, который стоял тоже вертикально, но в Александрии Тогда угол между солнечными лучами и вертикальным обелиском должен быть таким же, как и угол у центра Земли между условно продленными линиями солнечного луча в Сиена и обелиска в Александрии Далее нужно было найти, какой части цепи равна дуга взимает угол между Александрией и Сиеной Эратосфен вычислил, что она равна 1/50 всей длины колї довжини кола.

Розрахунок розмірів Землі, зроблений Ератосфеном

Рис 3 Расчет размеров Земли, сделанный Эратосфеном:

О - обелиск в Александрии К - колодец в Сиена, С - центр Земли; АВ - направление солнечных лучей в Александрии; DC - направление солнечных лучей в Сиене, а - перекрестные углы

Теперь, чтобы определить длину, которая соответствует одному градусу, необходимо было знать расстояние между Александрией и Сиеной Из рассказов путешественников, которые путешествовали этим караванным путем, Эратосфена было известно, что это расстояние равно 5000 египетских стадий Такую меру длины ввели еще вавилонские жрецы, которые знали основы астрономии Они рассчитали, что Солнце во время равноденствия описывает от восхода до з оду дугу, равна 360 диаметрам солнечного диска Значит, за час оно проходит дугу \"равна 30 диаметрам, а за две минуты - расстояние в 1 диаметр За это время на верблюде можно проехать в средне м 157,5 м Именно такое расстояние составляла стадия - единица длины, которую использовал Братосфен для исчисления размеров Земли Длина окружности Земли, за Эратосфеном, оказалась равной 252 000 стадиям, а ее советов ИУС - 6275 километров На то время - впечатляющий результатзультат!

Существенного продвижения в определении форм Земли удалось добиться в 1735 г французском астроному Ж Ришару, который задумал и осуществил опыт с маятниковым часам Ришар установил, что часы, показ зував точное время в Париже, в Кайенн (Французская Гвиана) стал отставать на 2 мин 28 с в сутки Обнаруженный Ришаром эффект не был неожиданным для ученых того времени Достигнутый уровень развития механики давал основания ученым сделать вывод, что в результате осевого вращения Земли она должна иметь форму эллипсоида Используя результаты наблюдений Ришара за ходом часов, И Ньютон и его современник X Гюйгенс впервые определили величину сплюснутости Земли их рассуждения сводились к следующему Период колебания коливання Т маятника зависит от его длиныl и ускорения силы тяжестиg:

Поскольку Ришар не менял длину маятника, а период колебаний увеличился (часы стали отставать), ускорение силы тяжести в Кайенн должно было уменьшиться по сравнению с Парижем Происходит это по двум причинам Во-первых, по мере удаления от оси вращения возрастает центробежная сила Во-вторых, Земля сплюснута у полюсов, поэтому в Кайенн, которая расположена близко к экватору, маятниковые часы находится дальше от центра Земли и ускорения, создаваемого действующей на него силой тяжести (по закону всемирного тяготения Ньютона), меньше, чем у Парижижі.

По расчетам Ньютона, величина сплюснутости Земли составляло 1/230, достаточно хорошо согласуется с существующими ныне оценкам Получен Ньютоном результат означал, что экваториальный радиус Земли на 1/2 230 больше полярного.

Опыт Ришара и результаты математических вычислений Гюйгенса и Ньютона показали, что гравитационные измерения - очень эффективное средство для определения формы Земли: сравнение хода маятниковых часов у различных точках на поверхности Земли, которые расположены на разных широтах \"позволяет определить сплюснутости Земли Гравитационные измерения форм Земли были выполнены лишь в XX векеі.

В XVIII и XIX вв при определении формы Земли главная роль отводилась геодезическим измерениям Основная идея их заключалась в измерении длины меридиана и в расчетах на основе полученных данных радиусе ей Земли и сплюснутости Непосредственно измерить полную длину меридиана было бы чрезвычайно трудно, поэтому, как правило, ограничивали измерением длины отрезка меридиана, который находится между двумя точкам и с достаточно большой разницей широт Далее по длине дуги вычисляют полную длину меридиана, а также экваториальный и полярный радиус Землиемлі.

Даже при разнице широт лишь в Г длина дуги меридиана составляет около 111 км, поэтому измерить ее с необходимой точностью достаточно сложно Применение триангуляции стало способом, который позволил свести и измерения длин к простым и высокоточных измерений углов Базируется триангуляция на том, что в любом треугольнике по известной стороной и двумя прилегающими к ней углами можно вычислить фактические длины двух других сторон Итак, если в каком-либо месте на Земле измерить длину только одной стороны то, измеряя позже только углы, можно определить расстояние до любой точки Длина первого с торона треугольника (длину базиса) можно определить с высокой точностьюістю.

Изобретение способа измерения больших расстояний с помощью триангуляции принято связывать с именем известного голландского ученого В Снеллиуса Измерение базиса В Снеллиусом провел в Голландии между Лей й день и Гаагой, где он \"построил\" треугольники и определил местоположение голландских городов от Алкмара в Бреды и расстояние между ними Широкое практическое применение триангуляции имело огромное значение для развития знаний о Земленань про Землю.

В XVIII веке крупные французские экспедиции провели измерения эллипсоида Земли и определили на основе результатов этих работ единицу измерения длины Первая французская экспедиция состоялась в 1723 г Но в результате ошибки в расчетах форма Земли была определена неправильно; эллипсоид оказался вытянутым вдоль оси вращения Землимлі.

Второе измерение длины меридиана было осуществлено на основе результатов тщательно подготовленных экспедиций 1736 - 1748 pp Определить размеры земного эллипсоида по длинам дуг меридианов можно тем точные ише, чем больше отличаются по широте места, где проводятся измерения Поэтому был снаряжен две экспедиции: одна работала вблизи экватора в Перу, вторая - вблизи Полярного круга в лапландскії.

Еще более известным стало третье измерение дуги меридиана, который проходит через Париж На основе его результатов был создан эталон метра - единицы длины За величину одного метра принято одну сорок камильйонну часть длины парижского меридианна.

Какая форма и размеры Земли по современным данным? значения параметров земного эллипсоида В странах Восточной Европы для вычисления системы координат, обработки геодезических данных и проведения картографических работ используют эллипсоид ФМ Красовськогого.

Он имеет следующие параметры:

Экваториальный радиус (а) 6 378,2 км

Полярный радиус (b) 6 356,8 км

Разница между ними (а - b) 21,4 км

Средний радиус, или радиус

равновеликой шара 6 371,1 км

Площадь поверхности земного эллипсоида (округленная) 510,0 млн км2

Длина окружности по меридиану 40 008,5 км

Длина окружности за экватором 40 075,6 км

Полярный сплющивание Земли

результате неравномерного распределения массы и неоднородности вещественного состава Земли ее форма отклоняется от правильной формы эллипсоида На это отклонение влияют также гравитационные поля Галактики спра авжню форму Земли назвали геоидом (слово \"геоид\" буквально означает землеподобные) Это форма, которую образовала бы спокойная поверхность Мирового океана, свободная от влияния приливов, течений, различий в рас Или атмосферного давления Представить себе такую ??поверхность на суше можно, если поверхность океана условно продолжить под континентами В каждой точке геоида направление силы тяжести перпендикулярно к его поверхности Геои д незначительно отклоняется от земного эллипсоида Поднятие геоида над эллипсоидом Красовского не превышают 136 м, опускание - 162 м. При этом поверхность геоида частью проходит над океанами и под мат Эрик Это связано с неоднородной строением земной коры под океанами и материкамеанами і материками.

На основе изучения данных, полученных с помощью искусственных спутников Земли, было установлено полярную асимметрию Земли Оказалось, что наша планета имеет форму кардиоида (сердцевидную форму), причем Северо ный полюс ц немного приподнят по сравнению с Южным примерно на 70-100 м (рис 4) Считают, что полярная асимметрия обусловлена ??действием гравитационных полей Галактики на тело землемлі.

Уявлення про форму поверхні Землі

Рис 4 Представление о форме поверхности Земли

Стоит отметить, что настоящая форма поверхности Земли отклоняется от любой условной теоретической поверхности эллипсоида или геоида Все неровности рельефа просто невозможно вписать в одну известную математическую в форму Напомним, что максимальная абсолютная высота физической поверхности над средним уровнем Мирового океана составляет 8848 м (гора Эверест), наибольшая глубина - 11 022 м (Марианская впадина) И все же, н есмотря на значительный перепад абсолютных и относительных высот, специалисты нашли способы для изображения рельефа на картах с достаточно высокой точностьюстю.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift Enter
Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая
 
Дисциплины
загрузка...
Банковское дело
БЖД
Бухучет и Аудит
География
Документоведение
Экология
Экономика
Этика и Эстетика
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Естествознание
Психология
Религиоведение
Риторика
РПС
Социология
Статистика
Страховое дело
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы