© Владимир Каланов,
сайт "Знания-сила".

Земля... Такая милая, родная для всего человечества планета. Много ли мы знаем о ней? Да, много. А много ли того, чего мы не знаем о ней? Очень много, больше того, что знаем. Тайны свои планета наша раскрывает совсем неохотно. В значительной степени это потому, что тайны планеты Земля, так сказать, не только её личные, но это тайны и космические, тайны Вселенной.

Как космическое тело Земля является планетой, вращающейся вокруг Солнца вместе с другими планетами (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон).

Основные параметры планеты Земля

Среднее расстояние от Земли до Солнца - 149597870 км.
Среднее расстояние от Земли до Луны - 384400 км.
Время полного оборота Земли вокруг своей оси (звёздные сутки) - 23 часа 56 мин. 4,09 сек.
Период обращения Земли вокруг Солнца (тропический год) - 365,25 суток
Средняя скорость движения Земли по орбите - 29,76 км/сек.
Масса 6 000 000 000 000 млрд. тонн.

Размеры Земного шара (эллипсоида):

Большая полуось (экваториальный радиус), а - 6378,2 км.
Малая полуось (полярный радиус), в - 6356,9 км.
Сжатие с=(а-в)/а - 1: 298,3
Средний радиус Земли, принимаемой за шар - 6371,2 км.
Длина меридиана - 40008,6 км.
Длина экватора - 40075,7 км. (диаметр экватора - 12756 км.)
Поверхность Земли - 510 100 000 кв.км.
Средняя высота суши над уровнем океана - 875 м.
Средняя глубина мирового океана - 3800 м.
Наибольшая высота суши над уровнем океана - 8848 м. (гора Эверест)
Наибольшая глубина мирового океана - 11022 м. (Марианская впадина)

Распределение суши и воды на земном шаре

*) Данные взяты из Малого атласа мира, издательство Москва, 1980.

Из этих данных следует давно общепризнанный факт, что Земля незначительно сжата у полюсо́в. Однако имеются данные о том, что Земля имеет дынеобра́зную форму, т.е. сжата по экватору так, что по вертикальной оси она на несколько десятков километров больше, чем по экваториальной оси. Но эту гипотезу учёных Калифорнийского технологического института мы не рассматриваем и приводим здесь исключительно для све́дения любителей экзотики.

Какова́ же действительная форма Земли по современным представлениям официальной науки? Из приведенных данных (Малый а́тлас мира) следует, что Земля - это шар с отклонениями от математически точной формы. Назвать Землю эллипсоидом рука не поднимается: слишком крохотная для размеров Земли разница между большой и малой осями эллипсоида. Поэтому в науке форму Земли называют геоидом. Это надо понимать так, что Земля имеет форму Земли.

Правда, для людей, которые изо дня в день наблюдают окружающие их предметы и явления природы и не задумываются над их сущностью, причинами и, тем более, происхождением, абсолютно всё равно, какую форму имеет планета Земля. Они не видят потрясающую красоту и великую мудрость окружающего мира, у них не возникают вопросы о том, почему так всё устроено на Земле, и не возникает желания узнать что-нибудь о планете, на которой они живут. Их интересы ограничиваются кругом повседневных житейских забот. Таких людей много, они рядом с нами. Сразу хочу заявить: наш рассказ не для них. Наш рассказ для тех людей, которых интересует всё о Земле: её происхождение и возраст, её красота и богатство, её уникальность как космического тела и как ме́ста возникновения жизни и пребывания нашей человеческой цивилизации. Наш рассказ для людей, которых не просто интересует, а глубоко волнует будущее Земли, её экологии, всей её биосферы, а, значит, и будущее человечества.

Происхождение Земли

В начале нашего рассказа о Земле и геосферах необходимо сказать о том, как произошла Земля. Вопрос о происхождении Земли очень сложен, ибо речь тут может идти о происхождении всей солнечной системы и даже всей галактики, именуемой Млечным путём. На эту тему существует много научных гипотез и просто предположений. Достаточно упомянуть о гипотезе так называемого Большого взрыва. Сразу отметим, что какой-то единой стройной теории происхождения Вселенной и Солнечной системы до сих пор не существует. Различные гипотезы, выдвигаемые разными научными школами и отдельными учёными, часто противоречат друг другу. Можно остановиться, например, на такой гипотезе возникновения Солнечной системы и Земли:

Образование Солнца и планет солнечной системы. и планеты образовались около пяти миллиардов лет назад из громадного космического газопылево́го облака (1). Это облако имело приплюснутую, чечевицеобразную форму - форму диска. Ученые полагают, что и этот диск, и Солнце образовались из одной и той же вращающейся массы межзвездного газа - протосолнечной туманности. Наименее изучена самая ранняя стадия происхождения Солнечной системы - выделение протосолнечной туманности из гигантского родительского молекулярного облака, принадлежащего Галактике.

Под действием гравитационных сил притяжения облако начало́ сжима́ться, и образовался вращающийся диск из веществ, основная часть которых собралась в центре (2). Центральное ядро уменьшалось, притягивая к себе все больше материи, и в какой-то момент в его недрах под действием огромного давления сжатия пошла ядерная реакция (3) - зажглась звезда, возникло Солнце. Остальное вещество сбивалось в меньшие образования из камней и сгустков газа - так образовались планеты. Солнечная система приняла современный вид (4).

На начальной стадии своего формирования Солнце было очень горячим, что явилось причиной испарения в космос большой части лёгких летучих веществ (преимущественно водорода и гелия), которые находились в области, где формировалась Земля. Другими словами, протопланетная туманность вокруг Солнца разделилась на две различные по составу и температуре части: ближайшая к Солнцу содержала меньше легких элементов и имела достаточное насыщение тяжелыми элементами, в отличие от более удаленной, обедненной тяжелыми элементами и состоящей преимущественно из легких газов. В более отдаленных и холодных областях будущей Солнечной системы, легкие вещества могли конденсироваться, образуя под действием гравитации гигантские газообразные планеты - "газовые планеты-гиганты", такие как и .

Под действием гравитационных сил материя солнечной туманности аккумулировалась также и во внутренней части туманности - здесь происходило образование Земли и других планет земной группы. Но из-за огромной температуры материя находилась в расплавленном состоянии; более плотные вещества, такие, как железо, никель и их соединения, устремились к центру планеты, тогда как более легкие, например, силикаты разных металлов, из которых впоследствии образовались скальные породы, остались на поверхности. Такой процесс получил название гравитационной дифференциации. По окончании этого процесса температура на Земле постепенно понизилась настолько, что начался процесс затвердения.

Следует отметить, что этот сценарий - только один из теоретических сценариев образования Земли. Например, в 40-х годах XX века академик О.Ю. Шмидт выдвинул ставшую общепринятой гипотезу об образовании Земли и других планет из холодных твёрдых допланетных тел - планетезималей. Планетезима́ль (от англ. planet - планета и infinitesimal - бесконечно малый ) - тело, представляющее собой промежуточную ступень формирования планеты из протопланетного газово-пылевого облака. Более детально основные моменты теорий образования планет мы рассмотрим в отдельной главе, посвященной происхождению Солнечной системы.

Уважаемые посетители!

Сегодня любой школьник, который не прогуливал уроки географии, сможет ответить на вопрос, вынесенный в заглавие статьи. Длина экватора составляет чуть более сорока тысяч километров. Но далеко не всегда люди обладали этими сведениями, поэтому вначале окунемся в историю.

Земля стоит на трех китах…

Еще на самой заре человеческой цивилизации, в эпоху неолита, люди стали задумываться о строении окружающего их мира, строении Земли. Во многом их представления опирались на мифологию, с помощью которой предпринимались попытки объяснить явления природы и движение небесных светил. За неимением письменных источников современные историки не могут с точностью сказать, что думал о строении Земли человек неолита. Однако позже, после изобретения знаков, позволяющих сохранять древнюю мудрость, появилась возможность создавать целые научные трактаты. И в одном из древнеиндийских текстов была отражена теория, согласно которой плоская Земля покоится на трех гигантских китах, а киты плавают в океане. На чем держится океан — в трактате не сообщается. Но что говорить о древних людях, если и сегодня в США, как бы подтверждая слова Михаила Задорнова, существует «Общество плоской Земли», члены которого отстаивают свою точку зрения, а всю космическую программу объясняют мировым заговором!

От геоцентрической…

Однако с развитием науки три кита перестали удовлетворять ученых, и вот в древней Греции появилась теория, согласно которой Земля, имеющая форму шара, находится в центре вселенной, а Солнце, Луна и звезды вращаются вокруг нее. Этой точки зрения придерживался и выдающийся астроном античности Птоломей.

… к гелиоцентрической теории строения Солнечной системы

Хотя данная теория была большим шагом вперед, она не могла объяснить все видимые изменения звездного неба, поэтому параллельно геоцентрической была разработана гелиоцентрическая теория, однако прошло еще много лет, пока польский астроном Николай Коперник смог доказать ее состоятельность.

Экватор

Принятие гелиоцентрической теории позволило дать определение такому понятию, как «экватор». Это воображаемая линия, которая проходит по поверхности Земли в плоскости, проходящей через ее центр и перпендикулярной оси вращения планеты. Но если с определением разобрались, то по поводу того, какова длина экватора, споры не утихают до сих пор. Для измерения данной величины, не имея современных приборов, людям было необходимо хотя бы достигнуть данной линии.

Первые мореходы

Впервые мореплавание возникло в Средиземном море и представляло собой каботажное плавание, то есть вдоль берега, не теряя его из вида. Однако вскоре финикийцы научились определять положение своего корабля по звездам и смогли оторваться от берегов. Пройдя через Геркулесовы Столбы (Гибралтарский пролив), они вышли в Атлантический океан, пересекли экватор и обогнули Африку. Одним из доказательств таких плаваний служит знаменитая Белая леди Брандберга, наскальный пещерный рисунок в Намибии. Однако достижение границы между Северным и Южным полушариями все равно не позволило определить, чему равна длина экватора.

Эпоха географических открытий

Вскоре люди настолько подружились с морем-океаном, что начали все дальше и дальше уплывать от родных берегов. Последовали громкие открытия новых земель и морских путей: Америка, водный путь в Индию, Австралия. И вот, наконец, первое кругосветное путешествие Магеллана. Этот португальский мореплаватель первым решил узнать, какова длина экватора на самом деле. И он возглавил экспедицию, которая поставила перед собой задачу обогнуть Земной шар. Но это все шутка. Фернан Магеллан действительно осуществил кругосветное путешествие, но не строго по экватору, а как позволяла география океанов.

От путешественников к ученым

Так как определить такую величину, как длина экватора, методом непосредственного измерения «на местности» довольно затруднительно, то некоторые ученые решили найти искомое число с помощью математических вычислений. Первым за такую работу взялся древнегреческий математик Эратосфен. По приглашению египетского царя Птоломея III он перебрался в Александрию, где вскоре стал хранителем ее библиотеки. Проведя серию сложных экспериментов и расчетов, он определил, что длина экватора Земли составляет 252 000 стадий. Так как Эратосфен жил и работал в Александрии, стадии он использовал египетские. Если перевести их в привычные для нас километры, то длина экватора составит 39 690 километров, что довольно близко к истинному значению. Погрешность составляет менее 1 процента, для тех времен просто поразительная точность вычислений.

Длина Земли по экватору глазами современных ученых

Шли годы, века. Совершенствовались измерительные приборы и методики. Человечество вышло в космос и смогло создать подробнейшие карты земной поверхности. Соответственно, более точно определялась длина экватора. Линия нулевой широты проходит по земной поверхности, которая имеет перепады высот относительно уровня мирового океана от 10 994 метра (Бездна Челленджера, Марианская впадина), до 8 848 метров (гора Джомолунгма). И хотя непосредственно на экваторе таких резких перепадов высот не наблюдается, все равно это очень затрудняет измерение его длины. Поэтому для расчетов принят усредненный радиус Земли, который согласно геофизическому стандарту WGS-84 равен 6378 километров 137 метров, что дает длину экватора 40 075 км.

Длина экватора — величина постоянная?

А теперь попробуем ответить на вопрос о том, в чем причина расхождения в значениях длины экватора у современных ученых и Эратосфена. Возможно, все дело не только в несовершенстве средств измерений? А если экватор просто стал длиннее? Современные ученые придерживаются теории строения Земли и дрейфа континентов на основе тектоники плит. Однако еще в 1968 году советский ученый-геолог Владимир Ларин выдвинул теорию гидридного строения ядра Земли. Он предположил, что вещество, из которого происходило формирование нашей планеты, содержало большое количество атомарного водорода. Он вступил в реакцию с железом и никелем, из которых состоит ядро Земли, в результате чего образовались гидриды этих элементов. В результате внутренних процессов в недрах планеты происходит постепенное разогревание ядра и выделение водорода. Это приводит к снижению плотности и, соответственно, к увеличению размеров Земли. Данная теория не только более полно объясняет «дрейф» материков, но и позволяет объяснить образование месторождений полезных ископаемых, в первую очередь углеводородов. Так что вполне возможно, что нефть, газ, каменный уголь имеют абиогенное происхождение, и синтез их в недрах планеты происходит и в настоящее время. Мало того, подтверждение работам советского ученого обнаружилось и в древних зороастрийских мифах, где сказано, что для увеличения поверхности Земли боги три раза на одну треть увеличили ее размеры. Данная теория, кроме всего прочего, дает возможность объяснить и массовое вымирание за короткий промежуток времени многих видов древних животных, так называемое триасовое побоище. Самое интересное, что увеличение радиуса планеты происходит и в настоящее время, примерно на два сантиметра в год. Это подтверждают регулярные измерения ученых, но ранее данные результаты не находили объяснения, если не считать таковым поглощение Землей пыли из космического пространства. Так что со временем длина экватора будет увеличиваться.

На две половины. В связи с этим неудивительно, что люди задаются вопросом: что же такое экватор? Экватор - это условная линия, которая точно пересекает поверхность нашей Земли такой плоскостью, которая считается перпендикулярной к оси вращения планеты и проходит прямо через ее центр. С латыни слово «aequator» переводится как «уравнитель». Эта линия - условное начало для отсчета географической широты, равной на экваторе 0 град.

Длина экватора составляет 40 075, 676 км, остальные линии (параллели) всегда меньше его длины. На протяжении всей его линии день постоянно равен ночи. Именно экватор делит нашу планету на два полушария, Южное и Северное. Два раза в год, в дни осеннего и весеннего равноденствия, солнце над ним находится в зените. приходится на 20-21 марта, а осеннее - на 23 сентября. В эти находится прямо над головой, и предметы не отбрасывают тени.

Длина экватора учеными высчитана по формуле 2πR, несмотря на то, что Земля имеет не шарообразную форму, а вытянута в виде эллипса (шара, сплюснутого у полюсов). Тем не менее, радиус нашей планеты условно принят за радиус шара. Длина земли по экватору составляет самую длинную линию, опоясывающую Землю. Интересный факт заключается в том, что она пересекает 14 государств.

Если двигаться от в сторону востока, то экватор пересекает такие государства, как Сан-Томе и Принсипи в Атлантическом океане, затем Габон, Конго, Кения, Уганда, Сомали в Африке. Двигаясь по Индийскому океану, он проходит через Мальдивские острова и Индонезию. В Тихом океане экватор пересекает Кирибати и острова Бейкер, принадлежащие США, далее - Эквадор, Колумбию и Бразилию, которые находятся на южноамериканском континенте. Эти страны являются самыми жаркими на планете.

Длина экватора впервые была высчитана древнегреческим ученым Эратосфеном, который был не только великим математиком, географом, поэтом, но и астрономом. Измеряя время, в течение которого солнечные лучи достигали дна колодца, ученый смог вычислить радиус земного шара и узнать, какова длина экватора. Эти вычисления весьма приблизительны, но они многое дали последующим поколениям ученых для более точного вычисления длины этой воображаемой линии. Эратосфен Киренский появился на свет в 276 году до н.э. и умер в 194 году до н.э.

Это был один из величайших ученых древнего мира. Он родился в греческом городе Кирены и по приглашению царя Птолемея III Эвергета заведовал Александрийской библиотекой. Умер этот великий ученый от голода, в страшной нищете, но вошел в историю, как проницательный исследователь с неординарным подходом к науке. Длина экватора по Эратосфену равнялась 252 тысячам стадий, что составляет 39 690 км. Создатель математической и физической географии, Эратосфен сделал великие открытия во многих областях. Современному человеку очень трудно понять, как ученый, не имея никаких приборов, высчитал, какова длина экватора, с погрешностью всего в 386 километров.

Многие ученые-математики и астрономы впоследствии тоже пытались высчитать длину экватора. Голландец Снеллиус в начале XVII века предложил рассчитывать это значение без учета встречающихся преград. В XVIII веке такими вычислениями серьезно занимались ученые из Франции. Россияне тоже не остались в стороне и внесли свой вклад в науку, который позволил определить, какова же длина земли по экватору. Директор В.Я.Струве провел эти измерения в градусах в период с 1822 по 1852 годы, а в 1941 году советский ученый-геодезист Ф.Н. Красовский смог высчитать длину земного эллипса, от которой отталкиваются современные ученые всего мира, так как она признана эталоном.

Полюсами (самая северная и самая южная точки планеты). Экватор также делит Землю на и Южное полушария, являясь важной линией для навигационных целей, так как его широта равна 0°, и все остальные измерения параллелей на север или юг к полюсам, осуществляются от него.

Поскольку широта экватора Земли равна 0°, это важная черта на поверхности Земле для , а также навигации и разведки, поскольку служит отправной точкой для изучения особенностей нашей планеты на основе широты. Для справки, соответствующей экватору линией долготы является Гринвичский (нулевой) меридиан.

География экватора Земли

Экватор является единственной линией на поверхности Земли, которая считается большим кругом. Большой круг - любой круг, нарисованный на шаре (или сфероиде, как Земля) с центром, включающим в себя центр этой сферы. Таким образом, экватор считается большим кругом, потому что он проходит через центр Земли и делит ее пополам. Другие линии широты (параллели) к северу и к югу от экватора не являются большими кругами, так как они сужаются по мере приближения к полюсам и не совпадают центрами с Землей.

Параллели также являются большим кругам Земли, но из-за сплюснутой формы планеты, длина их окружности меньше, чем на экваторе.

Поскольку наша планета представляет собой эллипсоид, слегка сплющенные у полюсов и выпуклый у экватора в результате гравитация и вращение, ее диаметр на экваторе больше на 42,7 км (26,5 миль) больше полярного диаметра 12 713,5 км (7 899,8 миль). Как и диаметр, окружность Земли также немного больше на экваторе из-за экваториальной выпуклости. Например, на полюсах окружность равна 40 008 км (24 859,82 мили), а на экваторе она составляет 40 075,16 км (24 901,55 миль).

Кроме того, поскольку Земля является сплюснутым эллипсоидом, линейная скорость ее вращения на экваторе больше, чем где-либо. Это объясняется тем, что окружность планеты на экваторе составляет примерно 40 000 км или 24 000 миль (для простоты), и за 24 часа Земля совершает один полный оборот вокруг своей оси. Поэтому, чтобы найти линейную скорость вращения Земли, разделите 40 000 км (24 000 миль) на 24 часа, и получите 1670 км (1000 миль) в час. При движении на север или юг от экватора окружность Земли становится меньше и, таким образом, линейная скорость вращения также уменьшается.

Климат и экватор

Экваториальный климатический пояс на карте мира

Экватор отличается от остальной части земного шара как физической средой, так и географическим назначением. Однако самым большим из этих различий является его климат. Экватор испытывает одни и те же модели климата круглый год, среди которых доминируют теплые, влажные или теплые и засушливые климатические условия. Большая часть экваториальной области также характеризуется высокой влажностью. Эти климатические особенности связаны с тем, что экватор получает самый большой уровень солнечной радиации.

Страны вдоль экватора

В дополнение к густым тропическим лесам, линия экватора пересекает сушу и воды 13 стран. Некоторые из этих стран малонаселенны, но другие, такие как Эквадор, имеют высокую численность население и некоторые из своих крупнейших городов на экваторе. Например, Кито, столица Эквадора, находится в пределах 1 км от Экватора, и в центре этого города есть музей и памятник, обозначающий его.

Кроме Эквадора, линия экватора проходит через территории следующих стран: Республика Конго, Демократическая Республика Конго, Сан-Томе и Принсипи (по морю вблизи острова Ролаш), Габон, Уганда, Кения, Сомали, Мальдивы (по морю между атоллами Сувадива и Адду), Индонезия, Кирибати (по морю), Колумбии и Бразилия.

Как и все планеты Солнечной системы, Земля имеет шарообразную форму. Прежде чем говорить о ее точных размерах, введем несколько важных географических понятий.

Земля вращается вокруг воображаемой прямой - так называемой земной оси . Точки пересечения земной оси с земной поверхностью называются полюсами . Их два: Северный и Южный. Линия пересечения поверхности земного шара плоскостью, проходящей через центр Земли перпендикулярно земной оси, называется экватором . Плоскости, пересекающие земную поверхность параллельно плоскости экватора, образуют параллели , а плоскости, проходящие через два полюса, - меридианы .

Из-за вращения вокруг своей оси и возникающей при этом центробежной силы, Земля немного сплюснута у полюсов и ее большая полуось (экваториальный радиус, r c) почти на 21,4 км больше, чем расстояние от центра Земли до полюсов. Такой сплюснутый у полюсов шар называется сфероидом или эллипсоидом вращения .

В России для геодезических и картографических работ используют эллипсоид Ф. Н. Красовского (назван в честь ученого, под руководством которого велись расчеты). Его размеры таковы:

• экваториальный радиус - 6378,2 км,
• полярный радиус - 6356,8,
• длина меридиана - 40008,5 км,
• длина экватора - 40075,7 км,
• площадь поверхности Земли - 510 млн. км 2 .

В действительности фигура Земли еще сложнее. Она отклоняется от правильной формы сфероида из-за неоднородного строения недр и неравномерного распределения массы. Истинная геометрическая фигура Земли называется геоидом ("землеподобным"). Геоид - это фигура, поверхность которой всюду перпендикулярна направлению силы тяжести, т.е. отвесу.

Поверхность геоида совпадает с уровенной поверхностью Мирового океана (мысленно продолженной под материками и островами). Поднятия и опускания геоида над сфероидом составляют 500-100 м.

Физическая же поверхность Земли, осложненная горами и впадинами не совпадает и с поверхностью геоида, отступая от него на несколько километров. Сила тяжести постоянно стремится выровнять поверхность Земли, привести ее в соответствие с поверхностью геоида.