รัศมีของโลกในคน เปรียบเทียบขนาดของเทห์ฟากฟ้า การกระจายตัวของดินและน้ำบนโลก

ผู้คนเดามานานแล้วว่าโลกที่พวกเขาอาศัยอยู่นั้นเป็นเหมือนลูกบอล คนกลุ่มแรกๆ ที่เสนอแนวคิดว่าโลกเป็นรูปทรงกลมคือนักคณิตศาสตร์และนักปรัชญาชาวกรีกโบราณ พีทาโกรัส (ประมาณ 570-500 ปีก่อนคริสตกาล) อริสโตเติล นักคิดที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในเรื่องสมัยโบราณ สังเกตจันทรุปราคา สังเกตว่าขอบเงาของโลกที่ตกลงบนดวงจันทร์มักมีรูปร่างเป็นทรงกลมเสมอ สิ่งนี้ทำให้เขาสามารถตัดสินได้อย่างมั่นใจว่าโลกของเราเป็นรูปทรงกลม ต้องขอบคุณความสำเร็จของเทคโนโลยีอวกาศที่ทำให้เราทุกคน (มากกว่าหนึ่งครั้ง) มีโอกาสชื่นชมความงามของโลกจากภาพถ่ายที่ถ่ายจากอวกาศ

ความคล้ายคลึงของโลกที่ลดลงแบบจำลองย่อส่วนคือลูกโลก หากต้องการทราบเส้นรอบวงของโลก เพียงแค่ห่อมันในเครื่องดื่มแล้วกำหนดความยาวของเกลียวนี้ คุณไม่สามารถเดินไปรอบโลกอันกว้างใหญ่โดยวัดจากเส้นเมริเดียนหรือเส้นศูนย์สูตรได้ และไม่ว่าเราจะเริ่มวัดไปในทิศทางใด อุปสรรคที่ผ่านไม่ได้ก็จะปรากฏขึ้นตลอดทางอย่างแน่นอน - ภูเขาสูง หนองน้ำที่ไม่สามารถผ่านได้ ทะเลลึก และมหาสมุทร...

เป็นไปได้ไหมที่จะทราบขนาดของโลกโดยไม่ต้องวัดเส้นรอบวงทั้งหมด? แน่นอนคุณทำได้

เป็นที่รู้กันว่าในวงกลมมี 360 องศา ดังนั้น โดยหลักการแล้ว หากต้องการทราบเส้นรอบวง ก็เพียงพอที่จะวัดความยาวหนึ่งองศาได้อย่างแม่นยำแล้วคูณผลการวัดด้วย 360

การวัดโลกครั้งแรกในลักษณะนี้จัดทำโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกโบราณ เอราทอสเธเนส (ประมาณ 276-194 ปีก่อนคริสตกาล) ซึ่งอาศัยอยู่ในเมืองอเล็กซานเดรียของอียิปต์ บนชายฝั่งทะเลเมดิเตอร์เรเนียน

กองคาราวานอูฐเดินทางมายังอเล็กซานเดรียจากทางใต้ จากผู้คนที่ร่วมเดินทางด้วย เอราทอสเทนีสได้เรียนรู้ว่าในเมืองไซเน (อัสวานในปัจจุบัน) ในวันครีษมายัน ดวงอาทิตย์อยู่เหนือศีรษะในวันเดียวกัน วัตถุในเวลานี้ไม่ทำให้เกิดเงา และรังสีของดวงอาทิตย์ก็ทะลุผ่านได้แม้กระทั่งในบ่อน้ำที่ลึกที่สุด ดังนั้นดวงอาทิตย์จึงถึงจุดสุดยอด

จากการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ Eratosthenes พบว่าในวันเดียวกันที่อเล็กซานเดรีย ดวงอาทิตย์อยู่ห่างจากจุดสุดยอด 7.2 องศา ซึ่งเท่ากับ 1/50 ของเส้นรอบวงพอดี (อันที่จริง: 360: 7.2 = 50) ตอนนี้ เพื่อที่จะค้นหาว่าเส้นรอบวงของโลกเป็นเท่าใด สิ่งที่เหลืออยู่คือการวัดระยะห่างระหว่างเมืองต่างๆ แล้วคูณด้วย 50 แต่เอราทอสเธนีสไม่สามารถวัดได้ ระยะทางที่วิ่งผ่านทะเลทราย ไกด์ของคาราวานการค้าไม่สามารถวัดได้เช่นกัน พวกเขารู้เพียงว่าอูฐใช้เวลาเดินทางเท่าใดในการเดินทางครั้งเดียว และเชื่อว่าจากเมืองเซียนาถึงอเล็กซานเดรียมีสนามกีฬาอียิปต์ถึง 5,000 สนาม ซึ่งหมายความว่าเส้นรอบวงของโลกทั้งหมด: 5,000 x 50 = 250,000 สตาเดีย

น่าเสียดายที่เราไม่ทราบความยาวที่แน่นอนของเวทีอียิปต์ จากข้อมูลบางส่วน มีค่าเท่ากับ 174.5 เมตร ซึ่งให้เส้นรอบวงโลก 43,625 กิโลเมตร เป็นที่รู้กันว่ารัศมีนั้นน้อยกว่าเส้นรอบวง 6.28 เท่า ปรากฎว่ารัศมีของโลกยกเว้นเอราทอสเธเนสคือ 6943 กม. นี่คือขนาดของโลกถูกกำหนดครั้งแรกเมื่อกว่ายี่สิบสองศตวรรษก่อน

จากข้อมูลสมัยใหม่ รัศมีเฉลี่ยของโลกคือ 6371 กม. ทำไมต้องเฉลี่ย? อย่างไรก็ตาม หากโลกเป็นทรงกลม ในทางทฤษฎีแล้ว รัศมีของโลกก็ควรจะเท่ากัน เราจะพูดถึงเรื่องนี้ต่อไป

วิธีการวัดระยะทางขนาดใหญ่อย่างแม่นยำถูกเสนอครั้งแรกโดยนักภูมิศาสตร์และนักคณิตศาสตร์ชาวดัตช์ Wildebrord Siellius (1580-1626)

ลองจินตนาการว่าจำเป็นต้องวัดระยะห่างระหว่างจุด A และ B ซึ่งอยู่ห่างจากกันหลายร้อยกิโลเมตร การแก้ปัญหานี้ควรเริ่มต้นด้วยการสร้างเครือข่ายจีโอเดติกอ้างอิงบนภาคพื้นดิน ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด มันถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของห่วงโซ่สามเหลี่ยม ยอดของพวกเขาถูกเลือกในสถานที่สูงซึ่งเรียกว่าสัญญาณ geodetic ถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของปิรามิดพิเศษและมักจะมองเห็นทิศทางไปยังจุดใกล้เคียงทั้งหมดจากแต่ละจุด และปิรามิดเหล่านี้ก็ควรจะสะดวกในการทำงานเช่นกัน: สำหรับการติดตั้งเครื่องมือโกนิโอมิเตอร์ - กล้องสำรวจ - และการวัดมุมทั้งหมดในรูปสามเหลี่ยมของเครือข่ายนี้ นอกจากนี้ วัดด้านหนึ่งของสามเหลี่ยมด้านใดด้านหนึ่งซึ่งวางอยู่บนพื้นที่ราบและเปิด สะดวกสำหรับการวัดเชิงเส้น ผลลัพธ์ที่ได้คือโครงข่ายของสามเหลี่ยมที่มีมุมที่รู้จักและด้านเดิมเป็นฐาน จากนั้นก็มาถึงการคำนวณ

การแก้ปัญหาเริ่มต้นด้วยรูปสามเหลี่ยมที่มีฐานอยู่ ใช้ด้านและมุมในการคำนวณอีกสองด้านของสามเหลี่ยมแรก แต่ด้านหนึ่งของมันเป็นด้านของสามเหลี่ยมที่อยู่ติดกันด้วย โดยทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นในการคำนวณด้านข้างของสามเหลี่ยมที่สอง และอื่นๆ ในท้ายที่สุดจะพบด้านข้างของสามเหลี่ยมสุดท้ายและคำนวณระยะทางที่ต้องการ - ส่วนโค้งของเส้นลมปราณ AB

เครือข่าย geodetic จำเป็นต้องอาศัยจุดทางดาราศาสตร์ A และ B โดยใช้วิธีการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ของดวงดาว พิกัดทางภูมิศาสตร์ (ละติจูดและลองจิจูด) และแอซิมัท (ทิศทางไปยังวัตถุในท้องถิ่น) จะถูกกำหนด

ตอนนี้เมื่อทราบความยาวของส่วนโค้งของเส้นลมปราณ AB แล้ว เช่นเดียวกับการแสดงออกในหน่วยองศา (เช่นเดียวกับความแตกต่างในละติจูดของจุดดาราศาสตร์ A และ B) การคำนวณความยาวของส่วนโค้ง 1 องศาก็ไม่ใช่เรื่องยาก ของเส้นลมปราณโดยการหารค่าแรกด้วยค่าวินาที

วิธีการวัดระยะทางไกลบนพื้นผิวโลกนี้เรียกว่า สามเหลี่ยม - มาจากคำภาษาละติน "triapgulum" ซึ่งแปลว่า "สามเหลี่ยม" สะดวกในการกำหนดขนาดของโลก

การศึกษาขนาดของโลกและรูปร่างของพื้นผิวเป็นศาสตร์แห่งธรณีวิทยา ซึ่งแปลมาจากภาษากรีกแปลว่า "การวัดโลก" ต้นกำเนิดของมันควรจะมาจาก Eratosthesnus แต่มาตรวิทยาทางวิทยาศาสตร์นั้นเริ่มต้นด้วยสามเหลี่ยมซึ่งเสนอครั้งแรกโดย Siellius

การวัดระดับความทะเยอทะยานที่สุดของศตวรรษที่ 19 นำโดย V. Ya. ผู้ก่อตั้งหอดูดาว Pulkovo ภายใต้การนำของ Struve นักสำรวจชาวรัสเซียร่วมกับชาวนอร์เวย์ได้วัดส่วนโค้งที่ทอดยาวจากแม่น้ำดานูบผ่านพื้นที่ทางตะวันตกของรัสเซียไปยังฟินแลนด์และนอร์เวย์ไปจนถึงชายฝั่งของมหาสมุทรอาร์กติก ความยาวรวมของส่วนโค้งนี้เกิน 2,800 กม.! มีอุณหภูมิมากกว่า 25 องศา ซึ่งเกือบ 1/14 ของเส้นรอบวงโลก เข้าสู่ประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ภายใต้ชื่อ “Struve arc” ในช่วงหลังสงคราม ผู้เขียนหนังสือเล่มนี้มีโอกาสทำงานเกี่ยวกับการสังเกต (การวัดมุม) ที่จุดสามเหลี่ยมของรัฐที่อยู่ติดกับ "ส่วนโค้ง" ที่มีชื่อเสียงโดยตรง

การวัดระดับแสดงให้เห็นว่าโลกของเราไม่ได้เป็นทรงกลมทุกประการ แต่คล้ายกับทรงรีนั่นคือมันถูกบีบอัดที่ขั้ว ในทรงรี เส้นเมอริเดียนทั้งหมดเป็นรูปวงรี และเส้นศูนย์สูตรและแนวขนานนั้นเป็นวงกลม

ยิ่งส่วนโค้งของเส้นเมอริเดียนและเส้นขนานที่วัดได้ยาวขึ้นเท่าใด รัศมีของโลกก็สามารถคำนวณและกำหนดการบีบอัดได้แม่นยำมากขึ้นเท่านั้น

ผู้สำรวจในประเทศวัดเครือข่ายสามเหลี่ยมของรัฐมากกว่าเกือบครึ่งหนึ่งของอาณาเขตของสหภาพโซเวียต สิ่งนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์โซเวียต F.N. Krasovsky (พ.ศ. 2421-2491) สามารถกำหนดขนาดและรูปร่างของโลกได้แม่นยำยิ่งขึ้น Krasovsky ทรงรี: รัศมีเส้นศูนย์สูตร - 6378.245 กม., รัศมีขั้วโลก - 6356.863 กม. การอัดของดาวเคราะห์คือ 1/298.3 นั่นคือโดยส่วนนี้รัศมีขั้วโลกของโลกจะสั้นกว่ารัศมีเส้นศูนย์สูตร (ในการวัดเชิงเส้น - 21.382 กม.)

ลองจินตนาการว่าบนโลกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30 ซม. เราตัดสินใจที่จะพรรณนาการบีบตัวของโลก จากนั้นแกนขั้วของโลกจะต้องสั้นลง 1 มม. มันมีขนาดเล็กมากจนมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า นี่คือลักษณะที่โลกปรากฏเป็นทรงกลมโดยสมบูรณ์จากระยะไกลมาก นี่คือวิธีที่นักบินอวกาศสังเกตมัน

จากการศึกษารูปร่างของโลก นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปว่า มันถูกบีบอัดไม่เพียงแต่ตามแกนการหมุนเท่านั้น ส่วนเส้นศูนย์สูตรของโลกที่ฉายบนเครื่องบินทำให้เกิดเส้นโค้งที่แตกต่างจากวงกลมปกติแม้ว่าจะค่อนข้างสูงหลายร้อยเมตรก็ตาม ทั้งหมดนี้บ่งชี้ว่ารูปร่างของโลกของเรามีความซับซ้อนกว่าที่เคยเป็นมา

ตอนนี้เป็นที่ชัดเจนแล้วว่าโลกไม่ใช่วัตถุทางเรขาคณิตปกตินั่นคือทรงรี นอกจากนี้พื้นผิวโลกของเรายังห่างไกลจากความเรียบ มีเนินเขาและเทือกเขาสูง จริงอยู่มีพื้นที่น้อยกว่าน้ำเกือบสามเท่า แล้วพื้นผิวใต้ดินเราควรหมายถึงอะไร?

ดังที่ทราบกันดีว่ามหาสมุทรและทะเลสื่อสารกันก่อให้เกิดผืนน้ำอันกว้างใหญ่บนโลก ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงตกลงที่จะยึดพื้นผิวของมหาสมุทรโลกซึ่งอยู่ในสภาพสงบมาเป็นพื้นผิวของโลก

จะทำอย่างไรในพื้นที่ภาคพื้นทวีป? สิ่งที่ถือเป็นพื้นผิวโลก? พื้นผิวของมหาสมุทรโลกยังดำเนินต่อไปทางจิตใจในทุกทวีปและหมู่เกาะ

ตัวเลขนี้ซึ่งถูกจำกัดด้วยพื้นผิวระดับเฉลี่ยของมหาสมุทรโลก เรียกว่าจีออยด์ “ความสูงเหนือระดับน้ำทะเล” ที่ทราบทั้งหมดวัดจากพื้นผิวของจีออยด์ คำว่า "จีออยด์" หรือ "คล้ายโลก" ได้รับการประดิษฐ์ขึ้นโดยเฉพาะเพื่อตั้งชื่อรูปร่างของโลก ในเรขาคณิตไม่มีรูปดังกล่าว ทรงรีปกติทางเรขาคณิตมีรูปร่างใกล้เคียงกับ geoid

เมื่อวันที่ 4 ตุลาคม พ.ศ. 2500 มนุษยชาติได้เข้าสู่ยุคอวกาศด้วยการปล่อยดาวเทียมโลกเทียมดวงแรกในประเทศของเรา การสำรวจอวกาศใกล้โลกอย่างแข็งขันเริ่มขึ้น ในขณะเดียวกัน ปรากฎว่าดาวเทียมมีประโยชน์อย่างมากในการทำความเข้าใจโลก แม้แต่ในสาขามาตรวิทยา พวกเขาก็กล่าวว่า "คำพูดที่หนักแน่น"

ดังที่คุณทราบวิธีการคลาสสิกในการศึกษาลักษณะทางเรขาคณิตของโลกคือรูปสามเหลี่ยม แต่ก่อนหน้านี้ เครือข่าย geodetic ได้รับการพัฒนาเฉพาะภายในทวีปเท่านั้น และไม่ได้เชื่อมต่อถึงกัน ท้ายที่สุดแล้ว คุณไม่สามารถสร้างรูปสามเหลี่ยมในทะเลและมหาสมุทรได้ ดังนั้นระยะทางระหว่างทวีปจึงถูกกำหนดให้แม่นยำน้อยลง ด้วยเหตุนี้ความแม่นยำในการกำหนดขนาดของโลกจึงลดลง

เมื่อปล่อยดาวเทียม นักสำรวจก็ตระหนักได้ทันทีว่า “เป้าหมายการมองเห็น” ปรากฏขึ้นที่ระดับความสูง ตอนนี้สามารถวัดระยะทางไกลได้แล้ว

แนวคิดของวิธีสามเหลี่ยมอวกาศนั้นเรียบง่าย การสังเกตการณ์ด้วยดาวเทียมแบบซิงโครนัส (พร้อมกัน) จากจุดห่างไกลหลายจุดบนพื้นผิวโลก ทำให้สามารถนำพิกัดทางภูมิศาสตร์มาไว้ในระบบเดียวได้ นี่คือวิธีการเชื่อมโยงรูปสามเหลี่ยมที่สร้างขึ้นในทวีปต่างๆเข้าด้วยกันและในเวลาเดียวกันมิติของโลกก็ได้รับการชี้แจง: รัศมีเส้นศูนย์สูตร - 6378.160 กม., รัศมีขั้วโลก - 6356.777 กม. ค่าการบีบอัดคือ 1/298.25 ซึ่งเกือบจะเท่ากับค่าการบีบอัดของทรงรี Krasovsky ความแตกต่างระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางเส้นศูนย์สูตรและขั้วโลกของโลกถึง 42 กม. 766 ม.

หากดาวเคราะห์ของเราเป็นทรงกลมปกติ และมวลภายในมีการกระจายเท่าๆ กัน ดาวเทียมก็สามารถเคลื่อนที่รอบโลกในวงโคจรเป็นวงกลมได้ แต่การเบี่ยงเบนรูปร่างของโลกไปจากทรงกลมและความหลากหลายภายในของมัน นำไปสู่ความจริงที่ว่าแรงดึงดูดไม่เท่ากันเหนือจุดต่างๆ ของพื้นผิวโลก แรงโน้มถ่วงของโลกเปลี่ยนไป - วงโคจรของดาวเทียมเปลี่ยนไป และทุกสิ่ง แม้กระทั่งการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในการเคลื่อนที่ของดาวเทียมวงโคจรต่ำ ก็เป็นผลมาจากอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงที่มีต่อมันจากการนูนหรือความหดหู่ของโลกอย่างใดอย่างหนึ่งที่มันบินไป

ปรากฎว่าโลกของเรามีรูปร่างคล้ายลูกแพร์เล็กน้อยเช่นกัน ขั้วโลกเหนือถูกยกขึ้นเหนือระนาบของเส้นศูนย์สูตรขึ้น 16 เมตร และขั้วโลกใต้ถูกลดระดับลงประมาณเท่ากัน (ราวกับกดเข้าไป) ปรากฎว่าในส่วนตามแนวเส้นลมปราณ รูปร่างของโลกมีลักษณะคล้ายลูกแพร์ ยาวไปทางเหนือเล็กน้อยและแบนที่ขั้วโลกใต้ มีความไม่สมมาตรเชิงขั้ว: ซีกโลกนี้ไม่เหมือนกับซีกโลกใต้ ดังนั้นจากข้อมูลดาวเทียมจึงได้ความคิดที่แม่นยำที่สุดเกี่ยวกับรูปร่างที่แท้จริงของโลก ดังที่เราเห็นรูปร่างของดาวเคราะห์ของเราเบี่ยงเบนอย่างเห็นได้ชัดจากรูปร่างที่ถูกต้องของลูกบอลเช่นเดียวกับรูปร่างของวงรีแห่งการปฏิวัติ

ทุกคนรู้ดีว่าดาวเคราะห์โลกมีรูปร่างกลม แต่น้อยคนนักที่จะบอกว่าดาวเคราะห์ดวงนี้มีขนาดเท่าใด เส้นรอบวงของโลกตามเส้นศูนย์สูตรหรือตามเส้นเมอริเดียนเป็นเท่าใด? เส้นผ่านศูนย์กลางของโลกคืออะไร? เราจะพยายามตอบคำถามเหล่านี้โดยละเอียดให้มากที่สุด

ก่อนอื่นเรามาดูแนวคิดพื้นฐานกันก่อนซึ่งเราจะเจอเมื่อตอบคำถามเกี่ยวกับเส้นรอบวงของโลก

เส้นศูนย์สูตรเรียกว่าอะไร? นี่คือเส้นวงกลมที่ล้อมรอบดาวเคราะห์และผ่านศูนย์กลางของมัน เส้นศูนย์สูตรตั้งฉากกับแกนการหมุนของโลก มันอยู่ห่างจากขั้วหนึ่งและอีกขั้วหนึ่งพอๆ กัน เส้นศูนย์สูตรแบ่งดาวเคราะห์ออกเป็นสองซีกโลกเรียกว่าซีกโลกเหนือและซีกโลกใต้ มีบทบาทสำคัญในการกำหนดเขตภูมิอากาศบนโลก ยิ่งใกล้เส้นศูนย์สูตร ภูมิอากาศก็จะร้อนมากขึ้น เนื่องจากบริเวณเหล่านี้ได้รับแสงแดดมากขึ้น

เส้นเมอริเดียนคืออะไร? นี่คือเส้นแบ่งโลกทั้งใบ- มีทั้งหมด 360 ตัวนั่นคือแต่ละเศษส่วนระหว่างพวกมันมีค่าเท่ากับหนึ่งดีกรี เส้นเมอริเดียนวิ่งผ่านขั้วของโลก เส้นเมอริเดียนใช้ในการคำนวณลองจิจูดทางภูมิศาสตร์ การนับถอยหลังเริ่มต้นจากเส้นเมอริเดียนสำคัญ ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าเส้นเมริเดียนกรีนิช เนื่องจากมันวิ่งผ่านหอดูดาวกรีนิชในอังกฤษ ลองจิจูดเรียกว่าตะวันออกหรือตะวันตก ขึ้นอยู่กับทิศทางในการนับ

ในสมัยโบราณ

เส้นรอบวงของโลกวัดครั้งแรกในสมัยกรีกโบราณ คือเอราทอสเธเนส นักคณิตศาสตร์จากเมืองเซียนา ขณะนั้นก็ทราบกันดีอยู่แล้วว่าดาวเคราะห์มีรูปร่างเป็นทรงกลม เอราทอสเทนีสสังเกตดวงอาทิตย์และสังเกตว่าดวงสว่างในเวลาเดียวกันของวัน เมื่อสังเกตจากไซเน จะอยู่ที่จุดสุดยอดพอดี แต่ในอเล็กซานเดรียนั้นมีมุมเบี่ยงเบน

การวัดเหล่านี้ทำโดย Eratosthenes ในครีษมายัน นักวิทยาศาสตร์วัดมุมแล้วพบว่าค่าของมันคือ 1/50 ของวงกลมทั้งหมด เท่ากับ 360 องศา เมื่อรู้คอร์ดของมุมหนึ่งองศาแล้วจะต้องคูณด้วย 360 จากนั้นเอราทอสเธเนสจึงใช้ช่วงเวลาระหว่างสองเมือง (ซีนาและอเล็กซานเดรีย) เป็นความยาวของคอร์ด โดยสันนิษฐานว่าพวกเขาอยู่บนเส้นลมปราณเดียวกัน ทำการคำนวณและ ตั้งชื่อร่าง 252,000 สตาเดีย ตัวเลขนี้หมายถึงเส้นรอบวงของโลก

สำหรับการวัดครั้งนั้นดังกล่าวถือว่าแม่นยำเพราะไม่มีวิธีใดที่จะวัดเส้นรอบวงของโลกได้แม่นยำกว่านี้ นักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ยอมรับว่าค่าที่คำนวณโดย Eratosthenes นั้นค่อนข้างแม่นยำแม้ว่า:

• สองเมืองนี้ - เซียนาและอเล็กซานเดรียไม่ได้ตั้งอยู่บนเส้นลมปราณเดียวกัน
• นักวิทยาศาสตร์โบราณได้รับตัวเลขตามวันที่อูฐเดินทาง แต่พวกเขาไม่ได้เดินเป็นเส้นตรงอย่างสมบูรณ์
• ไม่ทราบว่านักวิทยาศาสตร์ใช้เครื่องมืออะไรในการวัดมุม
• ไม่ชัดเจนว่าระยะที่ Eratosthenes ใช้นั้นเท่ากับเท่าใด

อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ยังคงมีความคิดเห็นเกี่ยวกับความถูกต้องและเอกลักษณ์ของวิธีการของ Eratosthenes ซึ่งเป็นคนแรกที่วัดเส้นผ่านศูนย์กลางของโลก

ในยุคกลาง

ในศตวรรษที่ 17 นักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ชื่อซิเบลิอุสได้คิดค้นวิธีการคำนวณระยะทางโดยใช้กล้องสำรวจ เป็นเครื่องมือพิเศษสำหรับการวัดมุมใช้ในธรณีวิทยา วิธีการของ Sibelius เรียกว่า สามเหลี่ยม ซึ่งประกอบด้วยการสร้างรูปสามเหลี่ยมและการวัดฐาน

สามเหลี่ยมยังคงปฏิบัติอยู่ในปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ได้แบ่งพื้นผิวโลกทั้งหมดออกเป็นพื้นที่สามเหลี่ยมตามอัตภาพ

การศึกษาของรัสเซีย

นักวิทยาศาสตร์จากรัสเซียในศตวรรษที่ 19 ก็มีส่วนในการวัดความยาวของเส้นศูนย์สูตรเช่นกัน การวิจัยดำเนินการที่หอดูดาวพูลโคโว กระบวนการนี้นำโดย V. I Struve

หากก่อนหน้านี้โลกถูกมองว่าเป็นลูกบอลที่มีรูปร่างในอุดมคติ ข้อเท็จจริงในเวลาต่อมาก็สะสมตามแรงโน้มถ่วงที่ลดลงจากเส้นศูนย์สูตรไปจนถึงขั้วโลก นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามอธิบายปรากฏการณ์นี้- มีหลายทฤษฎี ทฤษฎีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดถือเป็นทฤษฎีเกี่ยวกับการอัดของโลกจากทั้งสองขั้ว

เพื่อทดสอบความถูกต้องของสมมติฐาน French Academy ได้จัดการสำรวจในปี 1735 และ 1736 เป็นผลให้นักวิทยาศาสตร์วัดความยาวของเส้นศูนย์สูตรและองศาขั้วโลกที่จุดสองจุดบนโลก - ในเปรูและแลปแลนด์ ปรากฎว่าที่เส้นศูนย์สูตร องศาจะมีความยาวสั้นกว่า จึงพบว่าเส้นรอบวงขั้วโลกของโลกมีขนาดเล็กกว่าเส้นรอบวงเส้นศูนย์สูตร 21.4 กิโลเมตร

ทุกวันนี้ หลังจากการวิจัยที่ปราศจากข้อผิดพลาดและแม่นยำ พบว่าเส้นรอบวงของโลกที่เส้นศูนย์สูตรอยู่ที่ 4,0075.7 กม. และตามเส้นเมริเดียน - 40,008.55 กม.

เป็นที่รู้กันว่า:

• กึ่งแกนเอกของโลก (รัศมีของดาวเคราะห์ที่เส้นศูนย์สูตร) ​​คือ 6378245 เมตร
• รัศมีเชิงขั้วคือแกนกึ่งรองคือ 6356863 เมตร

นักวิทยาศาสตร์ได้คำนวณพื้นที่ผิวโลกแล้วและกำหนดพื้นที่ 510 ล้านตารางเมตร กม. ที่ดินครอบครอง 29% ของพื้นที่นี้ ปริมาตรของดาวเคราะห์สีน้ำเงินคือ 1,083 พันล้านลูกบาศก์เมตร กม. มวลของโลกถูกกำหนดโดยเลข 6x10^21 ตัน ส่วนแบ่งของน้ำในค่านี้คือ 7%

วีดีโอ

ชมการทดลองที่น่าสนใจซึ่งแสดงให้เห็นว่า Eratosthenes สามารถคำนวณเส้นรอบวงของโลกได้อย่างไร

ไม่ได้รับคำตอบสำหรับคำถามของคุณ? แนะนำหัวข้อให้กับผู้เขียน

และเส้นลมปราณก็ถูกกำหนดได้ค่อนข้างแม่นยำ โชคดีที่วิทยาศาสตร์ได้มาถึงระดับของการพัฒนาจนการค้นหาพารามิเตอร์พื้นฐานของเทห์ฟากฟ้าใด ๆ ไม่ใช่เรื่องยาก อย่างไรก็ตาม ประวัติศาสตร์มีข้อเท็จจริงที่น่าสนใจมากมายเกี่ยวกับวิธีการค้นพบที่สำคัญครั้งแรก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เราจะพูดถึงวิธีที่ผู้คนเรียนรู้ว่ารัศมีเฉลี่ยของโลกคือ 6371 กิโลเมตร

ใครเป็นคนแรกที่ทำการคำนวณ?

การค้นพบมากมายเกิดขึ้นจากความอยากรู้อยากเห็นและความอยากรู้อยากเห็นอย่างมาก คุณสมบัติเหล่านี้มีอยู่ในมนุษย์ตลอดเวลา และอย่างน้อยก็ไม่สามารถตำหนิ Eratosthenes ของ Cyrene กรีกโบราณได้เนื่องจากการไม่อยู่ของพวกเขา ชายผู้รอบรู้คนนี้มีชื่อเสียงในฐานะนักคณิตศาสตร์ นักภูมิศาสตร์ นักดาราศาสตร์ และกวีผู้มีความสามารถ และยังเป็นคนแรกที่กำหนดรัศมีของโลกด้วย เรื่องนี้เกิดขึ้นประมาณ 240 ปีก่อนคริสตกาล วันหนึ่ง Eratosthenes ซึ่งทำงานในห้องสมุดอเล็กซานเดรีย ได้พบกระดาษปาปิรุสที่รายงานข้อสังเกตที่น่าสนใจของชาวอียิปต์ ว่ากันว่าทางตอนใต้ของอียิปต์ ในเมืองไซเน (ปัจจุบันเมืองนี้เป็นที่รู้จักในชื่ออัสวาน) เมื่อวันที่ 21 มิถุนายน เวลาเที่ยงตรงพอดี เสาที่วางในแนวตั้งกับพื้นผิวโลกหยุดสร้างเงา และรังสีของดวงอาทิตย์ก็ไปถึง ด้านล่างของบ่อน้ำที่ลึกที่สุด กล่าวอีกนัยหนึ่ง ดวงอาทิตย์อยู่เหนือศีรษะโดยตรง Eratosthenes ผู้อยากรู้อยากเห็นตัดสินใจตรวจสอบข้อมูลนี้ในเมืองอเล็กซานเดรีย ซึ่งหลังจากรอจนถึงวันที่ 21 มิถุนายน เขาก็ได้ทำการทดลองที่คล้ายกันกับเสา

แล้วคุณคิดอย่างไร? มีเงามาจากเสา ผู้ร่วมสมัยของเราในตำแหน่งของเขามักจะยักไหล่และตัดสินใจว่าชาวอียิปต์มีบางอย่างผิดปกติหรือพูดเกินจริงเล็กน้อย และจะยังคงดำเนินธุรกิจประจำวันของเขาต่อไป แต่เอราทอสเทนีสไม่ยอมแพ้ง่ายๆ เขาวัดความยาวของเงา และหลังจากการสะท้อนกลับ ก็สรุปได้ว่าพื้นผิวโลกโค้งงอ จริงๆ แล้ว ถ้าเป็นที่ราบ แสงแดดจะตกทุกที่ในมุมเดียวกันในวันเดียวกัน ตัดสินใจทดสอบการเดาของเขา ชาวกรีกจ้างคนคนหนึ่งให้นับจำนวนก้าวจากอเล็กซานเดรียถึงเซียนา ดังนั้นเขาจึงสามารถคำนวณและพบว่ารัศมีของโลกอยู่ที่ 40,000 สตาเดีย ถ้าเราแปลงค่านี้เป็นกิโลเมตร เราจะได้ 7000 กม. น่าแปลกใจที่เมื่อพิจารณาจากวิธีการตัดสินแล้ว ข้อผิดพลาดอยู่ที่ 629 กม. ซึ่งในเวลานั้นค่อนข้างแม่นยำ

ทฤษฎีสมัยใหม่

แม้ว่ารัศมีเส้นศูนย์สูตรเฉลี่ยของโลก (6378.137 กม.) รัศมีของวงโคจรระยะทางถึงดวงอาทิตย์และพารามิเตอร์อื่น ๆ ของโลกได้รับการคำนวณด้วยความแม่นยำสูงมาก แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ไม่รีบร้อนที่จะเปลี่ยนโดยสิ้นเชิง สู่การสำรวจอวกาศ

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในศตวรรษที่ 19 มีการเสนอสมมติฐานที่น่าสนใจข้อหนึ่งเกี่ยวกับปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการก่อตัวของภูเขาและมหาสมุทร นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าสาเหตุที่เป็นไปได้คือรัศมีการเปลี่ยนแปลงของวงโคจรของโลกอันเป็นผลมาจากการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ นักวิจัยหลายคนยึดมั่นในมุมมองนี้ และเมื่อไม่นานมานี้ (ในปี 2554) ผลการศึกษาใหม่ที่จัดทำโดยผู้เชี่ยวชาญจาก Jet Propulsion Laboratory ได้หักล้างสมมติฐานนี้โดยสิ้นเชิง ผู้เชี่ยวชาญได้สร้างแบบจำลองการเคลื่อนที่ของวัตถุทางภูมิศาสตร์บนพื้นผิวโลกที่มีรายละเอียดมาก โดยเน้นไปที่ข้อมูลที่ได้รับจากดาวเทียม ปรากฎว่าแม้ว่ารัศมีของโลกของเราจะเปลี่ยนไป แต่อัตราการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวต่อปีจะต้องไม่เกิน 1/10 ของมิลลิเมตร

หน้า 1

รัศมีของโลกอยู่ที่ 6400 กม. ความแปรผันตามจริงของค่า g ที่ความลึกมากกว่า 4,000 กม. เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้ว  

รัศมีของโลกคือ 6 38 - 108 ซม. ระยะทาง (64) หากพูดโดยประมาณคือหนึ่งในสิบของระยะทางถึงดวงจันทร์  

รัศมีของโลกที่เส้นศูนย์สูตรประมาณ 6,400 กม. โครงสร้างของนภาโลกเป็นเปลือกบาง ๆ ซึ่ง 3/4 ถูกครอบครองโดยมหาสมุทรและใต้นั้นมีความหนาเพียง 5 - 10 กม.  

รัศมีของโลกรู้อยู่แล้วในขณะนั้น นิวตันประมาณมวลของโลก M3 อย่างคร่าว ๆ จากความหนาแน่นเฉลี่ยซึ่งเขาคำนวณเอง  

รัศมีของโลกนั้นง่ายต่อการจดจำ เนื่องจากระบบเมตริกเกี่ยวข้องกับรัศมีนั้นค่อนข้างง่าย  

เนื่องจากรัศมีของโลก r0 k 6 106 m ความแรงของกระแสจากชั้นบรรยากาศสู่โลกเท่ากับ / J0 4nrl 1400 A  

แต่รัศมีของโลกอยู่ที่ประมาณ 6,400 กม. ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงระยะห่างจากศูนย์กลางโลกไปไม่กี่กิโลเมตรหรือไม่กี่สิบกิโลเมตรก็จะเปลี่ยนความแรงของสนามแม่เหล็กเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าความแรงของสนามไฟฟ้าของโลกลดลงอย่างรวดเร็วตามระยะห่างจากมัน สิ่งนี้บ่งชี้ว่าประจุบวกซึ่งสัมพันธ์กับประจุลบของโลกนั้นอยู่ที่ไหนสักแห่งที่ระดับความสูงไม่สูงมากเหนือพื้นผิวโลก อันที่จริงชั้นของโมเลกุลที่มีประจุบวก (แตกตัวเป็นไอออน) ถูกค้นพบที่ระดับความสูงหลายสิบกิโลเมตรเหนือพื้นโลก ประจุบวกเชิงปริมาตรของประจุกลุ่มเมฆนี้จะชดเชยประจุลบของโลก  

เนื่องจากรัศมีของโลกคือ R 6370 กม. และทราบความเข้ม เราจึงสามารถคำนวณประจุของโลก q ซึ่งกลายเป็นเท่ากับ 0 6 ล้านคูลอมบ์  

R คือรัศมีของโลก ซึ่งอยู่ในระนาบเมริเดียน ในซีกโลกเหนือมันถูกเบี่ยงเบนจากแนวตั้งไปทางใต้ด้วยมุม φ ในซีกโลกใต้ - ไปทางเหนือด้วยมุมเดียวกัน ดังนั้น องค์ประกอบในแนวดิ่งของแรงนี้จึงเปลี่ยนแรงโน้มถ่วง และองค์ประกอบในแนวนอนของมันจะพุ่งเข้าหาพื้นผิวโลกตามแนวเส้นเมริเดียนจนถึงเส้นศูนย์สูตร  

R คือรัศมีของโลก, h คือความสูงเริ่มต้นของวัตถุเหนือโลก, y คือระยะห่างของวัตถุถึงพื้นผิวโลก, co คือความเร็วเชิงมุมของการหมุนของโลก, v คือความเร็ววงสัมผัส ของร่างกายสัมพันธ์กับโลก  

RO - รัศมีของโลก) และ K C h n h %; เงื่อนไขสุดท้ายเกิดขึ้นกับการสื่อสารทางวิทยุภาคพื้นดินบน VHF และการสื่อสารทางวิทยุบนเครื่องบิน Vemlya บน HF  

โลกเป็นเป้าหมายของการศึกษาธรณีศาสตร์จำนวนมาก การศึกษาโลกในฐานะเทห์ฟากฟ้าเป็นของสนาม โครงสร้างและองค์ประกอบของโลกศึกษาโดยธรณีวิทยา สถานะของชั้นบรรยากาศ - อุตุนิยมวิทยา จำนวนทั้งสิ้นของการสำแดงของชีวิตบนโลก - ชีววิทยา ภูมิศาสตร์อธิบายถึงลักษณะการบรรเทาทุกข์ของพื้นผิวโลก เช่น มหาสมุทร ทะเล ทะเลสาบและน้ำ ทวีปและเกาะ ภูเขาและหุบเขา ตลอดจนการตั้งถิ่นฐานและสังคม การศึกษา: เมืองและหมู่บ้าน รัฐ ภูมิภาคเศรษฐกิจ ฯลฯ

ลักษณะของดาวเคราะห์

โลกหมุนรอบดาวฤกษ์ดวงอาทิตย์ในวงโคจรทรงรี (ใกล้กับวงกลมมาก) ด้วยความเร็วเฉลี่ย 29,765 เมตร/วินาที ที่ระยะทางเฉลี่ย 149,600,000 กิโลเมตรต่อคาบ หรือประมาณเท่ากับ 365.24 วัน โลกมีดาวเทียมดวงหนึ่งซึ่งโคจรรอบดวงอาทิตย์ในระยะทางเฉลี่ย 384,400 กิโลเมตร ความเอียงของแกนโลกกับระนาบสุริยวิถีคือ 66 0 33 "22" คาบการหมุนรอบแกนของโลกคือ 23 ชั่วโมง 56 นาที 4.1 วินาที การหมุนรอบแกนของมันทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของกลางวันและกลางคืน และ การเอียงของแกนและการหมุนรอบดวงอาทิตย์ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งในแต่ละปี

รูปร่างของโลกเป็นแบบจีโออิด รัศมีเฉลี่ยของโลกคือ 6371.032 กม. เส้นศูนย์สูตร - 6378.16 กม. ขั้วโลก - 6356.777 กม. พื้นที่ผิวโลกคือ 510 ล้านกม. ² ปริมาตร - 1.083 10 12 กม. ² ความหนาแน่นเฉลี่ย - 5518 กก. / ลบ.ม. มวลของโลกคือ 5976.10 21 กก. โลกมีสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด สนามโน้มถ่วงของโลกเป็นตัวกำหนดรูปร่างที่ใกล้เคียงกับทรงกลมและการมีอยู่ของชั้นบรรยากาศ

ตามแนวคิดเกี่ยวกับจักรวาลวิทยาสมัยใหม่ โลกถือกำเนิดขึ้นเมื่อประมาณ 4.7 พันล้านปีก่อนจากสสารก๊าซที่กระจัดกระจายอยู่ในระบบก่อกำเนิดสุริยะ อันเป็นผลมาจากความแตกต่างของสสารของโลกภายใต้อิทธิพลของสนามโน้มถ่วงของมันในสภาวะความร้อนภายในของโลกเปลือกขององค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันสถานะของการรวมตัวและคุณสมบัติทางกายภาพ - geosphere - เกิดขึ้นและพัฒนา: แกนกลาง (ตรงกลาง) เปลือกโลก เปลือกโลก ไฮโดรสเฟียร์ ชั้นบรรยากาศ แมกนีโตสเฟียร์ . องค์ประกอบของโลกประกอบด้วยเหล็ก (34.6%) ออกซิเจน (29.5%) ซิลิคอน (15.2%) แมกนีเซียม (12.7%) เปลือกโลก เนื้อโลก และแก่นโลกชั้นในเป็นของแข็ง (แก่นโลกชั้นนอกถือเป็นของเหลว) จากพื้นผิวโลกไปสู่ศูนย์กลาง ความดัน ความหนาแน่น และอุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความดันที่ใจกลางดาวเคราะห์คือ 3.6 10 11 Pa ความหนาแน่นประมาณ 12.5 10 ³ kg/m ³ และอุณหภูมิอยู่ระหว่าง 5,000 ถึง 6,000 °C เปลือกโลกประเภทหลักคือทวีปและมหาสมุทรในเขตเปลี่ยนผ่านจากทวีปสู่มหาสมุทรจะมีการพัฒนาเปลือกโลกของโครงสร้างระดับกลาง

รูปร่างของโลก

รูปร่างของโลกเป็นอุดมคติที่ใช้ในการพยายามอธิบายรูปร่างของดาวเคราะห์ ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของคำอธิบาย มีการใช้แบบจำลองรูปร่างของโลกหลายแบบ

การประมาณครั้งแรก

รูปแบบที่หยาบที่สุดของคำอธิบายรูปร่างของโลกในการประมาณครั้งแรกคือทรงกลม สำหรับปัญหาส่วนใหญ่ของธรณีศาสตร์ทั่วไป การประมาณนี้ดูเหมือนจะเพียงพอที่จะใช้ในการอธิบายหรือการศึกษากระบวนการทางภูมิศาสตร์บางอย่าง ในกรณีนี้ ความลาดเอียงของดาวเคราะห์ที่ขั้วโลกถูกปฏิเสธว่าเป็นข้อสังเกตที่ไม่มีนัยสำคัญ โลกมีแกนหมุนหนึ่งแกนและระนาบเส้นศูนย์สูตร - ระนาบสมมาตรและระนาบสมมาตรของเส้นเมอริเดียนซึ่งมีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างจากอนันต์ของชุดสมมาตรของทรงกลมในอุดมคติ โครงสร้างแนวนอนของเปลือกทางภูมิศาสตร์นั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยการแบ่งเขตและความสมมาตรบางอย่างที่สัมพันธ์กับเส้นศูนย์สูตร

การประมาณครั้งที่สอง

เมื่อมองใกล้มากขึ้น รูปร่างของโลกจะเท่ากับทรงรีของการปฏิวัติ แบบจำลองนี้มีลักษณะเป็นแกนเด่นชัด ซึ่งเป็นระนาบเส้นศูนย์สูตรของสมมาตรและระนาบเส้นเมอริเดียน ใช้ในการคำนวณพิกัด การสร้างเครือข่ายการทำแผนที่ การคำนวณ ฯลฯ ความแตกต่างระหว่างครึ่งแกนของทรงรีดังกล่าวคือ 21 กม. แกนหลักคือ 6378.160 กม. แกนรองคือ 6356.777 กม. ความเยื้องศูนย์คือ 1/298.25 สามารถคำนวณตำแหน่งของพื้นผิวได้ง่ายตามทฤษฎี แต่ทำไม่ได้ ถูกกำหนดโดยการทดลองโดยธรรมชาติ

การประมาณที่สาม

เนื่องจากส่วนของเส้นศูนย์สูตรของโลกยังเป็นวงรีที่มีความยาวต่างกัน 200 ม. และความเยื้องศูนย์ที่ 1/30000 โมเดลที่สามจึงเป็นทรงรีแบบสามแกน ในการศึกษาทางภูมิศาสตร์ แบบจำลองนี้แทบไม่เคยใช้เลย เป็นเพียงการบ่งชี้ถึงโครงสร้างภายในที่ซับซ้อนของโลกเท่านั้น

การประมาณที่สี่

geoid เป็นพื้นผิวที่มีศักย์เท่ากันซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกับระดับเฉลี่ยของมหาสมุทรโลก โดยเป็นตำแหน่งทางเรขาคณิตของจุดต่างๆ ในอวกาศซึ่งมีศักย์โน้มถ่วงเท่ากัน พื้นผิวดังกล่าวมีรูปร่างที่ซับซ้อนผิดปกติเช่น ไม่ใช่เครื่องบิน ระดับพื้นผิวแต่ละจุดตั้งฉากกับเส้นดิ่ง ความสำคัญและความสำคัญในทางปฏิบัติของแบบจำลองนี้คือ ด้วยความช่วยเหลือจากแนวดิ่ง ระดับ ระดับ และเครื่องมือจีโอเดติกอื่นๆ เท่านั้นจึงจะสามารถติดตามตำแหน่งของพื้นผิวระดับได้ เช่น ในกรณีของเรา จีออยด์

มหาสมุทรและที่ดิน

ลักษณะทั่วไปของโครงสร้างพื้นผิวโลกคือการกระจายตัวไปยังทวีปและมหาสมุทร โลกส่วนใหญ่ถูกครอบครองโดยมหาสมุทรโลก (361.1 ล้านกิโลเมตร² หรือ 70.8%) พื้นที่คือ 149.1 ล้านกิโลเมตร² (29.2%) และก่อตัวเป็นหกทวีป (ยูเรเซีย แอฟริกา อเมริกาเหนือ อเมริกาใต้ และออสเตรเลีย) และหมู่เกาะต่างๆ สูงขึ้นเหนือระดับมหาสมุทรโลกโดยเฉลี่ย 875 ม. (ความสูงสูงสุดคือ 8848 ม. - ภูเขาโชโมลุงมา) ภูเขาครอบครองพื้นที่มากกว่า 1/3 ของพื้นผิวดิน ทะเลทรายครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 20% ป่าไม้ - ประมาณ 30% ธารน้ำแข็ง - มากกว่า 10% ความกว้างของความสูงบนโลกถึง 20 กม. ความลึกเฉลี่ยของมหาสมุทรโลกอยู่ที่ประมาณ 3,800 ม. (ความลึกที่สุดคือ 11,020 ม. - ร่องลึกบาดาลมาเรียนา (ร่องลึก) ในมหาสมุทรแปซิฟิก) ปริมาณน้ำบนโลกคือ 1,370 ล้าน km³ ความเค็มเฉลี่ยคือ 35 ‰ (g/l)

โครงสร้างทางธรณีวิทยา

โครงสร้างทางธรณีวิทยาของโลก

แกนในเชื่อว่ามีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2,600 กิโลเมตร และประกอบด้วยเหล็กหรือนิกเกิลบริสุทธิ์ แกนด้านนอกมีความหนา 2,250 กิโลเมตรเป็นเหล็กหรือนิกเกิลหลอมเหลว และเนื้อโลกมีความหนาประมาณ 2,900 กิโลเมตร ประกอบด้วยฮาร์ดร็อคเป็นหลัก ซึ่งแยกออกจากกัน เปลือกโลกบริเวณพื้นผิวโมโฮโรวิก เปลือกโลกและเนื้อโลกชั้นบนก่อตัวเป็นบล็อกเคลื่อนที่หลัก 12 ก้อน ซึ่งบางส่วนรองรับทวีปต่างๆ ที่ราบสูงเคลื่อนที่ช้าๆ ตลอดเวลา การเคลื่อนไหวนี้เรียกว่าการเคลื่อนตัวของเปลือกโลก

โครงสร้างภายในและองค์ประกอบของโลก “แข็ง” 3. ประกอบด้วยธรณีสเฟียร์หลักสามส่วน ได้แก่ เปลือกโลก เปลือกโลก และแกนกลาง ซึ่งในทางกลับกันจะแบ่งออกเป็นหลายชั้น สสารของธรณีสเฟียร์เหล่านี้มีความแตกต่างกันในด้านคุณสมบัติทางกายภาพ สภาพ และองค์ประกอบทางแร่วิทยา ขึ้นอยู่กับขนาดของความเร็วของคลื่นแผ่นดินไหวและลักษณะของการเปลี่ยนแปลงตามความลึกโลก "แข็ง" แบ่งออกเป็นแปดชั้นแผ่นดินไหว: A, B, C, D ", D ", E, F และ G ใน นอกจากนี้ชั้นเปลือกโลกที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษนั้นมีความโดดเด่นในโลกและชั้นถัดไปที่อ่อนตัวลง - แอสเทโนสเฟียร์หรือเปลือกโลกมีความหนาแปรผัน (ในภูมิภาคทวีป - 33 กม. ในภูมิภาคมหาสมุทร - 6 กม. โดยเฉลี่ย - 18 กม.)

เปลือกโลกหนาตัวอยู่ใต้ภูเขาและเกือบจะหายไปในหุบเขารอยแยกของสันเขากลางมหาสมุทร ที่ขอบเขตล่างของเปลือกโลกซึ่งเป็นพื้นผิวโมโฮโรวิซิก ความเร็วของคลื่นแผ่นดินไหวจะเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของวัสดุที่มีความลึก การเปลี่ยนจากหินแกรนิตและหินบะซอลต์เป็นหินอัลตราเบสิกของเนื้อโลกตอนบน เลเยอร์ B, C, D", D" รวมอยู่ในเสื้อคลุม ชั้น E, F และ G ก่อตัวเป็นแกนกลางของโลกโดยมีรัศมี 3486 กม. ที่ขอบกับแกนกลาง (พื้นผิวกูเทนเบิร์ก) ความเร็วของคลื่นตามยาวจะลดลงอย่างรวดเร็ว 30% และคลื่นตามขวางหายไปซึ่งหมายความว่าแกนกลางชั้นนอก (ชั้น E ขยายไปถึงความลึก 4,980 กม.) ของเหลว ใต้ชั้นการเปลี่ยนแปลง F (4980-5120 กม.) มีแกนชั้นในที่เป็นของแข็ง (ชั้น G) ซึ่งคลื่นตามขวางจะแพร่กระจายอีกครั้ง

องค์ประกอบทางเคมีต่อไปนี้มีอิทธิพลเหนือกว่าในเปลือกแข็ง: ออกซิเจน (47.0%), ซิลิคอน (29.0%), อลูมิเนียม (8.05%), เหล็ก (4.65%), แคลเซียม (2.96%), โซเดียม (2.5%), แมกนีเซียม (1.87% ), โพแทสเซียม (2.5%), ไทเทเนียม (0.45%) ซึ่งเพิ่มขึ้นถึง 98.98% องค์ประกอบที่หายากที่สุด: Po (ประมาณ 2.10 -14%), Ra (2.10 -10%), Re (7.10 -8%), Au (4.3 10 -7%), Bi (9 10 -7%) เป็นต้น

อันเป็นผลมาจากกระบวนการแม็กมาติก, การแปรสภาพ, การแปรสัณฐานและการตกตะกอนทำให้เปลือกโลกมีความแตกต่างกันอย่างมาก กระบวนการที่ซับซ้อนของความเข้มข้นและการกระจายตัวขององค์ประกอบทางเคมี เกิดขึ้นในนั้นซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของหินประเภทต่างๆ

เชื่อกันว่าเนื้อโลกชั้นบนมีองค์ประกอบคล้ายคลึงกับหินอัลตรามาฟิค โดยมี O (42.5%), Mg (25.9%), Si (19.0%) และ Fe (9.85%) ในแง่แร่ธาตุ โอลิวีนปกครองที่นี่ โดยมีไพรอกซีนน้อยกว่า เสื้อคลุมชั้นล่างถือเป็นอะนาล็อกของอุกกาบาตที่เต็มไปด้วยหิน (chondrites) แกนกลางของโลกมีองค์ประกอบคล้ายคลึงกับอุกกาบาตเหล็ก และมีประมาณ 80% Fe, 9% Ni, 0.6% Co. จากแบบจำลองอุกกาบาต คำนวณองค์ประกอบโดยเฉลี่ยของโลก ซึ่งส่วนใหญ่เป็น Fe (35%), A (30%), Si (15%) และ Mg (13%)

อุณหภูมิเป็นคุณลักษณะที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของพื้นผิวภายในของโลก ทำให้เราสามารถอธิบายสถานะของสสารในชั้นต่างๆ และสร้างภาพทั่วไปของกระบวนการต่างๆ ของโลกได้ จากการตรวจวัดในบ่อน้ำ อุณหภูมิในกิโลเมตรแรกจะเพิ่มขึ้นตามความลึกโดยมีความชัน 20 °C/กม. ที่ระดับความลึก 100 กม. ซึ่งเป็นที่ตั้งของแหล่งกำเนิดภูเขาไฟหลัก อุณหภูมิเฉลี่ยจะต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของหินเล็กน้อยและเท่ากับ 1100 ° C ในเวลาเดียวกันใต้มหาสมุทรที่ระดับความลึก 100- 200 กม. อุณหภูมิสูงกว่าในทวีป 100-200 ° C ความหนาแน่นของสสารในชั้น C ที่ 420 กม. สอดคล้องกับความดัน 1.4 · 10 10 Pa และระบุด้วยการเปลี่ยนเฟสเป็นโอลิวีนซึ่งเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ ประมาณ 1,600 ° C ที่ขอบเขตกับแกนกลางที่ความดัน 1.4 · 10 11 Pa และอุณหภูมิ ที่ประมาณ 4,000 ° C ซิลิเกตจะอยู่ในสถานะของแข็ง และเหล็กอยู่ในสถานะของเหลว ในชั้นการเปลี่ยนแปลง F ซึ่งเหล็กแข็งตัวอุณหภูมิสามารถอยู่ที่ 5,000 ° C ในใจกลางโลก - 5,000-6,000 ° C นั่นคือเพียงพอกับอุณหภูมิของดวงอาทิตย์

ชั้นบรรยากาศของโลก

ชั้นบรรยากาศของโลกซึ่งมีมวลรวม 5.15 10 15 ตันประกอบด้วยอากาศ - ส่วนผสมของไนโตรเจนเป็นหลัก (78.08%) และออกซิเจน (20.95%) อาร์กอน 0.93% คาร์บอนไดออกไซด์ 0.03% ส่วนที่เหลือคือไอน้ำ ตลอดจนก๊าซเฉื่อยและก๊าซอื่นๆ อุณหภูมิพื้นผิวดินสูงสุดคือ 57-58 ° C (ในทะเลทรายเขตร้อนของแอฟริกาและอเมริกาเหนือ) ต่ำสุดคือประมาณ -90 ° C (ในพื้นที่ตอนกลางของทวีปแอนตาร์กติกา)

ชั้นบรรยากาศของโลกปกป้องสิ่งมีชีวิตทั้งหมดจากผลร้ายของรังสีคอสมิก

องค์ประกอบทางเคมีของชั้นบรรยากาศโลก: 78.1% - ไนโตรเจน, 20 - ออกซิเจน, 0.9 - อาร์กอน, ส่วนที่เหลือ - คาร์บอนไดออกไซด์, ไอน้ำ, ไฮโดรเจน, ฮีเลียม, นีออน

ชั้นบรรยากาศของโลกได้แก่ :

• โทรโพสเฟียร์ (สูงสุด 15 กม.)
• สตราโตสเฟียร์ (15-100 กม.)
• ไอโอโนสเฟียร์ (100 - 500 กม.)

ระหว่างชั้นโทรโพสเฟียร์และสตราโตสเฟียร์จะมีชั้นการเปลี่ยนแปลง - โทรโพพอส ในส่วนลึกของสตราโตสเฟียร์ภายใต้อิทธิพลของแสงแดด จะมีการสร้างเกราะป้องกันโอโซนขึ้นเพื่อปกป้องสิ่งมีชีวิตจากรังสีคอสมิก ด้านบนคือมีโซ เทอร์โม และเอ็กโซสเฟียร์

สภาพอากาศและสภาพภูมิอากาศ

ชั้นบรรยากาศชั้นล่างเรียกว่าชั้นโทรโพสเฟียร์ ปรากฏการณ์ที่กำหนดสภาพอากาศที่เกิดขึ้นนั่นเอง เนื่องจากความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอของพื้นผิวโลกจากรังสีดวงอาทิตย์ มวลอากาศจำนวนมากจึงไหลเวียนอยู่ในโทรโพสเฟียร์อย่างต่อเนื่อง กระแสลมหลักในชั้นบรรยากาศของโลกคือลมค้าในแถบตั้งแต่ 30° ถึง 60° ตามแนวเส้นศูนย์สูตร และลมตะวันตกของเขตอบอุ่นในแถบตั้งแต่ 30° ถึง 60° ปัจจัยอีกประการหนึ่งในการถ่ายเทความร้อนคือระบบกระแสน้ำในมหาสมุทร

น้ำมีวัฏจักรคงที่บนพื้นผิวโลก การระเหยออกจากผิวน้ำและพื้นดินภายใต้สภาวะที่เอื้ออำนวย ไอน้ำจะลอยขึ้นในชั้นบรรยากาศ ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของเมฆ น้ำกลับคืนสู่พื้นผิวโลกในรูปของการตกตะกอนและไหลลงสู่ทะเลและมหาสมุทรตลอดทั้งปี

ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่พื้นผิวโลกได้รับจะลดลงเมื่อละติจูดเพิ่มขึ้น ยิ่งห่างจากเส้นศูนย์สูตร มุมตกกระทบของรังสีดวงอาทิตย์บนพื้นผิวก็จะยิ่งน้อยลง และระยะทางที่รังสีต้องเคลื่อนที่ในชั้นบรรยากาศก็จะยิ่งมากขึ้น เป็นผลให้อุณหภูมิเฉลี่ยทั้งปีที่ระดับน้ำทะเลลดลงประมาณ 0.4 °C ต่อองศาละติจูด พื้นผิวโลกแบ่งออกเป็นโซนละติจูดซึ่งมีสภาพอากาศใกล้เคียงกันโดยประมาณ ได้แก่ เขตร้อน กึ่งเขตร้อน เขตอบอุ่น และขั้วโลก การจำแนกภูมิอากาศขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและปริมาณฝน การจำแนกสภาพภูมิอากาศที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางที่สุดคือการจำแนกสภาพภูมิอากาศเคิปเปน ซึ่งแบ่งกลุ่มกว้าง ๆ ห้ากลุ่ม ได้แก่ เขตร้อนชื้น ทะเลทราย ละติจูดกลางชื้น ภูมิอากาศแบบทวีป ภูมิอากาศขั้วโลกเย็น แต่ละกลุ่มเหล่านี้แบ่งออกเป็นกลุ่มเฉพาะ

อิทธิพลของมนุษย์ต่อชั้นบรรยากาศของโลก

ชั้นบรรยากาศของโลกได้รับอิทธิพลอย่างมากจากกิจกรรมของมนุษย์ รถยนต์ประมาณ 300 ล้านคันต่อปีปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 400 ล้านตัน คาร์โบไฮเดรตมากกว่า 100 ล้านตัน และตะกั่วหลายแสนตันสู่ชั้นบรรยากาศ ผู้ผลิตรายใหญ่ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศ: โรงไฟฟ้าพลังความร้อน, โลหะ, เคมี, ปิโตรเคมี, เยื่อกระดาษและอุตสาหกรรมอื่น ๆ, ยานยนต์

การสูดอากาศเสียอย่างเป็นระบบทำให้สุขภาพของผู้คนแย่ลงอย่างมาก ก๊าซและฝุ่นละอองที่เจือปนอาจทำให้อากาศมีกลิ่นที่ไม่พึงประสงค์ ระคายเคืองต่อเยื่อเมือกของดวงตาและทางเดินหายใจส่วนบน ดังนั้นจึงลดการทำงานของการป้องกัน และทำให้เกิดโรคหลอดลมอักเสบเรื้อรังและโรคปอด การศึกษาจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าเมื่อเทียบกับพื้นหลังของความผิดปกติทางพยาธิวิทยาในร่างกาย (โรคของปอด, หัวใจ, ตับ, ไตและอวัยวะอื่น ๆ ) ผลกระทบที่เป็นอันตรายของมลภาวะในบรรยากาศจะเด่นชัดมากขึ้น ฝนกรดกลายเป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ ทุกปีเมื่อมีการเผาเชื้อเพลิง ซัลเฟอร์ไดออกไซด์มากถึง 15 ล้านตันจะเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ ซึ่งเมื่อรวมกับน้ำจะก่อให้เกิดสารละลายกรดซัลฟิวริกอ่อน ๆ ซึ่งตกลงสู่พื้นพร้อมกับฝน ฝนกรดส่งผลเสียต่อผู้คน พืชผล อาคาร ฯลฯ

มลพิษทางอากาศโดยรอบยังส่งผลทางอ้อมต่อสุขภาพและสภาพความเป็นอยู่ที่ถูกสุขอนามัยของผู้คนอีกด้วย

การสะสมของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศอาจทำให้เกิดภาวะโลกร้อนอันเป็นผลมาจากภาวะเรือนกระจก สาระสำคัญของมันคือชั้นของคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งส่งรังสีดวงอาทิตย์มายังโลกอย่างอิสระจะชะลอการแผ่รังสีความร้อนกลับคืนสู่ชั้นบรรยากาศชั้นบน ในเรื่องนี้อุณหภูมิในชั้นล่างของบรรยากาศจะเพิ่มขึ้นซึ่งจะนำไปสู่การละลายของธารน้ำแข็ง หิมะ ระดับมหาสมุทรและทะเลที่สูงขึ้น และน้ำท่วมในส่วนสำคัญของแผ่นดิน

เรื่องราว

โลกก่อตัวเมื่อประมาณ 4,540 ล้านปีก่อนจากเมฆก่อดาวเคราะห์รูปร่างคล้ายดิสก์ร่วมกับดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะ การก่อตัวของโลกอันเป็นผลมาจากการสะสมกินเวลา 10-20 ล้านปี ในตอนแรกโลกหลอมละลายอย่างสมบูรณ์ แต่ค่อยๆ เย็นลง และมีเปลือกแข็งบางๆ ก่อตัวขึ้นบนพื้นผิว ซึ่งก็คือเปลือกโลก

ไม่นานหลังจากกำเนิดโลก เมื่อประมาณ 4,530 ล้านปีก่อน ดวงจันทร์ก็ก่อตัวขึ้น ทฤษฎีสมัยใหม่เกี่ยวกับการก่อตัวของดาวเทียมธรรมชาติดวงเดียวของโลกอ้างว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการชนกับวัตถุท้องฟ้าขนาดใหญ่ซึ่งเรียกว่า Theia
ชั้นบรรยากาศปฐมภูมิของโลกก่อตัวขึ้นจากการสลายก๊าซของหินและการระเบิดของภูเขาไฟ น้ำควบแน่นจากชั้นบรรยากาศจนกลายเป็นมหาสมุทรโลก แม้ว่าดวงอาทิตย์ในเวลานั้นจะอ่อนกำลังลงกว่าปัจจุบันถึง 70% แต่ข้อมูลทางธรณีวิทยาแสดงให้เห็นว่ามหาสมุทรไม่ได้กลายเป็นน้ำแข็ง ซึ่งอาจเกิดจากภาวะเรือนกระจก ประมาณ 3.5 พันล้านปีก่อน สนามแม่เหล็กของโลกก่อตัวขึ้น เพื่อปกป้องชั้นบรรยากาศจากลมสุริยะ

การก่อตัวของโลกและระยะเริ่มต้นของการพัฒนา (กินเวลาประมาณ 1.2 พันล้านปี) เป็นของประวัติศาสตร์ก่อนธรณีวิทยา อายุที่แน่นอนของหินที่เก่าแก่ที่สุดคือมากกว่า 3.5 พันล้านปี และนับจากช่วงเวลานี้เป็นต้นไป ประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของโลกเริ่มต้นขึ้น ซึ่งแบ่งออกเป็นสองขั้นตอนที่ไม่เท่ากัน: พรีแคมเบรียน ซึ่งกินพื้นที่ประมาณ 5/6 ของเหตุการณ์ทางธรณีวิทยาทั้งหมด ( ประมาณ 3 พันล้านปี) และฟาเนโรโซอิกซึ่งครอบคลุมช่วง 570 ล้านปีที่ผ่านมา ประมาณ 3-3.5 พันล้านปีก่อนอันเป็นผลมาจากวิวัฒนาการตามธรรมชาติของสสารสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นบนโลกการพัฒนาของชีวมณฑลเริ่มต้นขึ้น - จำนวนทั้งสิ้นของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด (สิ่งที่เรียกว่าสิ่งมีชีวิตของโลก) ซึ่งมีนัยสำคัญ มีอิทธิพลต่อการพัฒนาบรรยากาศ อุทกสเฟียร์ และธรณีสเฟียร์ (อย่างน้อยก็ในส่วนของเปลือกตะกอน) อันเป็นผลมาจากภัยพิบัติของออกซิเจน กิจกรรมของสิ่งมีชีวิตได้เปลี่ยนองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศของโลก ทำให้มีออกซิเจนมากขึ้น ซึ่งสร้างโอกาสในการพัฒนาสิ่งมีชีวิตแบบแอโรบิก

ปัจจัยใหม่ที่มีอิทธิพลอย่างมากต่อชีวมณฑลและแม้แต่ธรณีสัณฐานคือกิจกรรมของมนุษยชาติซึ่งปรากฏบนโลกหลังจากการปรากฏของมนุษย์อันเป็นผลมาจากวิวัฒนาการเมื่อน้อยกว่า 3 ล้านปีก่อน (ความสามัคคีในการออกเดทยังไม่บรรลุผลสำเร็จและ นักวิจัยบางคนเชื่อว่า - 7 ล้านปีก่อน) ดังนั้นในกระบวนการพัฒนาชีวมณฑลการก่อตัวและการพัฒนาต่อไปของ noosphere จึงมีความโดดเด่น - เปลือกโลกซึ่งได้รับอิทธิพลอย่างมากจากกิจกรรมของมนุษย์

อัตราการเติบโตที่สูงของประชากรโลก (ประชากรโลกอยู่ที่ 275 ล้านคนในปี 1,000, 1.6 พันล้านในปี 1900 และประมาณ 6.7 พันล้านในปี 2009) และอิทธิพลที่เพิ่มขึ้นของสังคมมนุษย์ต่อสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติทำให้เกิดปัญหาในการใช้ทรัพยากรธรรมชาติทั้งหมดอย่างมีเหตุผล และธรรมชาติแห่งการปกป้อง