Для вчених дуже важливим є діаметр Землі. За його допомогою можна визначити площу нашої планети та відстань до її центру. Крім того, цей параметр допомагає складати карти і запускати космічні літальні апарати. Ми дізнаємося, як саме вчені розраховують ці параметри та яке їхнє значення.
Основні параметри Землі
- Діаметр навколо екватора становить 12756 км, а навколо полюсів – 12713 км.
- Середній радіус становить 6371 км. Центр ядра розташований на такій відстані від поверхні. Екваторіальний радіус Землі – 6378 км. Відстань до центру Землі на полюсах – 6356,5 км.
- Окружність Землі навколо екватора – 40075 км, а навколо полюсів – 40008 км.
- Відстань до Сонця становить приблизно 150 мільйонів кілометрів. Це найбільш сприятливе для формування та підтримки життя. Якби орбіта Землі була набагато ближче або далі на кілька мільйонів кілометрів, умови для еволюції життя були б значно гіршими.
- Час, за який Земля здійснює один оберт навколо Сонця, складає 365 днів 5 годин 48 хвилин і 46 секунд. Протягом 23 годин 46 хвилин і 4 секунди вона повертається навколо своєї осі. Кожні 100 років ця швидкість зменшується на 0,017 секунди. Для збільшення тривалості доби на годину знадобиться близько 140 мільйонів років.
- Вісь обертання планети нахилена під кутом трохи більше 23 градусів до площини орбіти. Це призводить до сезонності кліматичних умов і чіткої зміни пір року. Якби вісь обертання була нахилена на кілька градусів менше або більше, на Землі створилися б менш сприятливі кліматичні умови, а на більшій частині поверхні утворилися б льодовики.
- Середня температура на Землі становить приблизно 15 °C.
- Вода покриває приблизно 71% всієї площі. Її маса становить 1460 мільйонів мільярдів тонн. Атмосфера важить у 275 разів менше. Її маса трохи більше 5 квадрильйонів тонн.
- У складі атмосфери кисень становить 21%. Найбільшу частку займає азот, який є біологічно інертним газом, його кількість у складі атмосфери становить 78%.
- Маса Землі приблизно дорівнює 6*10^24 кілограмів.
- Об’єм планети складає 1,08*10^12 км^3.
- Площа земної кулі становить 510 млн км2.
- Щільність – 5,5 г/см^3.
- Найближче до нас небесне тіло – Місяць. Середня відстань від Землі становить приблизно 384 тис. км.
Форма планети
На запитання про форму Землі більшість людей відповідає, що вона куляста. Однак, ця відповідь є помилковою. На планету впливають сили гравітації, і внаслідок великої маси, яка тяжіє до ядра, відбувається постійне стиснення. Найсильнішою відцентровою силою, яка виникає внаслідок обертання Землі навколо своєї осі, є сила на екваторі.
Земля може бути описана як “неправильна куля”. Стиснення є причиною того, що екваторіальний діаметр планети трохи більший, ніж поларний. Вчені описують форму нашої планети як “сплюснутий еліпсоїд”.
Цікаво, що через недолік урахування стиснення при вимірюванні полюсного діаметра, еталон метра з 1795 року виявився коротшим на 200 мікрон.
Місцева топографія також має значення для форми планети. Звичайно, вона не впливає на глобальний масштаб форми планети. Наприклад, висотна різниця між горою Еверест і Маріанською западиною становить близько 19 км. Проте, у глобальному масштабі це незначна відмінність. Максимальна відстань від центру Землі до екватора, враховуючи опуклість земної поверхні, досягає свого максимуму на вершині вулкана Чімборасо, що розташований в Еквадорі.
Що таке екватор і для чого він потрібен
Під екватором розуміють лінію, яка перпендикулярна осі Землі і проходить уздовж її поверхні на однаковій відстані від полюсів.
Уздовж цієї лінії тривалість дня дорівнює тривалості ночі. Хоча через атмосферну рефракцію день триває декілька хвилин довше. Двічі на рік (під час рівнодення) Сонце перебуває в зеніті, і його промені спрямовуються перпендикулярно до земної поверхні. Широта на екваторі становить 0°.
Екватор є ключовим для визначення широти географічних об’єктів. Усі точки на південь від уявної лінії мають південну широту, а об’єкти на північ від неї, відповідно, мають північну широту.
Як виміряти довжину кола землі
Розмір Землі можна виміряти. Для вимірювання довжини кола Землі використовуються сучасні технологічні пристрої та супутники. Однак до появи цих нововведень вчені в 18 столітті, такі як П. Мешен, А.М. Лежандр та Ц. Кассіні, використовували математичні методи та тріангуляцію.
Допустимо, нам потрібно виміряти відстань між двома точками, які розташовані на великій відстані одна від одної. Для цього ми можемо побудувати опорну мережу на місцевості, використовуючи трикутники. Місця, розташовані на підвищеностях, слугуватимуть вершинами цих трикутників. Ми будуємо уявні піраміди на цих вершинах так, щоб вони спрямовувалися на близько розташовані пункти.
Уявні фігури мають бути зручними для вимірювання кутів за допомогою кутоміра. У одному з трикутників ми вимірюємо одну сторону, яка пролягає на рівній місцевості. Ця сторона стає базисом.
Найпростіший спосіб вимірювання довжини екватора полягає у множенні кількості кілометрів у одному градусі на 360. Вимірювання починається з трикутника, який є базисом. За допомогою сторони та кутів цього трикутника ми обчислюємо інші сторони фігури. Одна з цих сторін є також стороною суміжного трикутника і слугує вихідною для визначення сторін іншого трикутника. Під час математичних обчислень можна знайти параметри останнього трикутника, що дозволяє визначити довжину дуги меридіана. Чим довша дуга меридіана, тим точніше можна виміряти радіус нашої планети.
Коли відома довжина дуги меридіана, нескладно визначити довжину одного градуса. Цей метод є основою геодезії.
Як обчислити радіус і діаметр планети
Обчислити радіус і діаметр Землі – це просто. Для цього використовуються такі формули: d = l/π; r = ½*π. Літери відповідають таким значенням:
- d – діаметр;
- l – протяжність кола;
- r – радіус (від центру до будь-якої точки на колі);
- π – число, що приблизно дорівнює 3,14.
Вимірювання окружності Землі в стародавні часи
Про довжину цієї величини було відомо ще в Стародавній Греції. Необхідні розрахунки були зроблені давньогрецьким математиком, астрономом, географом Ератосфеном. Йому було відомо про те, що в день сонцестояння 21 червня в Сієні, що розташована за півтисячі миль від Олександрії, опівдні висвітлювалося дно колодязів, а від предметів не виявлялася тінь. Виходить, Сонце в цій ділянці планети було в зеніті. В Олександрії нічого подібного не відбувалося.
Опівдні літнього сонцестояння вчений виміряв тінь від міського обеліска (йому була відома його висота). Так було встановлено, що Александрію і Сієну відділяє 7 градусів широти.
Астроном продовжував обчислення. 7° – це приблизно одна п’ятидесята частина кола, що дорівнює 360°. Помноживши відстань від Сієни до Александрії на 50, у математика вийшло число 25000. Стільки миль дорівнювало колу Землі.
Довжина кола Землі, розрахована Ератосфеном, трохи менша за фактичну. Це пояснюється не примітивністю розрахунків: цей спосіб дізнатися окружність Землі досить точний. За часів життя Ератосфена ніхто не знав точної дистанції між цими населеними пунктами. Також учений не врахував того, що обидва міста розташовані на двох різних меридіанах.
У середні віки згадки про подібні дослідження були заборонені церквою. Лише в 16 столітті навколосвітня подорож Ф. Магеллана дала змогу переконатися, що планета справді має округлу форму, і що окружність її справді дорівнює 40 тис. км.
Скільки часу потрібно, щоб обійти навколо Землі пішки
Враховуючи довжину кола Землі по екватору, можна розрахувати час, необхідний для його обходу пішки, уникнувши будь-якого виду плагіату. Вважаючи звичайну швидкість пішохода 6 кілометрів на годину, можна скористатись формулою t=S/V, щоб отримати приблизне значення 6700 годин або 278 днів. Це приблизно стільки часу знадобиться, щоб пішки обійти Землю без перерви. Якщо припустити, що уявний пішохід щодня пройде по 6 годин, для здійснення такої подорожі знадобиться близько 1110 днів, або понад 3 роки.
Цікава інформація про екватор Землі
На екваторі панує постійно жарка і волога погода. Ліси Амазонки, екваторіальної Африки та Індонезії славляться своїм багатством рослинного і тваринного світу. Протягом дня температура змінюється від 25 до 30 градусів. Вночі не настільки холодно, оскільки поверхня землі нагрівається сонячними променями.
Однак екватор має цікаві географічні особливості:
- Він проходить крізь понад 30 островів.
- Перетинає 14 країн.
- Еквадор отримав свою назву на честь екватора.
- Багато екваторіальних країн встановили пам’ятники та знаки на честь нульової паралелі.
- Поблизу міста Кіто розташований вулкан Каямбе, висотою близько 4,7 км, зі сніжно-білою вершиною, незважаючи на постійну спеку екваторіального клімату.
- Річка Конго, що протікає в центрі африканського материка, перетинає нульову паралель двічі.
- Завдяки швидкому обертанню Землі в цій області, запуск супутників є найлегшим, оскільки вони швидше набирають необхідну швидкість.
Розміри Землі є одними з основних параметрів в астрономії і мають велике практичне значення. За допомогою їх обчислення можна визначити діаметр і радіус Землі. Ці параметри можна обчислити за допомогою простих математичних розрахунків.
