Фигура и размеры Земли

На протяжении столетий расширялись представления человека о фигуре и размерах Земли. Первые доказательства шарообразности Земли были приведены Аристотелем (в IV веке до н. э).

Позже геометрические рассуждения Эратосфена (III —II вв. до н.э.) позволили оценить размеры Земли. В период Средневековья научные достижения античности были забыты и отрицались. С конца XV в., в эпоху Возрождения, всплеск в развитии многих наук способствовал наступлению эпохи Великих географических открытий. Исследования этого периода дали возможность уточнить представления о форме и размерах Земли. В дальнейшем, с развитием знаний о Земле, представления о фигуре Земли расширялись. В начале XVII в. была определена длина меридиана. В конце XVII в. было выдвинуто предположение о том, что Земля немного приплюснута у полюсов вследствие ее осевого вращения. Последующие исследования подтвердили, что Земля имеет фигуру эллипсоида. Поскольку величина сжатия земного эллипсоида невелика и он мало отличается от шара, его также называют сфероидом.

Более поздние исследования показали, что фигура Земли значительно сложнее. Она отклоняется от правильной формы сфероида из-за неравномерного распределения массы, сложного строения недр. Поэтому истинная геометрическая фигура Земли была названа геоидом. Геоид — фигура, поверхность которой перпендикулярна направлению силы тяжести. Поверхность геоида совпадает с уровенной поверхностью Мирового океана. Истинная физическая поверхность Земли (со всеми горами и впадинами) не совпадает с поверхностью геоида и отступает на него на несколько километров. Сила тяжести, действуя постоянно и повсеместно, стремится выровнять действительную поверхность Земли и привести ее в соответствие с уровенной поверхностью (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Физическая и теоретические поверхности Земли.

Геофизические исследования начала XX в. позволили достаточно точно определить размеры Земли. В России приняты следующие величины земного эллипсоида Ф. Н. Красовского: экваториальный радиус — 6378, 2 км, полярный радиус — 6356,8 км, длина экватора — 400 075,7 км, длина меридиана — 40 008,5 км, площадь поверхности Земли — 510 млн кв. км.

Научными доказательствами шарообразности Земли служат фотографии, сделанные из космоса, градусные измерения по поверхности Земли и лунные затмения.

Фигура и размеры Земли имеют большое географическое значение. Прежде всего, размеры и масса Земли определяют силу земного притяжения. Ее величина обратно пропорциональна радиусу Земли. Следовательно, величина силы тяжести уменьшается в направлении от полюсов к экватору.

Размеры Земли предопределяют масштабы процессов, происходящих на планете.

Кроме того, шарообразная форма Земли обуславливает различный угол падения солнечных лучей на земную поверхность (он уменьшается в направлении от экватора к полюсам). Следовательно, это приводит к неравномерному нагреванию земной поверхности вследствие различий в поступлении тепла. По этой причине происходит формирование нескольких тепловых поясов, а вслед за этим — формирование нескольких климатических поясов и закономерное изменение процессов и явлений в географической оболочке от экватора к полюсам. В этом проявляется одна из важнейших закономерностей географической оболочки — зональность.