Форма, размеры оболочки Земли

Александрийский ученый Эратосфен впервые определил радиус Земли.

По мере развития знаний о природе Земли продолжали совершенствоваться и знания о ее форме. После работ И. Ньютона появилось предположение, что ввиду осевого вращения земной шар должен быть сжат у полюсов. В XVIII в. удалось доказать, что Земля имеет форму сфероида или эллипсоида, сплюснутого вдоль оси вращения. Сжатие Земли невелико. Разница между полярным и экваториальным радиусами составляет 21,4 км. В XIX в. было установлено, что форма Земли еще сложнее. Неоднородный состав недр является одной из причин отклонения от правильной формы сфероида. Геометрическая фигура Земли получила название геоида («землеподобный»).

Геоид - это фигура, поверхность которой всюду перпендикулярна направлению силы тяжести.

Превышения и понижения геоида над сфероидом колеблются в пределах 50-100 м. Поверхность океана совпадает с поверхностью геоида. На суше реальная физическая поверхность Земли может отступать о поверхности геоида на несколько километров.

На практике при проведении геодезических и картографических работ используют модель эллипсоида, получившего имя Ф. Н. Красовского, под руководством которого проведены все расчеты. Эллипсоид Красовского имеет следующие характеристики:

экваториальный радиус - 6378, 2 км

полярный радиус - 6356,8 км

длина меридиана - 40008,5 км

длина экватора - 40075,7 км

площадь поверхности - 51 0 млн км²

объем Земли - 1,083 млрд км³

масса Земли - 5,981 0²⁴ кг.

Научным доказательством шарообразности Земли считаются: фотографии и измерения из Космоса, градусные измерения на поверхности Земли; лунные затмения.

Размеры и масса Земли определяют силу земного притяжения, которой достаточно для удержания атмосферы и гидросферы. Расстояние от Солнца определяет энергетический поток, приходящий на Землю и позволяющий основной массе воды находиться в жидком состоянии. Эти характеристики являются основополагающими при обсуждении проблем проявления жизни на нашей планете.

Земля движется вокруг Солнца со скоростью 30 км/сек. При этом она вращается вокруг оси. Скорость движения точки на поверхности зависит от широты и в средних широтах она составляет около 250 м/сек. Ось вращения Земли не является неподвижной, она описывает в пространстве конус. Ось конуса перпендикулярна к плоскости эклиптики. Это движение называется прецессией. Из-за прецессии земная ось имеет различное направление. Сейчас она направлена на Полярную звезду, а через 1 2000 лет вблизи полюса бут находиться Вега. Период прецессии 24000-26000 лет. ежегодно направление земной оси отклоняется на 50 угловых секунд. Во время прецессии земная ось «кивает» с амплитудой около 9 угловых секунд (нутация оси). Период нутации 1 9 лет.

Земля имеет оболочечное строение. Корни представлений об оболочечном строении Земли уходят в глубокую древность. В мифах и сказаниях Индии, Китая, Вавилона, Египта мотивы разделения Земли на отдельные сферы звучат достаточно отчетливо. Элементы-стихии (земля, вода, воздух, огонь) античных философов характеризуются сложными пространственными отношениями. Религиозные мыслители конструировали иерархические сферы земного и небесного бытия. Великие географические открытия XV-XVI вв. окончательно убедили людей в сферичности Земли. Как

эмпирическое обобщение сложилось представление о трех оболочках Земли: каменной, водной, воздушной. После основополагающих работ австралийского геолога Э. Зюсса и русского натуралиста В.И. Вернадского в естествознании утвердилось представление о еще одной, особой, оболочке Земли - биосфере, охватывающей область распространения живых организмов.

Геосферой называется оболочка Земли, приблизительно симметричная относительно ее центра и состоящая в основном из вещества, находящегося в одном из физических состояний.

Главными вещественными оболочками Земли являются: экзосфера, ионосфера, мезосфера, стратосфера, тропосфера, гидросфера, земная кора, мантия, ядро. По какомму-либо особому свойству вещества выделяют функциональные геосферы: по встречаемости осадочных пород - стратисферу; по соотношению температуры и давления, обусловливающему расплавленное состояние горных пород - астеносферу; по распространению живого - биосферу и т.д.

По комплексу признаков выделяют ландшафтную сферу, охватывающую тропосферу, гидросферу, часть земной коры (литосферу). Предложено достаточно много терминов, почти синонимов этого понятия: физико-географическая сфера, географическая сфера, эпигенема, фитогеосфера, биогеосфера, эпигеосфера, симмисфера. В рамках знаний о ландшафтной сфере разрабатываются представления о антропосфере, психосфере, социосфере, техносфере, ноосфере.

По проявлению физических полей Земли выделяют геогравиосферу, геоэлектромагнитосферу, сейсмосферу. Геосферы связаны и взаимно проникают в друг друга через отдельные компоненты. Так, связь литосферы и атмосферы осуществляется через пыль; атмосферы и гидросферы - через растворенный в воде воздух и парообразное состояние воды.