1.2. Форма и размеры земли

Форма Земли. Долгое время люди не знали, какую форму имеет Земля. Многие считали ее плоским телом. Идея шарообразности Земли возникла в результате умозаключений великого ученого древности Пифагора, жившего в VI в. до н.э., а в IV в. до н.э. древнегреческий ученый Аристотель привел первые доказательства шарообразности Земли. Например, он обратил внимание, что тень Земли во время лунных затмений всегда круглая. Круглую тень могут дать шарообразные предметы. В дальнейшем были приведены такие доказательства, как круглая форма горизонта всюду на земной поверхности, расширение дальности видимого горизонта с поднятием, изменение высоты звезд и созвездий над горизонтом при движении по меридиану.

С начала XVI в. одним из доказательств шарообразности Земли считали кругосветные путешествия, хотя можно было бы объехать вокруг Земли и тогда, когда она имела бы форму конуса или цилиндра. В XX в. полеты на самолетах в разных направлениях убедили людей, что Земля — большой шар. В последние двадцать лет Землю сфотографировали космонавты и автоматические приборы на искусственных спутниках Земли. На фотографиях отчетливо видно, что Земля имеет форму шара.

В действительности Земля — не идеальный шар. Она несколько сжата у полюсов. Причем Северный полюс находится выше Южного, такую форму называют кардиоидой.

Шарообразность Земли оказывает огромное влияние на ее природу. Во-первых, солнечные лучи на шаровую поверхность падают на разной широте под разными углами, поэтому нагревание поверхности уменьшается от экватора к полюсам. Это дает основание разделить Землю на тепловые пояса: жаркий, два умеренных и два холодных. Во-вторых, шарообразность Земли обусловливает зональность климата, почв, растительности и отчасти животного мира.

Вращение Земли вокруг оси. Земля не находится в неподвижном состоянии. Она движется вокруг Солнца и вокруг своей воображаемой оси.

Длительное время люди считали Землю неподвижным телом, которое будто бы находится в центре Вселенной, а вокруг него вращаются Солнце и звезды. На самом же деле наблюдателю только кажется, что Земля неподвижна, а Солнце и весь небесный свод движутся вокруг нее.

В XVI в. великий польский ученый Н. Коперник доказал, что видимое движение небесных светил кажущееся, в действительности же Земля вращается вокруг оси и в то же время движется вокруг Солнца.

Величайшее открытие Коперника изменило взгляды на движение небесных тел и правильно их объяснило. Ежедневный восход и заход Солнца Коперник объяснил тем, что Земля вместе с нами в течение суток (23 часов 56 минут 4,1 секунды) совершает один оборот вокруг земной оси с запада на восток. За земную ось принимают воображаемую прямую линию, вокруг которой вращается Земля.

Земная ось пересекается с земной поверхностью в двух точках, которые называют полюсами: Северным и Южным. Каждая точка Земли в течение суток описывает окружность. Вблизи полюсов окружности небольшие, а чем дальше от них, тем окружности становятся больше.

Линию, находящуюся на одинаковом расстоянии от полюсов, называют экватором. Плоскость экватора перпендикулярна земной оси и делит Землю на два полушария: северное и южное. На глобусе и карте экватор изображают в виде линии, а линии, нанесенные параллельно экватору, называют параллелями. На глобусе и карте наносят еще круговые линии, проходящие через полюсы. Их называют меридианами. В результате на глобусе и карте образуется градусная сеть. По ней определяют положение мест на Земле.

Какие же существуют доказательства того, что Земля наша вращается вокруг своей оси?

1. Отклонение падающих тел к востоку. Из физики известно, что любое тело падает по отвесной линии. Проводились многочисленные опыты, и всякий раз указывалось, что падающее тело отклоняется от отвеса к востоку. Дело в том, что при вращении Земли вокруг оси тела на высоте движутся с большей скоростью, чем на поверхности Земли. При падении они сохраняют по инерции первоначальную скорость и в результате как бы обгоняют точки, находящиеся на поверхности, тем самым отклоняясь от отвесной линии к востоку, так как Земля вращается с запада на восток.

2. Опыт с маятником Фуко. Французский ученый Фуко произвел опыт с качающимся маятником. Из физики известно, что качающийся маятник сохраняет плоскость качания, если на него не действует никакая другая сила, кроме силы тяжести. На длинном шнуре Фуко подвешивал груз, под ним помешал горизонтальный круг, разделенный на градусы. Маятник выводил из спокойного состояния, придавая его качанию направление вдоль меридиана. Через некоторое время плоскость качания маятника уже не совпадала с направлением север — юг. Почему? А потому что изменялось положение градуированного круга под маятником, который перемещался к востоку в результате вращения Земли вокруг оси. Наблюдателю же казалось, что изменилась плоскость качания маятника.

Итак, кажущееся изменение плоскости качания маятника есть еще одно доказательство вращения Земли вокруг оси.

3. Сплюснутость Земли у полюсов. Сплюснутость Земли у полюсов вызвана центробежной силой, которая возникает только в результате вращения.

Каковы следствия вращения Земли вокруг оси?

Смена дня и ночи. Непрозрачный земной шар не может быть освещен одним источником света — Солнцем — с разных сторон, поэтому на освещенной стороне бывает день, на неосвещенной — ночь. Так как Земля вращается вокруг оси, происходит смена дня и ночи.

Все тела, движущиеся по горизонтали, отклоняются в северном полушарии вправо, в южном — влево относительно наблюдателя, смотрящего в сторону движения. Отклоняющая сила вращения Земли проявляется во многих процессах: изменяет направление воздушных масс, морских течений при их движении. По этой причине происходит подмыв правых берегов у рек в северном полушарии Земли и левых — в южном.

Приливы и отливы в водах морей и океанов образуются в результате притяжения Луной и Солнцем воды на вращающейся Земле.

Вопросы и задания.

1. Какую форму имеет Земля?

2. Назовите доказательства шарообразности Земли.

3. Какова величина Земли?

4. Какое значение имеет шарообразная форма Земли для нагревания ее поверхности?

5. Почему мы не ощущаем вращения Земли вокруг воображаемой оси?

6. Расскажите о полюсах, экваторе, параллелях, меридианах. Сколько экваторов можно провести на глобусе? Сколько параллелей и меридианов можно провести на глобусе?

7. Приведите доказательства вращения Земли вокруг оси.