Форми та розміри Землі

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Одеський національний університет імені І.І.Мечнікова

Геолого-географічний факультет

Реферат на тему:

« Форми та розміри Землі»

Підготувала студентка 1 курсу

Резнік Марина

Викладач: Буяновський А.О.

Одеса 2014

Зміст

Вступ

1. Визначення розмірів та форми Землі до н.е.

2. Земля - найбільша планета в своїй групі

3. Рух Землі

Висновок

Список використаних джерел

Вступ

Зі шкільних років ми звикли вважати Землею кулею ,і ніяких сумнівів у нас з цього рахунку, не виникало. Тим часом питання про форму Землі далеко не так просте, як уявляється нам в даний час. Знадобилося багато часу і праці,перш ніж людство зуміло вирішити дуже важливі і складні питання.

Подання найдавніших народів про Землю виходило з того що вони бачили.Земля - обширний плоский простірнад яким перекинутий твердий небосхилусіяний зірками. Це подання в різних варіаціях ми зустрічаємо у всіх найдавніших народів , що населяли Західну Азію і Південно-Східну Європу.

Однак у міру накопичення спостережень поступово виникла думка про опуклій формі Землі. Ховаються за горизонтом предмети, промені вранішнього сонця ,що висвітлюють спочатку вершини,а потім підстави гір,і інші факти привеи до необхідності визнати ,що Земля має форму опуклого вгору щита або плоско-опуклого купола.

Такі уявлення ми знаходимо у стародавніх вавилонян,індусів і деяких інших культурних народів Стародавнього Сходу.

1. Визначення розмірів та форми Землі до н.е.

Розуміння того, що Земля -- куля, окремі вчені мали ще дві з половиною тисячі років тому. Так, Піфагор (VI ст. до н. е.) вважав, що Земля має форму кулі і вільно та нерухомо висить у центрі Всесвіту. Навколо неї за круговими орбітами рухаються Сонце, Місяць, планети і небесна сфера з розсипаними по ній зірками. Всі вони мають, як і Земля, кулясту форму, тобто найбільш досконалу.

З обчислень розмірів Землі, проведених у стародавні часи, найбільш відомі розрахунки грецького вченого Братосфена (276--194 pp. до н. е.). Зробив він це напрочуд просто. Ератосфену було відомо, що під час літнього сонцестояння в Сієні (нинішньому Асуані) Сонце опівдні знаходиться в зеніті, тому його відображення можна побачити на дні навіть дуже глибокого колодязя, що знаходився на острові в руслі Нілу. В той самий час в Александра промені Сонця падають під кутом 7° 12' -- так показали вимірювання, здійснені Ератосфеном за допомогою вертикального обеліска, що знаходився у дворі знаменитої Александрійської бібліотеки, в якій він працював. Маючи ці відомості, Ератосфен пізніше використав добре відому теорему Фалеса, за якою перехресні кути, які утворилися при перетині двох паралельних прямих третьою прямою, рівні між собою. Паралельні лінії утворювали промені Сонця (рис.1). Сонячні промені, вертикальні до земної поверхні в Сієні, можна було умовно продовжити до центра Землі. До центра Землі можна було продовжити і лінію обеліска, який стояв теж вертикально, але в Александрії. Тоді кут між сонячними променями і вертикальним обеліском повинен бути таким самим, як і кут біля центра Землі між умовно продовженими лініями сонячного променя в Сіені і обеліска в Александрії. Далі потрібно було знайти, якій частині кола дорівнює дуга, що стягує кут між Александрією і Сієною. Ератосфен обчислив, що вона дорівнює 1/50 всієї довжини кола.

Рис. 1. Розрахунок розмірів Землі, зроблений Ератосфеном:

О -- обеліск в Александрії; К -- колодязь в Сіені; С -- центр Землі; АВ -- напрямок сонячних променів в Александрії; DC -- напрямок сонячних променів у Сієні.Тепер

Щоб визначити довжину, яка відповідає одному градусу, необхідно було знати відстань між Александрією і Сієною. З розповідей мандрівників, які подорожували цим караванним шляхом, Ератосфену було відомо, що ця відстань дорівнює 5000 єгипетських стадій. Таку міру довжини ввели ще вавилонські жерці, які знали основи астрономії. Вони розрахували, що Сонце під час рівнодення описує від сходу до заходу дугу, яка дорівнює 360 діаметрам сонячного диска. Значить, за годину воно проходить дугу" рівну 30 діаметрам, а за дві хвилини -- відстань в 1 діаметр. За цей час на верблюді можна проїхати в середньому 157,5 м. Саме таку відстань становила стадія -- одиниця довжини, яку використав Братосфен для обчислення розмірів Землі. Довжина кола Землі, за Ератосфеном, виявилася рівною 252 000 стадіям, а її радіус -- 6275 кілометрів. На той час -- вражаючий результат!За розрахунками Ньютона, величина сплюснутості Землі становила 1/230, що досить добре узгоджується з існуючими нині оцінками. Одержаний Ньютоном результат означав, що екваторіальний радіус Землі на 1/230 більше від полярного.Дослід Рішара і результати математичних обчислень Гюйгенса і Ньютона показали, що гравітаційні вимірювання -- дуже ефективний засіб для визначення форми Землі: порівняння ходу маятникового годинника у різних точках на поверхні Землі, які розташовані на різних широтах" дозволяє визначити сплюснутість Землі. Гравітаційні вимірювання форм Землі були виконані лише у XX столітті.

У XVIII і XIX ст. при визначенні форми Землі головна роль відводилася геодезичним вимірюванням. Основна ідея їх полягала у вимірюванні довжини меридіана і в розрахунках на основі одержаних даних радіусів Землі і сплюснутості. Безпосередньо виміряти повну довжину меридіана було б надзвичайно важко, тому, як правило, обмежували вимірюванням довжини відрізка меридіана, який знаходиться між двома точками з достатньо великою різницею широт. Далі за довжиною дуги обчислюють повну довжину меридіана, а також екваторіальний і полярний радіуси Землі. земля рельєф океанічний рух

Навіть при різниці широт лише в Г довжина дуги меридіана становить близько 111 км, тому виміряти її з необхідною точністю досить складно. Застосування тріангуляції стало способом, який дозволив зводити вимірювання довжин до простих і високоточних вимірювань кутів. Базується тріангуляція на тому, що в будь-якому трикутнику за відомою стороною і двома прилеглими до неї кутами можна обчислити фактичні довжини двох інших сторін. Отже, якщо в якому-небудь місці на Землі виміряти довжину лише однієї сторони то, вимірюючи пізніше тільки кути, можна визначити відстань до будь-якої точки. Довжину першої сторони трикутника (довжину базису) можна визначити з високою точністю.

Винахід способу вимірювання великих відстаней за допомогою тріангуляції прийнято пов'язувати з ім'ям відомого голландського вченого

В. Снелліуса. Вимірювання базису В. Снелліус провів у Голландії між Лейденом і Гаагою, де він "побудував" трикутники і визначив місцеположення голландських міст від Алкмара до Бреди та відстань між ними. Широке практичне застосування тріангуляції мало величезне значення для розвитку знань про Землю.

У XVIII ст. великі французькі експедиції провели вимірювання еліпсоїда Землі і визначили на основі результатів цих робіт одиницю вимірювання довжини. Перша французька експедиція відбулася в 1723 р. Але внаслідок помилки в розрахунках форма Землі була визначена неправильно; еліпсоїд виявився витягнутим вздовж осі обертання Землі.

Друге вимірювання довжини меридіана було здійснене на основі результатів ретельно підготовлених експедицій 1736-- 1748 pp. Визначити розміри земного еліпсоїда за довжинами дуг меридіанів можна тим точніше, чим більше відрізняються за широтою місця, де проводяться вимірювання. Тому було споряджено дві експедиції: одна працювала поблизу екватора в Перу, друга -- поблизу Полярного кола в Лапландії.

Ще більш відомим стало третє вимірювання дуги меридіана, який проходить через Париж. На основі його результатів був створений еталон метра -- одиниці довжини. За величину одного метра прийнято одну сорокамільйонну частину довжини паризького меридіана.

Яка ж форма і розміри Землі за сучасними даними? На основі численних геодезичних вимірювань, здійснених для найточнішого відображення загальних особливостей земної поверхні, були запропоновані різні значення параметрів земного еліпсоїда. У країнах Східної Європи для обчислення системи координат, обробки геодезичних даних і проведення картографічних робіт використовують еліпсоїд Ф.М. Красовського.

Внаслідок нерівномірного розподілу маси і неоднорідності речовинного складу Землі її форма відхиляється від правильної форми еліпсоїда. На це відхилення впливають також гравітаційні поля Галактики. Справжню форму Землі назвали геоїдом (слово "геоїд" буквально означає землеподібний). Це форма, яку утворила б спокійна поверхня Світового океану, вільна від впливу припливів, течій, відмінностей в розподілі атмосферного тиску. Уявити собі таку поверхню на суші можна, якщо поверхню океану умовно продовжити під континентами. У кожній точці геоїда напрям сили тяжіння перпендикулярний до його поверхні. Геоїд незначно відхиляється від земного еліпсоїда. Підняття геоїда над еліпсоїдом Красовського не перевищують 136 м, опускання -- 162 м. При цьому поверхня геоїда здебільшого проходить над океанами і під материками. Це пов'язано з неоднорідною будовою земної кори під океанами і материками.

На основі вивчення даних, отриманих за допомогою штучних супутників Землі, було встановлено полярну асиметрію Землі. Виявилося, що наша планета має форму кардіоїда (серцеподібну форму), причому Північний полюс ц трохи піднятий у порівнянні з Південним приблизно на 70--100 м (рис. 4). Вважають, що полярна асиметрія зумовлена дією гравітаційних полів Галактики на тіло Землі.

Рис. 2. Уявлення про форму поверхні Землі

Варто зазначити, що справжня форма поверхні Землі відхиляється від будь-якої умовної теоретичної поверхні еліпсоїда чи геоїда. Всі нерівності рельєфу просто неможливо вписати в жодну відому математичну форму. Нагадаємо, що максимальна абсолютна висота фізичної поверхні над середнім рівнем Світового океану становить 8848 м (гора Еверест), найбільша глибина -- 11 022 м (Маріанська западина). І все ж, незважаючи на значний перепад абсолютних і відносних висот, спеціалісти знайшли способи для зображення рельєфу на картах з досить високою точністю.

2. Земля - найбільша планета в своїй групі

Але навіть такі розміри і маса виявляються мінімальними, при яких планета здатна утримувати свою газову атмосферу. Земля інтенсивно втрачає водень і деякі інші легкі гази, що підтверджують нагляди за так званим шлейфом Землі. Венера майже рівна за розмірами і масою Землі, але вона ближче до Сонця і одержує від нього більше тепла. Тому вона давно втратила весь вільний водень. У решти двох планет цієї групи атмосфера або відсутня (Меркурій), або збереглася в дуже розрядженому стані (Марс).

Найближчі до Сонця планети - Меркурій і Венера - дуже поволі обертаються навкруги осі, з періодом в десятки-сотні земних діб. Повільне обертання цих планет, пов'язано з їх резонансними взаємодіями з Сонцем і один з одним. Земля і марс обертаються майже з однаковими періодами близько 24 ч. Земля і Венера також утворюють резонансну структуру. В цій групі планет тільки Венера має зворотне обертання (протилежне напряму обертання Сонця навкруги своєї осі), вона як би перекинута "вверх ногами" на своїй орбіті. Нарешті, тільки Земля в своїй групі має сильне власне магнітне поле, більш ніж на два порядки величини перевершуюче значення магнітних полів у інших планет.

Жодна з планет земної групи не має розвиненої системи супутників, що характерне для планет групи Юпітера. Планетоподобний супутник Землі - Місяць - близький за розмірами до планети Меркурій. Два супутники марса - Фобос і Деймос - мають неправильну форму, нагадуючи невеликі астероїди. Дотепер, як про походження Місяця, так і про походження супутників марса немає ясного уявлення.

На Землі тектонічні процеси активно протікають і в наші дні, її геологічна історія далека від завершення.

Палеонтологи затверджують, що в епоху ранньої молодості Землі її тектонічна активність була ще вище. Сучасний рельєф планети склався і продовжує видозмінюватися під впливом сумісної дії на її поверхні тектонічних, гідросферних, атмосферних і біологічних процесів. На інших планетах таке поєднання чинників відсутнє.

Рельєф земної поверхні в цілому характеризується глобальною асиметрією двох півкуль (північного і південного): одне з них є гігантським простором, заповненим водою. Це океани, що займають більше 70% всієї поверхні. В іншій півкулі зосереджені підняття кори, створюючи континенти. Океанічна і континентальна різновиду кори розрізняються і по віку, і по хіміко-геологічному складу. Рельєф океанічного дна відмінний від континентального рельєфу.

Систематичні дослідження морського і океанічного дна стали можливі лише в саме останнім часом. Вони вже привели до нового розуміння глобального характеру тектонічних процесів, що відбуваються на Землі. Середня глибина світового океану близька до 4 км, окремі западини досягають в три рази більшої глибини, а окремі конуси значно підносяться над поверхнею води.

Головна визначна пам'ятка океанічного рельєфу - глобальна система серединних хребтів, що пнулася на десятки тисяч кілометрів.

Уздовж їх центральних частин протягнулися розломи, так звані рифтові зони, через які з мантії на поверхню виходять свіжі маси речовини. Вони розсовують океанічну кору, формуючи її в процесі безперервного оновлення. Вік океанічної кори не перевищує 150 млн. років. Інша характерна особливість процесу - існування зон субдукції, де океанічна кора занурюється під одну з острівних дуг (наприклад, під курильську, Маріанськую та ін.) або під край континенту. Зони субдукції характеризуються підвищеною сейсмічною і вулканічною діяльністю.

Рельєф континентальної частини планети більш різноманітний: рівнини, піднесеності, плато, гірські хребти і величезні гірські системи. Окремі ділянки суші лежать нижче за рівень океану (наприклад, район Мертвого моря), окремі гірські вершини підняті над його рівнем на 8-9 км. Згідно сучасним переконанням, континентальна кора разом з підстилаючими шарами мантії утворює систему літосферних континентальних плит. На відміну від літосфери океанів континентальні плити мають дуже стародавнє походження, їх вік оцінюється в 2,5-3,8 млрд. років. Товщина центральної частини деяких континентальних плит досягає 250 км.

На межах літосферних плит, званих геосинкліналіями, відбувається або стиснення, або розтягування кори, що залежить від напряму місцевого горизонтального зсуву плит.

Попередні підсумки порівняльного зіставлення Землі, Венери і Марса можна сформулювати так:

· ні на Венері, ні на марсі немає навіть найпростіших форм життя. Залишається відкритим питання про можливе існування якихось форм життя на марсі у віддаленому минулому.

· тільки на Землі існує могутня гідросфера, що сформувалася одночасно з планетою. На марсі у минулому імовірно існував різновид гідросфери, на Венері її швидше за все ніколи не було.

· в сучасну епоху тільки Земля залишається "живою" планетою, геологічний розвиток якої продовжується і проявляє себе, зокрема, в активній тектонічній діяльності. Марс і Венера у минулому пройшли через період бурхливої сейсмічної і вулканічної активності, але на марсі вона припинилася декілька стільників мільйонів років, а на Венері - більше мільярда років тому. Обидві ці планети, швидше за все, завершують або вже завершили цикл свого еволюційного розвитку.

Численні ознаки говорять про те, що процеси в надрах землі протікали і продовжують протікати інакше, ніж у Венери і Марса. На це указують такі чинники, як існування континентальної кори з гранітними породами, явно виражені літосферні плити з їх переміщеннями під дією глибинних процесів, існування у Землі щодо могутнього магнітного поля.

Успіхи науки і техніки зробили доступним пряме вивчення планет Сонячної системи, відкривши принципово нові можливості для порівняльного пізнання нашої власної планети. Тим самим відкрита нова сторінка в збагненні навколишнього нас світу, але на ній поки записані лише перші рядки.

Все ще залишається невирішеним питання: що виділило Землю серед сімейства планет одного з нею типу так, що вона змогла стати обителлю життя? Пошук відповіді на це питання може проходити тільки на шляхах руху від приватного до загального, від планети Земля з існуючим на ній життям до усвідомлення космічної природи життя - цієї найважливішої ланки самоорганізації речовини в процесі розвитку матерії.

3. Рух Землі

Земля - третя від Сонця планета Сонячної системи. Форму Землі прийнято вважати геоїдом, тобто кулею сплюснутою біля полюсів й взяту на рівні світового океану. Тобто в геоїді не враховують рельєф земної поверхні (гори й океанічні западини), а умовно проводять рівень океану під суходолом.

Шлях, який небесне тіло проходить в космосі називається орбітою. Земна вісь - уявна лінія, що проходить через обидва полюси й центр Землі. Земна вісь нахилена до площини орбіти під кутом66,5о.

Земля одночасно рухається навколо своєї осі й навколо Сонця. Земля навколо своєї осі з заходу на схід. Повний оберт вона робить приблизно за 23 час. 56 мин. 4,09 с (приблизно за 24 години, тобто за одну добу). Зміна дня й ночі викликана обертанням Землі навколо своєї осі.

Швидкість руху Землі навколо Сонця становить 30 кілометрів за секунду (30 км/с). Земля робить повний оберт навколо Сонця за 365 діб 5 годин 48 хвилин 48 с, тобто за 1 астрономічний (сидеричний) рік. Календарний рік становить 365 діб, а щоб компенсувати різницю між календарним й астрономічним роками раз в 4 роки додають ще одну, 366 календарну добу в році; такий рік називають високосним. Рух Землі навколо Сонця призводить до змін пір року.

Екватор - уявна лінія на карті й глобусі, що розділяє земну кулю на Північну й Південну півкулі. Довжина екватора - близько 40000 км, відповідно довжина 1о паралелі екватора дорівнює 111,3 км.

Паралелі - уявні лінії на карті й глобусі, які проведені паралельно екватору. Паралелі мають різну довжину. Довжина паралелі тим менша, чим далі від екватора вона знаходяться. Паралелі вказують напрямок захід-схід.

Тропіки - паралелі 22о30' північної й південної широт, вище яких ніколи не буває Сонце в зеніті.

Полярні кола - паралелі 66о30' північної й південної широт, вище яких можна спостерігати „полярні дні” й „полярні ночі”

Меридіани - уявні лінії на карті й глобусі, що сполучають Північний і Південний полюси. Довжина всіх меридіанів однакова й становить 111 км. Початковим вважають Гринвіцький меридіан 0о. Лінією зміни дат вважають меридіан 180о.

Оскільки форма Землі не є точною кулею, то екваторіальний і полярний радіуси відрізняються. Різниця між ними складає 21 км. Полярний радіус дорівнює 6357 км, а екваторіальний - 6378 км. Середнім радіусом Землі прийнято вважати 6371 км.

Сонце може перебувати в зеніті в усіх точках між тропіками. В усіх точках Землі між тропіками Сонце впродовж року буває двічі, а на самих тропіках по одному разу. Чим ближче Сонце до певної точки земної кулі, тим більше сонячної радіації вона отримує. Над північним тропіком Сонце перебуває в зеніті 22 червня, а над південним - 22 грудня. Перша - дата літнього сонцестояння, друга - зимового сонцестояння. Над екватором сонце перебуває в зеніті 21 березня (весняне рівнодення) й 23 вересня (осіннє рівнодення). В ці дні на всіх широтах день рівний ночі.

Земля має один природній супутник - Місяць, який пов'язаний з нею силою тяжіння. Характерною особливістю руху місяця є те, що з Землі можна бачити тільки одну його півкулю. Це пов'язано з тим, що період обертання навколо своєї осі й навколо Землі рівні й становлять 29,5 земних діб.

Висновок

Варто зазначити, що справжня форма поверхні Землі відхиляється від будь-якої умовної теоретичної поверхні еліпсоїда чи геоїда. Всі нерівності рельєфу просто неможливо вписати в жодну відому математичну форму. Нагадаємо, що максимальна абсолютна висота фізичної поверхні над середнім рівнем Світового океану становить 8848 м (гора Еверест), найбільша глибина -- 11 022 м (Маріанська западина). І все ж, незважаючи на значний перепад абсолютних і відносних висот, спеціалісти знайшли способи для зображення рельєфу на картах з досить високою точністю.

Список використаних джерел

www.ua.textreferat.com/referat

www.br.com.ua/referats/Geologiya/119872.htm

www.zemlj.ru/forma-i-razmery-zemli.html

www.uareferats.com/index.php/referat/details/526

www.textreferat.com.ua/download.php?id=4624

Размещено на Allbest.ru