Форма ЗемлиСтраница 3
Кстати, результатом этих экспедиций стало также принятие новой единицы длины, которую определили как 1/40 000 000 часть от полной длины Парижского меридиана. Эта единица получила название метр, и поэтому неудивительно, что длина земного экватора так близка к круглому числу 40 000 км.
В целом, к концу восемнадцатого века ученые имели очень точное представление о форме и размерах Земли и об ее удаленности от Солнца и планет. Сегодня мы уже точно знаем, что форма Земли – геоид
, близка к сплюснутому эллипсоиду — шарообразная форма с утолщениями на экваторе.
Осталось только упомянуть, что при еще более точном рассмотрении форма Земли отличается от эллипсоида вращения, и в масштабах меньше километра имеет весьма сложную форму поверхности. Между прочим, под поверхностью Земли в данном случае подразумевается не реальный рельеф поверхности со всеми горами, холмами и низинами, а усредненный уровень воды в океанах, который с помощью нивелирования удается продолжить и под сушей (высота над уровнем моря).
Эта поверхность является уровневой, т. е. она всюду перпендикулярна к направлению силы тяжести и отличается от эллипсоида вращения не больше, чем на несколько сотен метров, а если за фигуру Земли принять трехосный эллипсоид (экватор можно представить как эллипс с разностью полуосей около 200 м), то отличие геоида от него не превысит 100 м. Это отличие вызвано неравномерным распределением масс как на поверхности Земли (континенты и океаны), так и внутри нее — вследствие их влияния на величину и направление силы тяжести.
Геодезические и астрономические исследования позволили определить истинную форму и размеры Земли. Расстояние точек геоида, до точек аппроксимирующего его эллипсоида составляет до 100 метров. Средний диаметр планеты примерно равен 12 742 км. Это 40 000 км/π, так как метр в прошлом определялся, как 1/10 000 000 расстояния от экватора до северного полюса через Париж.
Известно, что планета сформировалась под действием двух сил - силы взаимного притяжения её частиц и центробежной силы, возникающей из-за вращения планеты вокруг своей оси. Сила тяжести представляет собой равнодействующую этих двух сил. Степень сжатия зависит от угловой скорости вращения: чем быстрее вращается тело, тем больше оно сплющивается у полюсов. Вращение земли создаёт экваториальную выпуклость, поэтому экваториальный диаметр на 43 км больше, чем диаметр между полюсами планеты.
В XX в. использование ЭВМ и искусственных спутников Земли дало возможность еще более точных измерений. Определяя с помощью радаров от станций наблюдения до спутника и обрабатывая их на ЭВМ, находят траекторию движения спутника, а по ней и уточняют форму Земли.
Трёхмерная модель Земли – называется глобус
. В отличие от карт, на глобусе нет искажений и разрывов, поэтому глобус удобен для получения общего представления о расположении материков и океанов.
Первыми глобусами были, конечно же, глобусы звездного неба. Люди привыкли представлять небесный свод в виде опрокинутого над Землей купола, по которому плывут Солнце и Луна, другие светила и созвездия. Небесные глобусы отражали собственные наблюдения человека, его, так сказать, конкретный опыт. Совсем другое дело - земные глобусы. Они стали отражением определенной концепции устройства Вселенной и появились после того, как стало ясно, что Земля - это шар, а не плоский диск. И лишь тогда, когда были сформированы начальные представления о математической основе карт, меридианах, параллелях, масштабе и системе условных обозначений.
Во всяком случае, первые земные глобусы стали этапом развития античной географии и картографии и накопления обширных знаний по астрономии и геодезии. В классически стройной и геометрически совершенной картине мироздания, созданной античными учеными, глобусы заняли заметное место благодаря своей простоте, особой красоте и целесообразности.