Forma della terra. Pianeta terra

Il nostro pianeta è uno dei 9 che ruotano attorno al sole. Anche nei tempi antichi apparvero le prime idee sulla forma e le dimensioni della Terra.

Come sono cambiate le idee sulla forma della Terra?

Pensatori antichi (Aristotele - 3 secolo aC E., Pitagora - 5 secolo aC, E. et al.) Molti secoli fa hanno espresso l'idea che il nostro pianeta ha una forma sferica. Aristotele (nella foto sotto), in particolare, insegnò dopo Eudosso che la Terra è sferica, essendo il centro dell'Universo. La prova di ciò che ha visto nel personaggio che hanno eclissi lunari. Quando sono proiettati dal nostro pianeta sulla luna, l'ombra ha una forma arrotondata lungo i bordi, il che è possibile solo a condizione di sfericità.

Gli studi astronomici e geodetici condotti nei secoli successivi ci hanno dato l'opportunità di giudicare quale sia la forma e le dimensioni della Terra. Oggi, che è rotondo, lo sanno da piccolo a grande. Ma ci sono stati momenti nella storia in cui si credeva che il pianeta Terra fosse piatto. Oggi, grazie al progresso della scienza, non dubitiamo più che sia rotondo, non piatto. L'innegabile prova di ciò sono le fotografie cosmiche. La sfericità del nostro pianeta porta al fatto che la superficie terrestre è riscaldata in modo non uniforme.

Ma in realtà, la forma della Terra non è esattamente la stessa che pensavamo. Questo fatto è noto agli scienziati ed è attualmente utilizzato per risolvere problemi nel campo della navigazione satellitare, della geodesia, dell'astronautica, dell'astrofisica e di altre scienze correlate. Per la prima volta l'idea di cosa fosse realmente la forma della Terra, fu espressa da Newton a cavallo tra il XVII e il XVIII secolo. Ha teoricamente supportato l'ipotesi che il nostro pianeta sia sotto l'influenza di gravità deve essere compresso nella direzione dell'asse di rotazione. E questo significa che la forma della terra è o uno sferoide o un ellissoide di rotazione. da velocità angolare rapporto di compressione dipendente dalla rotazione. Cioè, il corpo ruota più velocemente, più si appiattisce ai poli. Questo scienziato partì dal principio di aggressività universale, nonché dall'assunzione di una massa liquida omogenea. Assunse che la Terra fosse un ellissoide compresso e determinò, a seconda della velocità di rotazione, la dimensione della compressione. Dopo un po 'di tempo, Maclaurin ha dimostrato che se il nostro pianeta è un ellissoide compresso ai poli, allora l'equilibrio degli oceani che copre la Terra è effettivamente assicurato.

Possiamo supporre che la terra sia rotonda?

Se il pianeta Terra è visto da lontano, sembrerà quasi perfettamente rotondo. Un osservatore, a cui non è importante una maggiore precisione delle misurazioni, può considerarlo come tale. media Raggio di terra in questo caso è 6371,3 km. Ma se noi, avendo preso la forma del nostro pianeta come una palla ideale, iniziamo a fare misurazioni accurate delle varie coordinate di punti sulla superficie, falliremo. Il fatto è che il nostro pianeta non è una palla rotonda perfetta.

Diversi modi di descrivere la forma della terra

La forma del pianeta Terra può essere descritta in due modi principali, oltre a diversi derivati. Può essere assunto nella maggior parte dei casi sia come geoide che come ellissoide. È interessante notare che la seconda opzione è descritta matematicamente facilmente, ma la prima non è descritta in linea di principio, poiché le misurazioni pratiche della gravità sono prese in vari punti sulla superficie del nostro pianeta per determinare la forma esatta del geoide (e quindi della Terra).

Spin ellissoide

Tutto è chiaro con l'ellissoide di rotazione: questa figura assomiglia a una palla che si appiattisce da sopra e da sotto. Il fatto che la forma della Terra sia un ellissoide è del tutto comprensibile: le forze centrifughe sorgono a causa della rotazione del nostro pianeta all'equatore, mentre non sono ai poli. Come risultato della rotazione, così come delle forze centrifughe, la Terra "si ingrassa": il diametro del pianeta all'equatore è circa 50 km più grande di quello polare.

Presenta una figura chiamata "geoide"

Figura estremamente complessa - geoide. Esiste solo teoricamente, ma in pratica non può essere né toccato né visto. Puoi immaginare un geoide come una superficie, la forza di gravità in ogni punto della quale è strettamente diretta verticalmente. Se il nostro pianeta fosse una palla regolare riempita uniformemente con qualche sostanza, allora il piombo in qualsiasi punto guarderebbe il centro della palla. Ma la situazione è complicata dal fatto che la densità del nostro pianeta è eterogenea. In alcuni luoghi ci sono rocce pesanti, in altri, vuoti, montagne e depressioni sono sparsi sulla superficie, e le pianure e i mari sono distribuiti in modo non uniforme. Tutto ciò cambia il potenziale gravitazionale in ogni punto specifico. Il fatto che la forma del globo - un geoide, sia anche la causa del vento etereo, che soffia il nostro pianeta dal nord.

Chi ha studiato i geoidi?

Si noti che il concetto stesso di "geoide" fu introdotto da Johann Listing (nella foto sotto), un fisico e matematico, nel 1873.

Sotto di esso, nel significato della traduzione dal greco "vista della Terra", si intendeva la figura formata dalla superficie dell'Oceano Mondiale, così come i mari che comunicavano con esso, con un livello medio dell'acqua, nessun disturbo da maree, correnti, così come differenze di pressione atmosferica, ecc. Quando dicono che una tale altezza sul livello del mare, significa l'altezza dalla superficie del geoide in questo punto del globo, nonostante il fatto che in questo luogo non ci sia il mare, ma si trova a poche migliaia di chilometri di distanza.

Il concetto di un geoide è stato ripetutamente raffinato. Così, lo scienziato sovietico M.S. Molodinsky creò la sua teoria di determinare il campo gravitazionale e le figure della Terra dalle misure fatte sulla sua superficie. Per questo, ha sviluppato uno strumento speciale per misurare la gravità: un gravimetro a molla. Fu lui a proporre anche l'uso di un quasigeoide, che è determinato dai valori assunti dal potenziale di gravità sulla superficie della Terra.

Maggiori informazioni su geoide

Se la gravità è misurata a 100 km dalle montagne, allora il filo a piombo (cioè il peso sulla corda) devierà nella loro direzione. Una tale deviazione dalla verticale è impercettibile ai nostri occhi, ma è facilmente rilevabile dagli strumenti. Un quadro simile si osserva ovunque: la deflessione del piombino è da qualche altra parte, da qualche parte sono più piccoli. E ricordiamo che la superficie del geoide è sempre perpendicolare al filo a piombo. Da qui diventa chiaro che il geoide è una figura molto complessa. Per presentarlo meglio, puoi fare quanto segue: scolpire una palla dall'argilla, quindi schiacciarla da due lati per formare una planarità, quindi creare dita e ammaccature sull'ellissoide risultante. Una palla così appiattita e spiegazzata mostrerà in modo realistico la forma del nostro pianeta.

Di cosa hai bisogno per conoscere la forma esatta della Terra?

Perché hai bisogno di conoscere la sua forma in modo così preciso? Che cosa la forma sferica della Terra non soddisfa gli scienziati? Dovrebbe complicare l'immagine con un geoide e un ellissoide di rotazione? Sì, c'è un bisogno urgente di questo: figure vicine a un geoide aiutano a creare griglie coordinate che sono le più accurate. Né la ricerca astronomica, né le indagini geodetiche, né i vari sistemi di navigazione satellitare (GLONASS, GPS) possono esistere ed essere eseguiti senza definire una forma abbastanza precisa del nostro pianeta.

Diversi sistemi di coordinate

Nel mondo al momento ci sono diversi sistemi di coordinate tridimensionali e bidimensionali con valore mondiale, oltre a diverse dozzine di quelli locali. La sua forma della Terra è adottata in ognuno di essi. Questo porta al fatto che le coordinate, che sono state determinate da sistemi diversi, sono in qualche modo differenti. È interessante notare che, per calcolarli per punti situati nel territorio di un paese, sarà più conveniente prendere la forma della Terra come un ellissoide di riferimento. Questo è ora stabilito anche al più alto livello legislativo.

L'ellissoide di Krasovsky

Se parliamo dei paesi della CSI o della Russia, allora sul territorio di questi forma di stato del nostro pianeta è descritto dal cosiddetto ellissoide di Krasovsky. È stato determinato nel 1940. I sistemi di coordinate nazionali (ПЗ-90, СК-63, СК-42) e stranieri (Afgooye, Hanoi 1972) sono stati creati sulla base di questa figura. Sono ancora utilizzati per scopi pratici e scientifici. È interessante notare che GLONASS si affida al sistema PZ-90, che è superiore alla sua accuratezza al GPS come un simile sistema WGS84.

conclusione

Riassumendo, ripetiamo che la forma del nostro pianeta è diversa dalla palla. La terra si sta avvicinando nella sua forma all'ellissoide di rotazione. Come abbiamo già notato, questa domanda non è affatto inattiva. La definizione esatta di quale forma la Terra fornisce un potente strumento per gli scienziati per calcolare le coordinate dei corpi celesti e terrestri. Ed è molto importante per la navigazione spaziale e marittima, durante la costruzione, le opere geodetiche, così come in molte altre aree dell'attività umana.