охарактеризуйте форму и размеры земли
Форма и размеры Земли.
Поверхность Земли, представляющую сложное сочетание неровностей суши и океанов, называют физической или топографической поверхностью. На форме Земли существенно сказалось ее вращение вокруг своей оси. Разная удаленность приэкваториальных и приполярных ее частей от оси вращения образуют и разную по величине центробежную силу. В этом случае Земля должна была приобрести форму эллипсоида вращения с малой осью, совпадающую с земной осью. Однако на форме Земли сказалось также влияние силы тяжести, ввиду неравномерного распределения масс, слагающих земную кору, что вызвало отклонения направления силы тяжести в разных ее точках от направления к центру Земли.
За наиболее приближенную фигуру Земли принимают фигуру, определяемую уровенной поверхностью Мирового океана в состоянии полного покоя и равновесия и мысленно продолженной под материками, которая называется геоидом (землеподобный). Поверхность геоида не является геометрически правильной фигурой, так как внутреннее строение Земли неоднородно и направление силы тяжести не совпадает с направлениями при однородном строении Земли. Поэтому уровенная поверхность, оставаясь в каждой точке перпендикулярной отвесным линиям, приобретает сложную, изменяющуюся, неправильную геометрическую форму.
Наиболее близкой геометрической фигурой к геоиду является эллипсоид. Эллипсоидом называется фигура, образованная вращением эллипса вокруг его малой оси. Малая ось эллипсоида совпадает с полярной осью Земли. Нормали эллипсоида и отвесные линии геоида не совпадают и образуют угол в точках Земли (уклонение отвесной линии в среднем составляет 3–4″). Отступление поверхности геоида от поверхности эллипсоида составляют в среднем 50 м и не превосходят 150 м. Такие расхождения столь незначительны по сравнению с размером Земли, что на практике её форму принимают за эллипсоид, который называется – земным эллипсоидом.
Установление размеров земного эллипсоида, наиболее близко подходящего по своей форме и размерам к фактической фигуре Земли, имеет важное значение для создания точных топографических карт.
В России за основу при создании топографических карт и определении координат геодезических пунктов принят – эллипсоид Красовского, размеры которого были получены в 1940 году. В США, Канаде, Мексике, Франции принят эллипсоид Кларка (Англия) рассчитанный в 1880 году.
Ф. Н. Красовский (1878–1948г.г.), советский ученый геодезист, под руководством которого в результате научной обработки огромного материала измерений были получены новейшие, более точные данные о размерах земного эллипсоида. Размеры земного эллипсоида:
а) большая (экваториальная) полуось – 6 378 245 м;
б) малая (полярная) полуось – 6 356 863 м.
Из этих данных видно, что ось вращения Земли короче диаметра земного экватора примерно на 43 км. Поэтому для ряда практических задач, не требующих особой точности, фигуру Земли принимают за шар, радиус которого равен примерно 6 371 км.
На земном шаре различают следующие основные точки и линии:
1) Концы земной оси, вокруг которой происходит суточное вращение Земли, называется – географическими полюсами (северный и Южный).
2) Плоскость, перпендикулярная к оси вращения Земли и проходящая через её центр, называется – плоскостью земного экватора. Эта плоскость пересекает земную поверхность по окружности, называемой – экватором. Плоскость экватора делит Землю на два полушария: северное и южное.
3) Линии пересечения земной поверхности плоскостями, параллельными плоскости экватора, называются – параллелями, а линии пересечения поверхности Земли вертикальными плоскостями, проходящими через земную ось – меридианами.
4) Сетка, образованная пересечением меридианов и параллелей, называется – географической сеткой.
Форма, размеры и движения Земли
Урок 25. География 5 класс ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Форма, размеры и движения Земли»
В XVII веке Исаак Ньютон с помощью сложных вычислений установил, что форма Земли действительно близка к шарообразной, но правильным шаром наша планета не является. Она слегка приплюснута у полюсов. Такую форму называют эллипсоидом.
Время, в течении которого Земля совершает полный оборот вокруг Солнца, называется годом. Продолжительность года составляет 365 суток 6 часов 9 минут 10 секунд. За четыре года эти 6 часов 9 минут 10 секунд складываются в ещё одни сутки. Именно поэтому каждые четыре года в феврале (самом коротком месяце года) на 1 день больше: не 28, а 29 дней. А в самом году не 365 дней, а 366. Такой год называется високосным.
Вращение вокруг Солнца и наклон Земли определяют смену времён года. Каждый полюс попеременно «подставляется» потоку лучей. Поэтому Северное полушарие полгода принимает больше солнечного света, чем Южное. В это время здесь лето. Через полгода Земля занимает место с другой стороны орбиты, и лето наступает в Южном полушарии. А в Северном полушарии недостаток живительного солнечного тепла вызывает осень, которая затем сменяется зимой.
21 марта и 23 сентября в равной мере освещены оба полюса Земли. Солнце на обоих полюсах видно на самом горизонте. В эти дни продолжительность дня и ночи на нашей планете везде одинаковая. Поэтому 21 марта и 23 сентября называют днями весеннего и осеннего равноденствий.
Условные линии, за которыми начинается полярный день (или ночь), называют полярными кругами. В день летнего солнцестояния (22 июня) на Северном полярном круге солнечный диск в полночь почти касается линии горизонта, но не заходит. Здесь полярный день равен одним суткам. В этот день Солнце в полдень стоит прямо над самой головой на другой воображаемой линии. Она называется Северным тропиком. В переводе с греческого языка слово «тропикос» означает «поворотный». Солнце словно «поворачивает» от одного тропика к другому. Отсюда и название этих линий.
Полярные круги и тропики обозначили ещё в Древней Греции. Уже тогда предположили, что между тропиками будет очень жарко, и выделили жаркий пояс Земли. Земная поверхность в этом поясе хорошо нагревается лучами. Здесь целый год тепло, и перепады температуры небольшие.
За полярными кругами, где Солнце поднимается невысоко и может отсутствовать до полугода, находятся холодные пояса. Из-за низкого положения Солнца на небе поверхность Земли здесь даже летом нагревается слабо.
Между полярными кругами и тропиками расположены два умеренных пояса. В северном и южном умеренных поясах отчётливо происходит смена пор года.
Земля вращается. Значит и все точки на её поверхности тоже вращаются? А вот нет, не все. Проведите несложный эксперимент: карандашом проткните лист бумаги и покрутите его вокруг карандаша. Лист вращается, а карандаш нет (если крепко его держите). А значит, и точка пересечения карандаша с листом бумаги неподвижна. Зато всё вертеться вокруг оси, которая условно проходит через сам карандаш и эту точку. То же самое происходит и с земным шаром.
Шар вращается, а вот точки пересечения его поверхности с осью вращения неподвижны. Эти точки называются полюсами.
В отличие от него, средняя годовая температура в Арктическом регионе (Северный полюс) составляет – 43 градуса по Цельсию зимой и около 0 градусов летом.
А теперь подумайте, сколько можно провести прямых линий, соединяющих Северный и Южный полюса, и которые в любой своей точке ещё находились бы на одинаковом расстоянии от них? Очевидно, что можно провести только одну такую линию. Это и есть ось вращения Земли. Земная ось наклонена. Угол наклона оси Земли по отношению к плоскости эклиптики составляет 23,5 градуса. Это хорошо воссоздано на глобусе. Только вместо воображаемой оси наклонена металлическая.
Размеры Земли
Размеры Земли нам, ее жителям, кажутся невероятно огромными. На самом же деле наша планета является одной из самых маленьких в Солнечной системе. Меньше ее только Марс, Меркурий и Венера. Хотя последняя лишь немного уступает по размерам.
Физические характеристики
Сегодня уже ни для кого не секрет, что Земля имеет шарообразную форму. Это доказывают, как фотографии, так и многочисленные исследования. Однако это не полноценный шар, а геоид – чуть более сложная фигура, отличающаяся от форм других планет Солнечной системы.
Форма и размеры Земли
Наши соседи представляют собой классические сферы, но форма Земли слегка сплюснута по полюсам. Масса планеты стремится к ее центру, и из-за действия гравитации и центробежной силы вращения экваториальный и полярный диаметры разные. Первый больше второго на 43 километра.
Земля имеет следующие параметры:
Размеры ядра
Земное ядро залегает на глубине около 2900 км. Его состав и характеристики, в том числе и размеры, были вычислены с помощью извержений вулканов и землетрясений. Средний радиус ядра Земли – 3485 км. Оно состоит из двух частей: внутренней твердой и внешней жидкой. Толщина первой – около 1300 км, второй – 2200 км.
Размеры ядра
Магнитное поле
Магнитное поле Земли – диполь с полюсами, находящимися близко к географическим полюсам планеты. Оно защищает планету от воздействия солнечной радиации. Если бы не оно, все живое уже давно бы погибло.
Магнитное поле Земли
Поле изменяется со временем, и магнитосфера может менять свою форму. Магнитные полюса даже подвержены инверсии, то есть могут просто поменяться местами. Такое уже происходило более 700 000 лет назад.
Характеристика и сведения о планете Земля
Планета Земля — одна из 8 планет Солнечной системы, третья по удаленности от Солнца. Ее называют колыбелью человечества, Голубой планетой, Гайей и даже Миром. Пока в системе научных знаний она остается единственной планетой, на которой существует жизнь.
Формирование и эволюция планеты Земля
Возраст Земного шара составляет около 4,5 млрд лет. На заре своего существования он еще не был планетой и представлял собой Протоземлю — облако вращающегося газа и межзвездной пыли. Постепенно облако начало сжиматься. Существует гипотеза, что сжатие началось под действием ударной волны, долетевшей из глубин космоса, после взрыва сверхновой звезды. Становясь все плотнее, облако нагревалось. Межзвездная пыль объединялась в более крупные конгломераты. Так, постепенно сформировался шар, состоящий из расплавленных горных пород.
Началось медленное остывание планеты. При охлаждении горная порода на поверхности Земли затвердевала, формируя земную кору. Более тяжелые элементы и более плотные вещества опускались к центру шара. Наружу часто вырывались раскаленные горные породы. Чем холоднее становилась Земля, тем больше вокруг нее конденсировалось газов и водяного пара. 3,8 млрд лет назад на поверхности извергались вулканы, бушевали бури и ливни. Формировались первые континенты, моря и океаны. У планеты появилось собственное магнитное поле.
Около 2,5 млрд лет назад условия на планете сложились таким образом, что в морях смогла возникнуть первая, еще примитивная жизнь. Появились древние растения, благодаря которым атмосфера начала насыщаться кислородом.
Чем ближе условия приближались к современным, тем разнообразнее становилась жизнь на Земле. Примерно 500-400 млн лет назад в воде появились первые животные, потомки которых со временем выбрались на сушу.
Физические характеристики Земли
Земля является одной из теллурических планет. Так называют планеты, имеющие твердую поверхность, металлическое ядро и диаметр, сравнимый с 0,1 долей диаметра Солнца. К этой группе относятся также Меркурий, Венера и Марс. Среди них Земля — самая большая и плотная. Ее средний диаметр составляет 12,7 тыс. километров, масса — 5,97×10^24 кг, а плотность — 5,513 кг/м³. В нашей планетарной системе Земля является пятой по величине.
| Характеристика | Величина |
|---|---|
| Экваториальный радиус | 6,38 тыс. км |
| Полярный радиус | 6,36 тыс. км |
| Окружность по экватору | 40 тыс. км |
| Площадь поверхности | 510 млн кв. км |
| Площадь суши | 148,9 млн кв. км |
| Ускорение свободного падения | 9,78 м/ кв. с |
| Скорость вращения вокруг своей оси | 1,67 тыс. км/ч |
| Наклон оси вращения к плоскости орбиты | 66°34′ |
| Альбедо | 0,3 |
| Температура на поверхности | -89,2…+56,7°C |
Земля имеет форму геоида — сплюснутого эллипсоида, поэтому ее диаметры по экватору и по нулевому меридиану имеют разную длину. Из-за этого эффекта самыми удаленными от центра планеты точками на поверхности являются вулкан Чимборасо и гора Уаскаран.
Орбита и вращение
Земля удалена от Солнца на 150 млн км. Она вращается вокруг него по эллиптической орбите с запада на восток, а также вокруг собственной оси в том же направлении. Протяженность орбиты — 940 млн км. Средняя скорость движения по орбите — 29,8 км/с.
Время прохождения орбиты составляет 365,24 суток, а 1 оборот вокруг своей оси занимает 23 часа 56 минут. Эти величины определили длину года и суток на нашей планете. Земля вращается вокруг своей оси быстрее других теллурических планет, но медленнее, чем газовые.
Магнитное поле
В центре Земли находится железоникелевое ядро. Вращаясь, оно создает магнитное поле нашей планеты. Пространство вокруг Земли, в границах которого действую силы магнитного поля, называется магнитосферой. Благодаря ей все живое на ее поверхности защищено от воздействия солнечного ветра — потока заряженных частиц, летящих от Солнца. Магнитосфера отклоняет этот поток в стороны.
Магнитное поле Земли имеет 2 полюса, которые почти совпадают с географическими полюсами планеты. В этих областях частицы могут проникать в атмосферу, из-за чего возникает северное (полярное) сияние (Аврора). При столкновении частиц солнечного ветра с молекулами кислорода возникает красное и желтое свечение, а с молекулами азота — синее.
Структура Земли
Земля имеет слоистое строение. С увеличением глубины происходит следующая смена слоев:
В составе земной коры выделяют литосферу и астеносферу — верхний и нижний слой соответственно. Литосфера состоит из тектонических плит, прижатых друг к другу и при этом медленно движущихся относительно друг друга. Средняя толщина литосферы — 64 км, при этом континентальная кора тоньше океанической. Крупнейшие тектонические плиты Земли:
Астеносфера — переходный слой между литосферой и верхней мантией, которая представляет собой вязкие, расплавленные горные породы. В этом слое возникают хаотичные течения, которые и приводят к движению тектонических плит. При их столкновении, наползании друг на друга или разрыве случаются землетрясения, возникают горы и каньоны.
По мере движения к центру Земли структура мантии меняется и она становится твердой. Мантия представлена силикатными горными породами и простирается до глубины 2,9 тыс. км. На ее долю приходится 83% объема и 67% массы планеты.
Под мантией находится земное ядро — самая горячая и тяжелая часть планеты. Его температура достигает 4 тыс.℃. Радиус внешнего ядра Земли составляет 3,4 тыс. км, а внутреннего — 1,2 тыс. км. Жидкая часть ядра состоит из железа и серы, а твердая — из железа и никеля.
Гидросфера планеты
Гидросфера Земли начала формироваться 4 млрд лет назад. Она объединяет все запасы воды:
Мировой океан представляет собой водное пространство, покрывающее нашу планету и имеющее общий солевой состав. Он занимает около 70% всей поверхности Земли, а остальное приходится на сушу — континенты и острова. Мировой океан объединяет:
Континентальные воды — это озера, реки, подземные воды, болота и т. п. Вместе со льдом и снегами они составляют запасы пресной воды на Земле, на которые приходится примерно 2,5% гидросферы.
Атмосфера земли
Атмосфера — это воздушная оболочка Земли, простирающаяся на высоту 550 км. В ее состав входят:
Свойства разных слоев не похожи между собой. Нижние слои атмосферы являются наиболее плотными, а с набором высоты плотность падает. Тропосфера составляет почти 80% всей массы атмосферы и содержит 99% газообразной воды на Земле. В ее химический состав входят следующие газы:
Стратосфера — второй слой атмосферы. Здесь располагается озоновый слой, который защищает Землю от избытка ультрафиолета. С увеличением высоты температура слоев сначала падает, а затем начинает повышаться благодаря поглощающим способностям озонового слоя. В нижней части стратосферы летают самолеты.
В термосфере температура начинает быстро расти и на высоте 800 км достигает 727 °C. Выше воздух становится слишком разреженным, чтобы нагреваться от столкновения частиц.
Экзосфера состоит в основном из водорода и гелия — самых легких газов. Она не имеет четких границ и является переходным слоем между атмосферой и космической пустотой. Здесь частицы способны приобретать скорость, достаточную для того, чтобы покинуть атмосферу Земли и улететь в космическое пространство. Вместе термосфера и экзосфера составляют ионосферу — слой, в котором под воздействием солнечного ветра ионизируются частицы воздуха.
Климат на планете
Климат на Земле формируется под влиянием поступающей на планету солнечной энергии и процессов, происходящих в атмосфере и гидросфере (например, круговорота воды, ветра, движения циклонов). Выделяют 4 основных климатических пояса (полярный, умеренный, тропический, экваториальный) и 4 переходных (субарктический, субантарктический, субэкваториальный и субтропический). В границах одного пояса климат является однородным.
Самый жаркий среди них — экваториальный. Здесь температура достигает +80 °C. Самый холодный — полярный. Это связано с распределением солнечной энергии, достигающей поверхности планеты. В полярных широтах световые лучи проходят более длинный путь в атмосфере и теряют по дороге больше энергии.
Существуют и другие классификации климатических зон Земли. Например, в основе одной из них лежит тип растительности, произрастающей на рассматриваемой территории. Согласно этой системе выделяют следующие природные зоны:
Особенности климата, формирующегося в тех или иных природных зонах, обуславливаются также удаленностью от морей, направлением течений, рельефом местности и другим факторами.
Рельеф земли
Рельеф — это форма поверхности планеты, у Земли он не похож на кору других планет, т. к. на нем мало кратеров, оставшихся от падения метеоритов. Большинство из них исчезли под воздействием различных природных явлений и геологических процессов (движение тектонических плит, эрозия, выветривание и др.).
Выделяют такие типы рельефа местности:
Все эти формирования могут встречаться как на суше, так и на дне водных массивов. Самая низкая точка рельефа Земли — «Бездна Челленджера» в Марианской впадине на глубине 11 км ниже уровня моря. Самая высокая — вершина горы Эверест на высоте 8,8 км над уровнем моря.
Карта поверхности
Географическая карта или карта поверхности — это проекция или модельное отображение рельефа планеты в уменьшенном виде с использованием условных знаков. Карты отличаются по масштабу и степени детализации, могут отображать поверхность всей планеты или отдельных участков и имеют разное назначение.
Существуют справочные, учебные, туристические, технические, навигационные, тематические, физические и др. карты. Все они содержат разные виды искажений, связанных с переносом выгнутой поверхности Земли на плоскость.
Спутник Луна
Луна является естественным спутником Земли и пятым по величине спутником Солнечной системы. Она находится на расстоянии 384 тыс. км от Земли и вращается вокруг нее со скоростью 1 км/с. Согласно современным научным представлениям, Луна образовалась 4,5 млрд лет назад из-за столкновения планеты с крупным небесным телом. Эта теория была выдвинута в 1984 г. и с того момента остается наиболее обоснованной.
Диаметр Луны составляет 3,5 тыс. км, что всего в 4 раза меньше земного. Благодаря таким размерам спутник оказывает гравитационное воздействие на Землю, которое приводит к чередованию приливов и отливов. Еще одна особенность Луны, связанная с гравитационным взаимодействием, ее заблокированное положение по отношению к Земному шару. Она всегда обращена к нашей планете только одной стороной.
На Луне нет атмосферы и воды. Ее поверхность покрыта реголитом — смесью пыли и обломков горных пород, образовавшихся при падении метеоритов. Толщина реголита неравномерна и может достигать десятков метров. Гравитация на Луне слабее земной. Вес любого объекта там будет в 6 раз меньше, чем на Земле.
Луна остается единственным космическим телом, на котором побывали люди. Первые шаги по лунной поверхности совершил Нил Армстронг в 1969 г. С тех пор на спутнике побывало еще 12 космонавтов.
Жизнь на Земле
Первая примитивная жизнь на нашей планете возникла 3,5-4 млрд. лет назад и представляла собой сложные молекулы, способные к воспроизведению. Появление кислорода, аэрация морей, изменение температурного режима и таяние ледников сделало возможным возникновение сначала одноклеточных, а затем и многоклеточных организмов, с которых начался долгий путь эволюции жизни на Земле.
В развитии жизни на Земле можно выделить следующие важные эпохи:
Представления о развитии жизни на Земле ученые получают, изучая палеонтологические находки и анализируя схожесть существующих видов.
Исследования планеты
Переход от попыток мифического объяснения существования мира к его рациональному изучению начался еще в античные времена и ускорился с появлением письменности. Первые описания Земли отличались наивностью и были развенчаны учеными по мере развития научных знаний.
Представления о планете как о плоском диске были опровергнуты еще в VI в. до н. э., а в III в. до н. э. древнегреческий ученый Эратосфен Киренский смог вычислить длину окружности Земли. Другой грек, философ Аристотель, примерно в то же время рассуждал о медленном движении земной коры и впервые попытался определить возраст планеты. Такие же попытки предпринимали и другие ученые. Плиний и Шень Го независимо друг от друга с этой целью изучали окаменелости и горные породы.
В XVI в. багаж научных знаний пополнился теорией Коперника о гелиоцентрической модели мира. В этот же период изобретение телескопа Галилео Галилеем позволило расширить представления о месте планеты в Солнечной системе и вывело астрономию на новый научный уровень.
В 1959 г. был получен первый снимок Земли с космического аппарата Эксплорер-6, а 1961 г. Юрий Гагарин стал первым человеком, который посмотрел на нашу планету из космоса своими глазами.
В дальнейшем наблюдения, развитие геологии, космические исследования позволили человечеству составить подробную систему знаний о Земле как планете.
Будущее Земли
Будущее Земли, как планеты, зависит от множества факторов:
Согласно одной из существующих теорий, планету ждут циклы оледенения, связанные с изменениями орбиты и оси вращения, что снова вызовет вымирание большого количества видов.
Другая гипотеза связывает судьбу Земли с увеличением солнечной активности, которое предположительно произойдет через 1-3 млрд лет, вызовет испарение океанов и приведет к возникновению парникового эффекта через 4 млрд лет. К тому времени на планете не останется жизни. Через еще 3,5 млрд. лет она будет поглощена Солнцем, превратившимся в красного гиганта. Некоторые ученые предполагают, что планета продолжит существовать, но изменит свою орбиту.
Все эти теории относятся к далекому будущему и претерпят еще немало изменений, связанных с развитием науки и знаний о Вселенной.