Земля во Вселенной.

Земля и Вселенная.
1. Общая характеристика Земли как планеты.
2. Форма и размеры Земли.
3. Доказательства шарообразности Земли.
4. Орбитальное и суточное движение Земли, их следствия.

Землеведение и краеведение

Землеведение и краеведение

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Земля - одно из бесчисленных небесных тел, рассеянных в безграничном пространстве Вселенной. Положением Земли в мировом пространстве люди стали интересоваться еще в далеком прошлом. В то время Земля считалась центром мира, вокруг которого вращаются все планеты, в том числе Солнце. Подробно эта схема мироздания была разработана александрийским ученым Птолемеем во II веке н. э. и называлась геоцентрической.

Истинное положение Земли как одной из планет Солнечной системы было доказано в XVI веке польским астрономом Н. Коперником (1473-1543). Его открытие послужило толчком для развития астрономии на научной основе.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Планета Земля – третья от Солнца планета Солнечной системы и самая крупная планета земной группы. Вместе с Луной Земля образует систему – двойную планету.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

По мнению большинства учёных, Земля образовалась примерно 4,6 — 4,7 миллиардов лет назад из протопланетного облака, которое было притянуто мощной гравитацией Солнца. Уже примерно через 1 миллиард лет на планете создались благоприятные для возникновения органической жизни условия: не слишком высокая и не слишком низкая температуры, наличие в атмосфере большого количества кислорода и вода. Земная атмосфера состоит из нескольких слоёв. Нижний слой (тропосфера) содержит около 78% азота и 21% кислорода. Остальную часть составляют водяные пары, углекислый газ и другие газы. Температура на поверхности планеты колеблется от — 60°С (на полюсах) до +50°С (на экваторе). Земля имеет один естественный спутник – Луну.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Основные характеристики планеты Земля
средняя скорость движения по орбите: 29,765 км/с или 100 000 км/ч
длительность суток: 23 часа 56 минут 4,099 секунд
среднее расстояние от Солнца: 149,6 миллионов км
период обращения по орбите: 365,25 земных суток
наклон экватора к орбите: 23°27`
направление вращения: прямое

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Первые представления о Земле и её форме складывались постепенно. Вначале они были очень далеки от современных. В Древней Индии считали, что Земля лежит на спинах трёх слонов, а те стоят на огромной черепахе.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

В более полном описании древние индийцы представляли Землю в видеполусферы, опирающейся на слонов. Слоны стояли на огромной черепахе,а черепаха на змее, которая свернувшись кольцом, замыкает околоземное пространство.


Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

В представлении древних египтян: внизу — Земля (бог земли Геб), над ней — богиня неба (богиня неба Нут), слева и справа — корабль бога Солнца (бог солнца Ра), показывающий путь Солнца по небу от восхода до заката.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Древним славянам Земля казалась похожей на большое яйцо, внутри которого находится плоская Земля, причем в верхней части расположен мир людей,а в нижней — ночная страна. Вокруг земли, подобно белку расположены 9 небес, каждое из которых имело свое предназначение — одно для солнца и звезд, второе — для месяца, третье — для туч и ветров.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

В Древней Руси считали, что Земля плоская, что она — такой плоский толстый блин, который лежит на спинах трёх огромных рыб или китов, плавающих наповерхности безбрежного океана.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Жители Вавилонского царства представляли Землю в виде горы. На западном склоне которой находится Вавилония. К югу от Вавилона раскинулось море, а на востоке расположены горы, через которые не решались переходить. Поэтому им и казалось, что Вавилония расположена на западном склоне «мировой» горы.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Древние греки представляли Землю как диск. Сушу со всех сторон омывает река Океан. Над Землей раскинулся медный небосвод, по которому движется Солнце.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Викинги считали, что мир зародился в северных льдах. В центре мира находится гигантский ясень. У его корней находится холодное подземное царство, в котором обитают великаны, крону населяют боги, а мир людей расположен посредине ствола. По этому дереву беспрестанно бегает белка, которая приносит новости орлу, восседающему высоко в ветвях, а змее, прячущейся в корнях.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

К понятию о том, что Земля имеет шаровидную форму, люди пришли не сразу, а постепенно, путём многочисленных наблюдений. Этому в частности во многом способствовало развитие торговли и связанных с ней далеких путешествий в заморские страны. Однако надо сказать, что правильное представление о форме Земли было уделом весьма немногих. Как же всё-таки люди пришли к нему?

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Поверхность Земли, которую принято называть физической или топографической поверхностью, представляет собой сочетание океанов и материков со сложными геометрическими формами.
Средний уровень Мирового океана принято называть уровенной поверхностью Земли. Немецкий физик И.Б. Листинг (1808– 1882) предложил для фигуры, ограниченной этой поверхностью, специальное название – геоид («подобный Земле»). Форму Земли, ограниченную поверхностью океана в спокойном состоянии, мысленно продолженной под всеми материками называют геоидом. Геоид определяется как фигура, поверхность которой всюду перпендикулярна направлению силы тяжести, т. е

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Спутник Европейского космического агентства GOCE, вышедший на орбиту Земли в марте
2009-го, выполнил
все необходимые измерения для точного построения модели геоида.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Поднятия и опускания над эллипсоидом составляют в среднем от ±50 до ±100 м. Их называют волнами геоида.
Выступы и понижения геоида были точно измерены из Космоса. На поверхности Океана выделяются шесть гигантских неровностей – планетарных аномалий с поперечником 3–5 тыс. км.
Максимальное возвышение геоида наблюдается в Тихом океане близ острова Новая Гвинея ( +78 м),
минимальные отметки – в Индийском океане у острова Шри-Ланка ( –112 м).
Так что общий размах выпуклостей и вогнутостей поверхности Океана достигает 190 м. Исследования показали, что источниками крупнейших аномалий океанической поверхности служат массы вещества, расположенные на глубинах порядка 400–900 м: под «буграми» на поверхности Океана расположены массы вещества повышенной плотности, а под «впадинами» – массы пониженной плотности. Обобщенные черты рельефа водной поверхности Океана видны на рисунке.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

S = 510 млн. км2
S = 149 млн. км2 суша
объем Земли 1,083*1012 км3
экваториальный радиус = 6378,245 км
полярный радиус = 6356,863 км
длина окружности экватора = 40075,696 км
длина окружности меридиана – 40008,550 км
чаще всего мы принимаем их за 40000 км
средняя плотность = 5,5 г/см3

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

1. При восходе Солнца лучи его освещают сначала облака, высокие предметы, то же и при заходе: Солнце уже за горизонтом, а его лучи все еще освещают облака и другие предметы.
2. Постепенное появление корабля из-за линии горизонта.
3. Постепенное увеличение радиуса видимого горизонта при поднятии наблюдателя (ровная местность 4-5 км) 20 м -16 км.
4. Небесные тела имеют шарообразные формы (Луна, Солнце). Естественно думать, что и Земля не исключение.
5. Тень Земли, отбрасываемая на Луну при лунных затмениях, всегда имеет форму части правильного круга.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

6. Изменения вида звездного неба при перемещении наблюдателя по меридиану.

7. Форма отражения звездного неба в больших водных пространствах. Звездное небо в спокойной поверхности больших водоемов отражается как в выпуклом зеркале.
8. Постоянство круглой формы видимого горизонта.

9. Кругосветные путешествия в одном направлении.

10. Начало дня на Востоке. Если бы Земля была плоской, то день начинался бы сразу на всей Земле.

11. Полеты спутников и космических ракет.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Земля отнюдь не неподвижна. В Космических масштабах она совершает 4 типа движения и достигает при этом немыслимой (с точки зрения человека) скорости:
как часть Солнечной системы Земля вращается вокруг центра своей галактики Млечный путь. Вместе с Солнцем и другими 7 планетами она совершает один такой оборот за 280 млн. лет. Этот промежуток времени называют галактическим годом. Возможно, именно положение планеты по отношению к центру Галактики влияет на земные оледенения, но зависимость происходящих на Земле процессов от этого типа движения только изучаются;
с космической скоростью в 30 км/с наша планета мчится вокруг Солнца по эллиптической орбите. Если вдруг Солнце «отпустит» Землю и не будет её притягивать, она по инерции улетит от него в Космос с той же скоростью. Путь по орбите она совершает за 364,24 суток, этот период времени называется звёздным годом.
двойная планета – Земля-Луна вращается вокруг общего центра масс. Один круг они проходят за 27 суток и 8 часов.
Земля вращается вокруг воображаемой собственной оси, совершая полный оборот за 23 часа 56 мин. и 4,1 сек. – это звёздные сутки, это и есть суточное вращение Земли.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Земля двигается по своей орбите вокруг Солнца со средней скоростью 30 километров в секунду.

Один оборот вокруг Солнца она совершает за один год — отрезок времени продолжительностью 365 суток 6 часов 9 минут 9 секунд. Для удобства год считают равным 365 суткам. При этом каждый четвёртый год приобретает 366-й день (29 февраля) и становится високосным.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Из-за наклона земной оси к плоскости орбиты при орбитальном движении Солнце освещает больше то Северное, то Южное полушарие планеты. Неравномерность освещения и нагрева земной поверхности вызывает смену сезонов года. Орбитальное движение определяет и изменение продолжительности светового дня — времени между восходом и заходом солнца.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

22 июня Земля обращена к Солнцу Северным полюсом. Оно освещается больше, чем Южное полушарие, и получает больше тепла. Солнечные лучи в полдень падают под прямым углом к земной поверхности на параллель 23 1/2° с. ш. Такое положение Солнца называют зенитальным . День 22 июня называют днём летнего солнцестояния.
В Северном полушарии в этот день наступает астрономическое лето, а в Южном — астрономическая зима. В Северном полушарии день длиннее ночи, а севернее 66 1/2° с.ш. поверхность освещена Солнцем круглые сутки, поэтому здесь полярный день. В Южном полушарии территория от 66 1/2°“ ю.ш. до Южного полюса не освещена вовсе, так как солнце не восходит над горизонтом. Здесь полярная ночь.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

22 декабря Земля обращена к Солнцу Южным полюсом. Южное полушарие освещается больше, чем Северное, и получает больше тепла. Солнце в полдень стоит в зените над параллелью 23 1/2° ю. ш. Этот день называют днём зимнего солнцестояния. В Южном полушарии наступает астрономическое лето, а в Северном — астрономическая зима. В Южном полушарии день длиннее ночи, а южнее 66 1/2° ю.ш. поверхность освещена Солнцем круглые сутки (полярный день). В Северном полушарии севернее 66 1/2 °с.ш. поверхность не освещена и начинается полярная ночь.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

21 марта и 23 сентября Солнце в полдень в зените над экватором. Продолжительность дня на всей планете равна продолжительности ночи. Поэтому эти дни называют днями весеннего и осеннего равноденствия. С них начинаются астрономические весна и осень.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Земную поверхность разделяют на пять поясов освещённости: жаркий, два умеренных и два холодных. Границами между ними служат тропики и полярные круги. Северный и Южный тропики — это параллели 23 1/2° с. ш. и 23 1/2° ю.ш., на каждой из которых Солнце бывает в зените по одному разу в год — 22 июня и 22 декабря. Северный и Южный полярные круги это параллели 66 1/2° с.ш. и 66 1/2° ю.ш., на которых в течение одних суток в год (22 июня и 22 декабря) бывают полярный день и полярная ночь.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Следствие осевого вращения Земли

Наша планета равномерно вращается вокруг воображаемой оси. Такое движение Земли называют осевым вращением. Все объекты на земной поверхности вращаются вместе с Землёй. Вращение происходит с запада на восток, то есть против часовой стрелки, если смотреть на Землю со стороны Северного полюса. Из-за такого вращения планеты восход солнца утром происходит на востоке, а закат вечером — на западе.
Земная ось наклонена под углом 66 1/2°  к плоскости орбиты, по которой планета движется вокруг Солнца. При этом ось строго ориентирована в космическом пространстве: её северный конец постоянно направлен на Полярную звезду. Осевое вращение Земли определяет видимое движение звёзд и Луны по небосклону.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Вращение Земли вокруг оси оказывает большое влияние на нашу планету. Оно определяет смену дня и ночи и возникновение естественной, данной природой единицы измерения времени — суток. Это период полного оборота планеты вокруг своей оси. Длительность суток зависит от скорости вращения планеты. Согласно существующей системе исчисления времени сутки делят на 24 часа, час — на 60 минут, минуту — на 60 секунд.
Из-за осевого вращения Земли все движущиеся по её поверхности тела отклоняются от первоначального направления в Северном полушарии вправо по ходу своего движения, а в Южном — влево. В реках отклоняющая сила прижимает воду к одному из берегов. Поэтому у рек в Северном полушарии обычно более крутой правый берег, а в Южном полушарии — левый. Отклонение воздействует на направление ветров в атмосфере, течений в Мировом океане.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Осевое вращение влияет на форму Земли. Наша планета не идеальный шар, она немного сжата у полюсов. Поэтому расстояние от центра Земли до полюсов (полярный радиус) на 21 километр короче расстояния от центра Земли до экватора (экваториальный радиус). По этой же причине меридианы на 72 километра короче экватора.

Осевое вращение вызывает суточные изменения в поступлении солнечного света и тепла на земную поверхность, объясняет видимое движение звёзд и Луны по небосклону. Оно определяет также различие во времени в разных частях земного шара.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

В один и тот же момент в разных частях земного шара время суток может быть разным. Но для всех точек, расположенных па одном меридиане, время одинаково. Его называют местным временем.

Для удобства отсчёта времени поверхность Земли условно разделена на 24 часовых пояса (по числу часов в сутках). Время внутри каждого пояса называют поясным временем. Отсчёт поясов ведётся от нулевого часового пояса. Это пояс, посередине которого проходит Гринвичский (нулевой) меридиан. Время на этом меридиане называют всемирным. В двух соседних поясах поясное время различается ровно на 1 час.
Посередине двенадцатого часового пояса, примерно по меридиану 180, проходит линия перемены дат. По обе стороны от неё часы и минуты совпадают, а календарные даты различаются на одни сутки. Если путешественник пересекает эту линию с востока на запад, то дата переводится на один день вперёд, а если с запада на восток, то возвращается на один день назад.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Вследствие суточного вращения Земли появляются важные географические явления:
сила Кориолиса;
чёткие временные промежутки;
суточный ритм в природе Земли.

Отклоняющее действие вращения Земли называют силой Кориолиса. Она впервые была рассчитана в XIX веке французским учёным в области механики Г. Кориолисом, поэтому и получила такое название.
Сила Кориолиса перпендикулярна движению Земли, она отклоняет все движущиеся объекты в Южном полушарии влево, а в Северном полушарии вправо. Величина её зависит от широты, от массы самого объекта и от его скорости. На экваторе сила Кориолиса всегда равна нулю, и вес предметов уменьшается, а с приближением к полюсам сила Кориолиса и масса предметов возрастают.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Сила Кориолиса влияет на:
образование атмосферных вихрей;
отклонение морских течений;
степень разрушения водой берегов рек, в Северном полушарии сильнее размываются правые берега, а в Южном – левые (закон Бэра);
отклонение ветров умеренных широт обоих полушарий к западу, а тропических – к востоку (пассаты).

Доказать отклоняющую силу вращающейся Земли можно и на простом опыте с воронкой в ведре, раковине или ванной. Вливаемая плотной струёй вода будет закручиваться в Северном полушарии против часовой стрелки, в Южном – по часовой.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Движение системы Земля-Луна.

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение

Расстояние между Землей и Луной увеличивается на 3.8 метра каждое столетие. Также, эти процессы отвечают за постепенное замедление вращения Земли вокруг своей оси, которое увеличивает продолжительность земных суток на 0.002 секунды в столетие.

Система Земля – Луна некоторыми учеными рассматривается не как система Планета – Спутник, а как двойная планета, поскольку размер и масса Луны достаточно велики. Диаметр Луны равен 3/4 диаметра Земли, а масса Луны составляет 1/81 массы Земли. В результате, вращение системы Земля – Луна происходит не вокруг центра Земли, а вокруг центра масс системы Земля – Луна, который находится на расстоянии 1700 км под поверхностью Земли

Литвинович А. В.

Лекция 2

Землеведение и краеведение