Астрономические воззрения всего человечества формировались веками. Начиная с Древнего Египта и, возможно, еще более ранних цивилизаций, ученые направляли взгляд к небу, стремясь узнать больше об устройстве нашего мира. Интересовала, конечно же, форма и размеры планеты Земля.

С тех пор мы пошли много вперед. Достаточно фактов теперь можем сказать наверняка.

И один из таких вопросов: какую форму имеет Земля? История разнообразных представлений о форме нашей планеты долгая и крайне интересная. Ее выстраивали уважаемые ученые мужи современности, Средневековья и Античности. За правду (ту, которой придерживались они) они бывали гонимы и даже умирали. Но от осознанной правды не отказывались.

А сейчас о том, какую форму имеет Земля, 4 класс школы скажет с полной уверенностью.

Давайте же вспомним, как на самом деле обстоят дела с формами нашей родной планеты.

Форма Земли

В прошедшем веке человечество сумело сделать большой рывок вперед: запустило первые космические аппараты в далекие космические дали. Те же привезли (прислали) ученым фото планеты. Она оказалась красивейшим голубым небесным телом, однако с формой произошли некоторые поправки.

Итак, по новой, наиболее достоверной информации о планете, мы знаем, что Земля немного сплюснута с полюсов. То есть она представляет собой не шар, а эллипсоид вращения, или геоид. Выбор между двумя этими терминами имеет значение лишь в астрофизике, геодезии, космонавтике. Численное выражение параметров планеты будет необходимо при точных расчетах. И тут у формы Земли есть свои особенности.

Численное описание формы планеты

Для раздела общих знаний об окружающем мире больше принято использовать термин геоид. Последний, к слову, с греческого языка означает буквально "нечто, подобное Земле".

Интересно, что описать математическими способами форму Земли как эллипсоид вращения нетрудно. А вот как геоид практически невозможно: для получения максимально точных данных приходится измерять гравитацию в разных точках планеты.

Почему Земля сплюснута с полюсов?

Из всего вышесказанного теперь мы намерены рассмотреть некоторые отдельные аспекты всей темы. Теперь, когда мы узнали, какую форму имеет Земля на самом деле, интересно будет понять, почему так.

Повторимся: наша планета немного сплюснута с полюсов, а не является идеальным шаром. Почему так? Ответ прост, очевиден для всех, кто имеет начальные представления о физике. При вокруг своей оси в областях экватора возникают Соответственно, на полюсах их быть не может. Так и образовалась разница в радиусе полярном и экваториальном: последний больше где-то на 50 км.

какую форму имеет?

Как мы знаем, планета вращается не только вокруг своей оси, а и совершает длительное путешествие вокруг центра Солнечной системы. Та условная линия, по которой она движется в космическом пространстве, называется орбитой. Мы узнали, какую форму имеет планета Земля. Также выяснили, что приобрела ее она из-за вращения.

А вот какую форму имеет орбита Земли? Вокруг Солнца она проделывает путь в форме эллипса, находясь в разное время года на разном расстоянии от светила. От пребывания в том или ином участке орбиты зависит сезон на планете.

Представления древних цивилизаций

Напоследок скрасим нашу статью яркими образными картинами, которые нам обрисовали предшественники современной цивилизации. Фантазия у них, надо сказать, была славная.

На вопрос "Какую форму имеет Земля?" древний вавилонянин утверждал бы, что это огромная гора, на одном из склонов которой находится их страна. Над ней возвышается купол - небо, и было оно твердым, как камень.

Индийцы были уверены, что Земля держится на четырех слонах, которых держит на своей спине черепаха, плавая в молочном море. Направление же голов слонов - это четыре стороны света.

Лишь в 8-7-м веке до н. э. люди стали постепенно приходить к выводу, что Земля - нечто обособленное со всех сторон, а никак не стоит на чем-либо. К нему подтолкнуло ежевечернее исчезновение Солнца, перед которым испытывался благоговейный страх.

Заключение

Грубо говоря, Земля - круглая. Для обывателя этого вполне будет достаточно, однако не для определенных наук. В геодезии, космонавтике, астрофизике нужны точные данные для расчетов. И тут уже пригодится точный ответ на вопрос, какую форму имеет Земля. И или же эллипсоид вращения. Планета под воздействием сплюснута с полюсов. Учитывать точные данные о планете важно для получения правильных расчетов.

Давно канули в Лету времена, когда Землю возносили на спины слонов или представляли ее плоской поверхностью. Давайте же будем посвященными в правду об окружающем мире и мы, оставаясь достойными своего времени!

January 31st, 2014

Как плоская истёртая монета,
На трёх китах покоилась планета.
И жгли учёных-умников в кострах -
Тех, что твердили: «Дело не в китах».
Н.Олев

Выйдя на улицу и оглядевшись вокруг, любой может убедиться: Земля плоская. Есть, конечно, возвышенности и впадины, горы и овраги. Но в целом ясно видно: плоская, по краям покатая. Древние с этим давно разобрались. Они видели, как караван скрывается за горизонтом. Поднимаясь на гору, наблюдатели замечали, что горизонт расширяется. Отсюда следовал неизбежный вывод: поверхность Земли представляет собой полусферу. У Фалеса Земля плавает, как кусок дерева, в бескрайнем океане.

Когда же эти представления изменились? В XIX веке утвердился ложный тезис, тиражирующийся до сих пор, что люди считали Землю плоской до великих географических открытий.

Так, в пособии для учителей «Уроки по окружающему миру» 2007 года говорится: «Долгое время древние люди считали Землю плоской, лежащей на трёх китах или трёх слонах и прикрытой куполом неба… Над учёными, выдвинувшими гипотезу о шарообразной форме Земли, смеялись, их преследовала церковь. Первым в эту гипотезу поверил мореплаватель Христофор Колумб… Учитель может рассказать детям о том, что первым, кто своими глазами увидел, что Земля не плоская, был космонавт Юрий Гагарин».

На самом деле, уже в III веке до н.э. древнегреческий учёный Эратосфен Киренский (ок. 276-194 до н.э.) не только твёрдо знал, что Земля — шар, но и сумел измерить радиус Земли, получив величину 6311 км — с ошибкой не более 1 процента!

Около 250 года до нашей эры греческий ученый Эратосфен впервые довольно точно измерил земной шар. Эратосфен жил в Египте в городе Александрия. Он догадался сравнить высоту Солнца (или его угловое расстояние от точки над головой, зенита, которое так и называется - зенитное расстояние ) в один и тот же момент времени в двух городах - Александрии (на севере Египта) и Сиене (ныне Асуан, на юге Египта). Эратосфену было известно, что в день летнего солнцестояния (22 июня) Солнце в полдень освещает дно глубоких колодцев. Следовательно, в это время Солнце находится в зените. Но в Александрии в этот момент Солнце не бывает в зените, а отстоит от него на 7,2°.

Такой результат Эратосфен получил, изменяя зенитное расстояние Солнца с помощью своего несложного угломерного инструмента - скафиса. Это просто вертикальный шест - гномон, укрепленный на дне чаши (полусферы). Скафис устанавливают так, чтобы гномон принимал строго вертикальное положение (направлен в зенит) Освещенный солнцем шест отбрасывает тень на разделенную на градусы внутреннюю поверхность скафиса.

Так вот в полдень 22 июня в Сиене гномон тень не отбрасывает (Солнце в зените, его зенитное расстояние равно 0°), а в Александрии тень от гномона, как видно по шкале скафиса, отмечала деление 7,2°. Во времена Эратосфена расстояние от Александрии до Сиена считали равным 5000 греческих стадий (примерно 800 км). Зная все это, Эратосфен сопоставил дугу в 7,2° со всей окружностью в 360° градусов, а расстояние 5000 стадий - со всей окружностью земного шара (обозначим ее буквой X) в километрах. Тогда из пропорции получилось, что Х = 250 000 стадий, или примерно 40 000 км (представьте себе, это так и есть!).

Если вам известно, что длина окружности равна 2πR, где R - радиус окружности (а π ~ 3,14), зная длину окружности земного шара, легко найти его радиус (R):

Замечательно, что Эратосфену удалось очень точно измерить Землю (ведь и сегодня считают, что средний радиус Земли 6371 км! ).

А ещё за сто лет до него Аристотель (384-322 до н.э.) привёл три классических доказательства шарообразности Земли.

Во-первых, при лунных затмениях край тени, отбрасываемой Землёй на Луну, всегда является дугой окружности, а единственное тело, способно давать такую тень при любом положении и направлении источника света, есть шар.

Во-вторых, корабли, удаляясь в море от наблюдателя, не постепенно теряются из виду за счёт далёкого расстояния, а почти мгновенно как бы «тонут», исчезая за линией горизонта.

И, в-третьих, некоторые звёзды можно увидеть только из определённых частей Земли, а для других наблюдателей они не видны никогда.

Но и Аристотель не был первооткрывателем шарообразности Земли, а только лишь привёл неопровержимые доказательства факта, о котором было известно ещё Пифагору Самосскому (ок. 560-480 до н.э.). Сам же Пифагор, возможно, опирался на свидетельства не учёного, а простого моряка Скилака Кариандского, который в 515 году до н.э. сделал описание своих плаваний по Средиземноморью.

А как же церковь?

Было решение об осуждении гелиоцентрической системы, утверждённое в 1616 году папой Павлом V. А вот преследования сторонников шарообразности Земли в христианских церквях не было. О том, что «раньше» церковь представляла Землю стоящей на китах или слонах, придумали в XIX веке.

Кстати, за что действительно сожгли Джордано Бруно.

И всё-таки церковь отметилась в вопросе о форме Земли.

Из 265 человек, которые 20 сентября 1519 года отправились в кругосветное путешествие под водительством Магеллана, только 18 матросов 6 сентября 1522 года вернулись на последнем из кораблей, больные и истощённые. Вместо почестей команде досталось публичное покаяние за один потерянный день в результате движения по часовым поясам вокруг Земли в западном направлении. Так католическая церковь наказала героическую команду за ошибку в праздновании церковных дат.

Этот парадокс кругосветных путешествий долгое время не осознавался в обществе. В романе Жюля Верна «Вокруг света за 80 дней» Филеас Фогг в силу незнания едва не лишился всего состояния. В «Науке и жизни» 80-ых описываются конфликты команд, вернувшихся из «кругосветки», с бухгалтерией, не желающей оплачивать лишний день командировки.

Заблуждения и примитивные представления живучи не только в церкви.

Стоит наверное еще отметить один момент, дело в том, что фигура Земли отличается от шара.

Об этом ученые стали догадываться еще в XVIII веке, но какова в действительности Земля - сжата она у полюсов или у экватора - выяснить было трудно. Чтобы разобраться в этом, Французской академии наук пришлось снарядить две экспедиции. В 1735 году одна из них отправилась проводить астрономические и геодезические работы в Перу и занималась этим в экваториальном районе Земли около 10 лет, а другая, лапландская, трудилась в 1736–1737 годах вблизи Северного полярного круга. В результате выяснилось, что длина дуги одного градуса меридиана неодинакова у полюсов Земли и у ее экватора. Градус меридиана оказался у экватора длиннее, чем в высоких широтах (111,9 км и 110,6 км). Так может быть лишь в том случае, если Земля сжата у полюсов и представляет собой не шар, а тело, близкое по форме к сфероиду. У сфероида полярный радиус меньше экваториального (у земного сфероида полярный радиус короче экваториального почти на 21 км ).

Полезно знать, что великий Исаак Ньютон (1643–1727) предвосхитил результаты экспедиций: он сделал правильный вывод о том, что Земля сжата, потому наша планета вращается вокруг оси. Вообще, чем быстрее вращается планета, тем больше должно быть ее сжатие. Поэтому, например, сжатие Юпитера больше, чем Земли (Юпитер успевает сделать оборот вокруг оси по отношению к звездам за 9 ч 50 мин, а Земля только за 23 ч 56 мин).

И еще. Истинная фигура Земли очень сложна и отличается не только от шара, но и от сфероида вращения. Правда, в данном случае речь идет о разнице не в километры, а …метры! Подобным тщательным уточнением фигуры Земли ученые занимаются по сей день, используя для этой цели специально проводимые наблюдения с искусственных спутников Земли. Так что вполне возможно, что в решении задачи, за которую давным-давно взялся Эратосфен, когда-нибудь и вам придется принять участие. Это очень нужное людям дело.

Какой же лучше всего запомнить вам фигуру нашей планеты? Думаю, что пока достаточно, если вы будете представлять Землю в виде шара с надетым на него «дополнительным поясом», своего рода «нашлепкой» на область экватора. Такое искажение фигуры Земли, превращающее ее из шара в сфероид, имеет немалые последствия. В частности, из-за притяжения Луной «дополнительного пояса» земная ось примерно за 26 000 лет описывает в пространстве конус. Это движение земной оси называется прецессионным. В результате роль Полярной звезды, которая сейчас принадлежит α Малой Медведицы, поочередно играют некоторые другие звезды (ею в будущем станет, например, α Лиры - Вега). Кроме того, из-за такого (прецессионного ) движения земной оси знаки Зодиака все больше и больше не совпадают с соответствующими созвездиями. Другими словами, через 2000 лет после эпохи Птолемея «знак Рака», например, уже не совпадает с «созвездием Рака» и т. д. Впрочем, современные астрологи стараются не обращать на это внимания…

А откуда же взялось это дурацкое представление о плоской Земле на трёх слонах/китах?

Нприме Фалес считал, что Земля плавает в воде, как кусок дерева. Анаксимандр представлял Землю в виде цилиндра (при этом указывал, что его диаметр ровно втрое больше высоты), на верхнем торце которого живут люди. Анаксимен считал, что Солнце и Луна такие же плоские, как и Земля, но поправил Анаксимандра, указав, что Земля хотя и плоская, но в плане не круглая, а прямоугольная, и не плавает в воде, а поддерживается сжатым воздухом. Гекатей на основе представлений Анаксимандра составил географическую карту. Анаксагор и Эмпедокл на это основоположникам ничего не возражали, считая такие представления не противоречащими физическим законам. Левкипп, считая Землю плоской, а атомы — падающими перпендикулярно этой плоскости в одном направлении, не мог понять, как же тогда атомы могут соединяться друг с другом, образуя тела — и говорил, что нет, атомы в своём падении должны хоть как-то, хоть чуть-чуть отклоняться. Демокрит в защиту плоской Земли приводил следующий довод: если бы Земля была шаром, то солнце, заходя и восходя, пересекалось бы горизонтом по дуге окружности, а не по прямой линии, как на самом деле. Эпикур решил мучившую Левкиппа проблему падения атомов на плоскую Землю, приписав атомам свободу воли, в силу которой они по своему хотению отклоняются и соединяются.

Очевидно, эти древнегреческие учёные-атеисты-материалисты опирались на мифологические представления, изложенные поэтическим языком у Гомера и Гесиода в 7-8 веках до н.э. Аналогичные мифы о плоской Земле были у индусов, шумеров, египтян, скандинавов. Но лезть ещё дальше туда мне не хочется — я пишу совсем о другом. Как курьёз можно отметить книгу «Христианская топография» Косьмы Индикоплова, написанную между 535 и 547 годами, в которой автор представляет Землю в виде плоского прямоугольника, накрытого выпуклой крышей неба — этакий ларец-сундук. Эта книга была сразу же раскритикована современником Косьмы Иоанном Грамматиком (ок. 490-570), который тогда приводил в качестве обоснования шарообразности Земли те же цитаты из Библии, что и я. Официальная же Церковь в этот спор о форме Земли не вмешивалась, её намного больше волновали еретические взгляды спорящих — Косьма был несторианином, а Иоанн тритеистом и монофиситом. Василий Великий неодобрительно относился к подобным спорам, считая сам их предмет не относящимся к вопросам веры.

Если же заняться поисками слонов/китов, то в первую очередь можно обратиться к популярному в своё время произведению славянской народно-духовной литературы — «Голубиной книге», где есть стих: «На семи китах земля основана». Народное предание о Голубиной книге восходит к «книге за семью печатями» в 5-й главе Откровения Иоанна Богослова, а стих про китов заимствован из апокрифа «Беседа трёх святителей». Выдающийся собиратель славянского фольклора А.Н.Афанасьев писал: «Между нашим простонародьем существует предание, что мир стоит на спине колоссального кита, и когда чудовище это, подавляемое тяжестью земного круга, поводит хвостом, – то бывает землетрясение. Иные утверждают, что исстари подпорою земли служили четыре кита, что один из них умер, и смерть его была причиною всемирного потопа и других переворотов во вселенной; когда же умрут и остальные три, в то время наступит кончина мира. Землетрясение бывает оттого, что киты, отлежав бока, повертываются на другую сторону. Рассказывают еще, что в начале было семь китов; но когда земля отяжелела от грехов человеческих, то четыре ушли в пучину эфиопскую, а во дни Ноя и все туда уходит. И поэтому случился всеобщий потоп». Некоторые лингвисты подозревают, что на самом деле морские животные тут ни при чём, а речь идёт о закреплении Земли по её четырём краям, поскольку в древнеславянском языке корень «кит» означал «край». В таком случае мы опять возвращаемся к Косьме Индикоплову, чья курьёзная книга о прямоугольной Земле была весьма популярна на Руси у простого народа.

«Общества плоской Земли»

Ну и, чтобы под конец повеселить утомлённого читателя, укажу на такой уже не курьёз, а полный маразм, как существование в наше просвещённое время «Общества плоской Земли». Впрочем, «Общество плоской Земли» существовало с 1956 года по начало XXI века и насчитывало в свои лучшие времена до 3 000 членов. Фотографии Земли из космоса они считали подделками, прочие факты – заговором властей и учёных.

У истоков Общества плоской Земли стоял английский изобретатель Сэмюэл Роуботэм (1816-1884), который в 19-м веке доказывал плоскую форму Земли. Его последователи основали Вселенское зететическое общество. В США идеи Роуботэма были восприняты Джоном Александром Доуи, основавшим в 1895 году Христианскую католическую апостольскую церковь. В 1906 году главой церкви стал заместитель Доуи Уилбур Гленн Волива, который отстаивал и пропагандировал плоскую форму Земли до своей смерти в 1942 году. В 1956 году Сэмюэл Шентон возродил Всемирное зететическое общество под названием Международное общество плоской Земли. На посту президента общества в 1971 году его сменил Чарльз Джонсон. За три десятилетия президентства Джонсона число сторонников общества значительно увеличилось: от нескольких членов до приблизительно 3000 человек из разных стран. Общество распространяло информационные бюллетени, листовки и тому подобную литературу, в которой отстаивалась модель плоской Земли. В лице своих руководителей общество утверждало, что высадка человека на Луну была мистификацией, снятой в Голливуде по сценарию Артура Кларка либо Стенли Кубрика. Чарльз Джонсон умер в 2001 году, и в настоящий момент дальнейшее существование Международного общества плоской Земли находится под вопросом. По заявлениям сторонников общества, все правительства Земли заключили мировой заговор с целью обмануть людей. Когда Сэмюэлю Шентону показали фотографии Земли с орбиты и спросили, что он о них думает, тот ответил: «Легко заметить, как фотографии такого сорта могут одурачить несведущего человека».

В начале 21 века наука все еще не обладает стройной бесспорной теорией, которая объясняла бы происхождение и развитие Земли.Более того, до середины прошлого столетия, не было реальных предпосылок для создания такой теории (вместо нее в двадцатом веке появился ряд гипотез, не имевших достаточного фактического основания и противоречащих друг другу). Во второй половине двадцатого века геологическая наука сделала большой шаг вперед. Тем не менее, единой всеобъемлющей теории до сих пор не создано.

Рис.1.3. Планета Земля

Возраст Земли и других тел Солнечной системы наиболее надёжно оценивается по количеству изотопов свинца, образовавшихся в исследуемых породах в результате радиоактивного распада урана 238 U и тория 232 Th. Скорость радиоактивного распада не может быть изменена никакими физическими воздействиями, поэтому количество накопившихся изотопов свинца характеризует время, прошедшее с момента изоляции образца до момента исследования.

Планеты Солнечной системы, по современным представлениям, возникли из вещества в конденсированной фазе (пылинок или метеоров). Планеты, следовательно, моложе некоторых метеоритов. В связи с этим возраст Солнечной системы оценивается обычно в 4,7 млрд. лет, а возраст древнейших пород земной коры – 4,5 млрд. лет.

Первую оценку возраста Земли сделал один из создателей учения о радиоактивности, получивший за научные заслуги титул лорда Нельсона, английский физик Э. Резерфорд (1871-1937) в 1905г. Он получил число 500 миллионов лет, что намного меньше современного представления о возрасте Земли.

Много сведений о прошлом Земли дают метеориты. Содержащиеся в каменных метеоритах уран и торий при распаде образуют изотопы радиогенного свинца (свинца, образованного в результате распада). Из отношения радиогенного свинца к первичному установлен возраст метеоритов, а, следовательно, и Земли, равный 4,6 млрд. лет. Наиболее крупным космическим телом, упавшим на Землю за последнее тысячелетие, является Тунгусский метеорит, точнее, ядро небольшой кометы. Его масса могла достигать миллиарда тонн.

Это произошло 30 июня 1908г. В Центральной Сибири, в бассейне реки Подкаменной Тунгуски. Многочисленные жители селений в среднем течении Ангары, пассажиры Транссибирской железной дороги наблюдали, как в 7 часов утра по небу прокатился ослепительно яркий шар размером с Солнце и затем раздался взрыв. Взрыв сопровождался оглушительным ударом, световой вспышкой и землетрясением, которое зарегистрировали многие сейсмические станции мира.

Важным фактором в понимании места нашей планеты в Солнечной системе является её химический состав. Различные тела Солнечной системы образованы, в основном, тремя группами химических элементов. Первую группу составляют водород и гелий. Эти элементы составляют около 90% массы Солнца. Кроме того, из этих же элементов преимущественно состоят планеты-гиганты Юпитер и Сатурн. Приблизительно 1,5% общей массы планет составляют углерод, азот и кислород. Они образуют вторую группу элементов. Третью группу химических элементов (около 0,25%) составляют магний, железо и кремний.

Как указывалось выше, по строению и химическому составу планеты Солнечной системы делятся на планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс), планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) и Плутон, который по многим признакам стоит в этом ряду планет несколько обособленно. Планеты земной группы иногда называют внутренними, остальные – внешними. Все планеты имеют фигуры, близкие к шару. Планету Земля часто считают двойной, так как её естественный спутник Луна по своим размерам и строению немногим отличается от других планет земной группы.

Земля и Луна обращаются вокруг общего центра тяжести (барицентра) системы «Земля-Луна». Земля описывает орбиту, которая является зеркальным отображением орбиты Луны, но её размеры в 81 раз меньше лунной орбиты. Барицентр располагается внутри Земли, причём не в какой-то одной фиксированной точке, а движется с месячным периодом, оказываясь то в Южном, то в Северном полушарии.

Деление планет на две группы можно объяснить различием температурных условий на разных расстояниях от Солнца. Ближе к Солнцу, там, где его лучи прогревали тела и частицы, последние состояли только из нелетучих каменистых частиц. На более далёких расстояниях в условиях низких температур тела и частицы содержали не только каменистые вещества, но также и льды летучих веществ (воды и разнообразных сложных молекул, состоящих в основном из водорода, углерода, кислорода и азота). Так возникло зональное различие в составе и обилии твёрдого вещества, обусловленное способностью химических элементов объединяться в различные химические соединения и способностью этих соединений конденсироваться в твёрдые частички при тех или иных температурах. После объединения промежуточных тел в планеты эти зональные различия превратились в различия в массе и составе других групп планет. Важную роль в возникновении этих различий сыграло также то обстоятельство, что планеты-гиганты смогли вобрать в себя не только твёрдые тела, но и те наиболее летучие газы – водород и гелий, которые даже в холодной, далёкой от Солнца зоне протопланетного облака не могли конденсироваться.

Гравитационной энергии, выделившейся при образовании Земли, хватило бы для расплавления нашей планеты, если бы вся эта энергия пошла на разогрев Земли. Однако при постепенном росте Земли из холодных тел теплота выделялась при их ударах о поверхность и в основном излучалась в пространство. Поэтому недра Земли к концу её образования были нагреты, вероятно, лишь до 1000-1500°К, т.е. имели температуру, меньшую температуры плавления горных пород. В дальнейшем недра Земли разогрелись в результате накопления теплоты, выделяющейся при распаде радиоактивных элементов, которые присутствуют в небольших количествах во всех горных породах.

Разогрев недр Земли привёл к тому, что на глубинах в сотни километров произошло частичное расплавление вещества. Более легкоплавкие вещества являются, как правило, и более лёгкими, поэтому они всплывали (выдавливались) на поверхность, постепенно слагая наружный слой земного шара – земную кору. Земная кора отличается и по составу и по плотности от подстилающего её вещества мантии Земли. Плотность коры составляет 2,7-2,8г/см 3 , а плотность верхней мантии – 3,3-3,5г/см 3 .

Процесс химического расслоения земных недр происходит и сейчас. Лёгкие расплавы в виде магмы поднимаются из мантии в кору. Они частично застревают и застывают внутри земной коры, а частично прорывают кору и в виде лавы изливаются наружу при извержении вулканов.

С разогреванием Земли тесно связано происхождение атмосферы и гидросферы. Нагревание является лучшим способом изгнать из твёрдого тела содержащиеся в нём газы. Поэтому разогревание Земли сопровождалось выделением газов и водяных паров, содержащихся в небольшом количестве в земных каменных веществах. Прорвавшись на поверхность, водяные пары конденсировались в воды морей и океанов, а газы образовали атмосферу, состав которой первоначально существенно отличался от современного. Нынешний слой земной атмосферы обусловлен существованием на поверхности Земли растительной и животной жизни.

Биосфера Земли простирается до высоты примерно 10 000м. Бактерии и споры, лишённые хлорофилла, а также птицы, были замечены на высоте 8000м. Отдельные виды пауков были обнаружены на Эвересте на высоте 7000м. Океан также входит в биосферу. Под материками жизнь проникает до глубины 1-2км. Некоторые виды зелёных растений встречаются на высоте свыше 6000м на Эвересте, морские водоросли растут до глубины 300м ниже уровня моря. Более того, эти границы определяются главным образом наличием питательных веществ в органическом материале растительного происхождения. Согласно Вернадскому, биосфера – это область, где вода может существовать в жидком состоянии и возможны различные фазовые переходы (состояния: жидкое – твёрдое, твёрдое – газообразное, газообразное – жидкое), где лучистая энергия (за исключением коротковолнового излучения, губительного для жизни) поглощается не вполне прозрачным материалом. Последнее очень важно, поскольку зелёные растения играют роль посредника в процессе преобразования лучистой энергии Солнца в химическую энергию различных молекул.

Земля среди больших планет Солнечной системы занимает пятое место по размерам и массе и третье (это было установлено Коперником только в 16 веке) – по расстоянию от Солнца. Среди планет земной группы она является самой крупной. Масса Земли составляет 1/447 массы больших планет и 1/332958 массы Солнца. Естественный спутник Земли Луна имеет массу, равную 1/81,3022 массы Земли. Отношение массы Луны к массе Земли наибольшее среди всех планет и их спутников в Солнечной системе, именно поэтому динамическую систему Земля-Луна и рассматривают как двойную планету.

С глубокой древности человечество интересовали форма и размеры Земли. Наиболее древние картографические изображения Земли созданы в Египте и Вавилонии в 3-1 тысячелетии до н. э. В 7 веке до н. э. в Месопотамии карты изготавливались на глиняных табличках. Чисто умозрительные представления об окружающем мире содержатся в источниках, оставленных народами Древнего Востока. Однако в этот период представления о Земле в основном определялись мифами и легендами.

В 6-1вв. до н. э. наибольших успехов в изучении Земли достигли учёные Древней Греции, стремившиеся дать представление о Земле в целом. Первую попытку создать карту всей Земли осуществил греческий философ Анаксимандр (около 610-547гг. до н.э.) из Милета, по мнению которого Земля представляет собой цилиндр, окружённый небесной сферой. Вокруг морского бассейна располагается суша, в свою очередь опоясанная водным кольцом. Одной из первых географических работ было «Землеописание» Гекатея (около 546-480гг. до н.э.) из Милета, которое сопровождалось географической картой. На карте кроме Европы и Азии были показаны известные древним грекам Средиземное, Чёрное, Азовское, Каспийское и Красное моря. Греческий мореплаватель Пифей (4 в. до н.э.) из Массалии достиг берегов Северной и Западной Европы, открыв Британские и Ирландские острова. В своём сочинении «Periplus» он дал понятие грекам об этих странах. Ему же принадлежит верное наблюдение о связи приливов и отливов в океане с движениями Луны.

На смену представлениям о плоской Земле пришло признание шарообразности Земли, доказательствами которого являются:

· всегда кругообразный вид горизонта в океане и на открытых равнинах;

· округлая форма края земной тени на диске Луны во время лунных затмений;

· понижение горизонта - постепенное появление и исчезновение судов при их приближении и удалении от берега;

· изменение высоты Полярной звезды при перемене широты места наблюдения;

· разное время восхода и захода Солнца и звёзд на разных меридианах;

· удаление горизонта при подъёме вверх.

Идея шарообразности Земли возникла ещё у древних греков и индийцев, но потом оставалась в забвении более тысячи лет до времён Колумба (1451-1506) и кругосветных путешествий 16 века. Мысль о шарообразности Земли высказал ещё выдающийся древнегреческий математик, астроном и философ Пифагор (около 571-497гг. до н.э.). В учении пифагорейцев утверждалось, что шар является наиболее совершенной геометрической фигурой и Земля имеет шарообразную форму. Они также утверждали, что шарообразная Земля вращается около некоторого центра, вызывая видимое суточное движение звёзд, и обращается вокруг Солнца в течение года. По существу пифагорейская школа учёных выдвинула идею гелиоцентрической системы мира, научно обоснованную Коперником только через две тысячи лет.

В индийском сказании «Сборник правил поведения», относящемуся к 20-15вв. до н.э., имеется указание на суточное вращение Земли. В нём написано, что нет восхода и заката Солнца и Луны, а существует только перемещение наблюдателя вместе с Землёй от ночи ко дню и снова до ночи.

Великий математик и философ древности Аристотель (384-322гг. до н.э.) в своём сочинении «О небе» указывал, что Земля не только шарообразна по форме, но и имеет конечные размеры и не особенно велика по сравнению с другими небесными телами. Доказательства Аристотеля сводились к следующему: при лунных затмениях Земля всегда отбрасывает на Луну круглую тень, а Полярная звезда в северных районах располагается выше над горизонтом, чем в южных. Оценив разницу в кажущемся положении Полярной звезды в Греции и в Египте, Аристотель вычислил длину экватора, которая, однако, оказалась примерно вдвое больше реальной. Несколько позднее Архимед (287-212гг. до н.э.) доказывал, что поверхность воды в океанах в спокойном состоянии является шаровой поверхностью. Он же ввёл понятие сфероида как фигуры, близкой по форме к шару.

Размеры земного шара были впервые оценены около 240г. до н.э. египетским астрономом Эратосфеном (287-196гг. до н.э.) на основе простого опыта – по разности высоты Солнца в городах Сиена и Александрия, лежащих на одной полуденной линии, и расстоянию между ними. Измерения выполнялись во время летнего солнцестояния. Радиус Земли по Эратосфену равен 6311км. Геометрические принципы, которыми пользовался Эратосфен, легли в основу градусных измерений Земли. Можно сказать, что учёные в древности не только правильно представляли форму Земли, но и довольно точно знали её размеры.

Во 2в. до н.э. древнегреческими учёными были введены понятия географической широты и долготы, разработаны первые картографические проекции, на которых показывалась сетка параллелей и меридианов, предложены методы определения взаимного положения точек на земной поверхности.

В первые десятилетия 1 века утвердилась идея о шарообразности Земли. Уровень знаний об окружающем мире этого периода характеризует выдающийся труд римского писателя и учёного Плиния Старшего (23-79) «Естественная история» (Historial naturalis) в 37 книгах, содержащая сведения по географии, ботанике, минералогии, а также истории и искусству. Заметим, что счёт лет «от рождества Христова» или «от нашей эры» условно введен римским монахом Дионисием Малым в 525г. н.э. Дионисий объявил, что Христос родился 532 года назад и назвал 1284г. «от основания Рима» 532 годом «от рождества Христова». Поэтому следующие годы стали нумеровать как 533, 534 и т.д. Постепенно этот счёт годов вошёл во всеобщее употребление и продолжается до сих пор. В астрономии за начало счёта принимается не начало первого года нашей эры, а начало первого года до нашей эры, которое обозначается нулём. От нуля вперёд идёт счёт положительных, а назад отрицательных годов.

Великие географические открытия окончательно прояснили вопрос о шарообразности Земли, прямым доказательством которой послужило кругосветное путешествие Ф. Магеллана (1480-1521) в начале 16 века. Плавания Х. Колумба, Васко да Гамы (1469-1524), А. Веспуччи (1451-1512) и других мореплавателей в Мировом океане, путешествия русских землепроходцев в Северной Азии позволили установить контуры материков, а также описать большую часть земной поверхности, животный и растительный мир Земли.

Открытие великим И. Ньютоном (1643-1727) во второй половине 17 века закона всемирного тяготения привело к возникновению идеи о том, что Земля представляет собой не идеальный шар, а сплюснутый у полюсов сфероид. Ньютон, исходя из открытого им закона, так излагал новое учение о фигуре Земли (или вообще вращающейся вокруг оси планетарной массы) в поле сил всемирного тяготения: «если бы у планеты было устранено суточное вращение, то вследствие одинакового отовсюду тяготения частей её она должна бы принять форму шара; вследствие же вращения части близ экватора стремятся удалиться от оси; следовательно, если бы вещество было жидким, то оно своим подъёмом увеличило бы диаметр по экватору и своим опусканием уменьшило бы ось у полюсов».

Исходя из предположений о внутреннем строении Земли и основываясь на законе всемирного тяготения, И. Ньютон и нидерландский учёный Х. Гюйгенс (1629-1695) дали теоретическую оценку сжатия земного сфероида и получили столь разные результаты, что возникли сомнения в справедливости гипотезы о земном сфероиде. Чтобы рассеять их, Парижская Академия наук в первой половине 18 века направила экспедиции в приполярные области Земли – в Перу и Лапландию, где были выполнены градусные измерения, подтвердившие правильность гипотезы о сфероидичности Земли и закона всемирного тяготения.

Рис.1.4. Грушевидность Земли

Прошли века со времени публикации в 1687г. величайшего в истории науки труда «Математические начала натуральной философии» Ньютона. Королевское Общество так оценило этот труд: «… можно с уверенностью утверждать, что так много ценных физических истин, которые здесь им открыты и положили конец спорам, никогда ещё не были плодом Способностей и Трудолюбия одного Человека».

По форме Земля представляет сплюснутый сфероид (неправильная сфера, несколько сжатая с полюсов). Расстояние от Южного до Северного полюса равно 12 713,505км, в то время как диаметр Земли на экваторе равен 12 756,274км, что на 42,769км больше. Если быть ещё точнее, то Земля имеет грушевидную форму, что доказало открытие третьего члена J 3 = -2,538×10 -6 в разложении потенциала. Южное полушарие более сплюснуто, чем северное. Разность сжатий двух полушарий обусловливает разность северного полярного и южного полярного радиусов. Приближённая оценка этой величины может быть выполнена по формуле . При а = 6378137м северный полярный радиус на 32м длиннее южного (рис.1.4).

Экватор Земли также имеет небольшую эллиптичность: разность его осей по данным табл.2 составляет 138,7м. Максимальная длина окружности Земли по экватору равна 40 075,02км, по меридиану - 40 007,86км.

Вопрос о трёхосности нашей планеты впервые был поставлен почётным академиком Российской Академии наук военным геодезистом Ф.Ф. Шубертом (1789-1865). В 1859г. им были опубликованы первые размеры трёхосного земного эллипсоида: большая и малая оси экватора – 6 378 556м и 6 377 837м, полярная ось Земли – 6 356 719м, сжатия земного экватора наибольшего (+41°04¢ от Гринвича) и наименьшего меридианов соответственно 1:8870, 1:292 и 1:302. Идея Шуберта о трёхосности Земли имела большое научное значение для дальнейшей разработки вопроса, как о математической фигуре Земли, так и о методах её изучения.

Большая ось трёхосного эллипсоида является одной из главных осей инерции, относительно которой экваториальный момент инерции Земли А 0 имеет наименьшее значение. Относительно малой экваториальной оси этого эллипсоида Земля обладает наибольшим экваториальным моментом инерции В 0 . Очевидно, что полярная ось земного эллипсоида совпадает с осью вращения Земли, относительно которой Земля обладает наибольшим моментом инерции С 0 .

Вычисленные по данным внешнего гравитационного поля Земли модели GEM-10C параметры трёхосного эллипсоида имеют следующие значения: полярный радиус – 6 356 749,4м; минимальный экваториальный радиус – 6 378 112,4м, максимальный экваториальный радиус – 6 378 161,6м, средний экваториальный радиус – 6 378 137,09м. Долгота меридиана большой оси экватора трёхосного эллипсоида для современной эпохи равна 14,9°з.д.

Площадь поверхности Земли равна 510 065 600км 2 , масса – 597 332 758 800×10 16 г, средняя плотность – 5,515г/см 3 , объём Земли равен 108 320 884 5000км 3 . Гидросфера Земли занимает 70,98% поверхности (362 033 000км 2), средняя глубина гидросферы равна 3 554м. Вес всей воды составляет примерно 1,32×10 18 тонн или 0,022% от общего веса Земли. Объём океанов планеты оценивается в 1 349,9 млн. км 3 , а объём пресной воды – 35 млн. км 3 .

По исследованиям военного геодезиста профессора М.М. Машимова имеет место перманентное уменьшение объёма, массы и моментов инерции Земли, обусловленное гравитационной дифференциацией вещества (уплотнение мантии и ядра за счёт всплытия лёгкого материала в верхние оболочки Земли) и диссипацией вещества. Числовые значения годовых изменений параметров Земли, вычисленные путём обработки наблюдательного материала за последние 25-30 лет, представлены в табл. 2.

Таблица 2

Основные параметры Земли и их годовые изменения отражают свойства планетарного геоида, представляющего главную отсчётную поверхность, и горизонтальные неоднородности в астеносфере. Физические процессы, протекающие неодновременно и с разной интенсивностью, формируют аномалии высот и пространственно-временные их изменения. Там, где эти процессы проходят интенсивно, геоид заметно изменяется. Геоид и его изменения во времени, проявляющие аномальное строение верхней мантии и физические процессы, протекающие в ней с различной интенсивностью, представляют один из главных предметов современной геодезии. Стандартной фигурой, с которой сравнивается планетарный геоид, является общеземной эллипсоид. Большая полуось его соответствует среднему значению экваториального радиуса геоида, а полярное сжатие принимается равным среднему значению полярного сжатия геоида.

Привет читателям! Кто из Вас припоминает себя в детстве таким любопытным почемучкой? 🙂 Всем нам было интересно все на свете, а что? а как? а почему? Мы придумывали себе, зачастую, не очень правильные представления об очень многом на Земле. Но мы были детьми, а детям это свойственно, а вот раньше все люди, многое из нам известного сейчас, понимали так, как дети в наше время 🙂 Вот, например, давайте посмотрим как древние люди представляли себе Землю...

Правильное представление древних людей о Земле сложилось у разных народов не одновременно. Так, например, древние индейцы Землю представляли как плоскость, которая лежит на спинах слонов. Вавилоняне представляли себе в виде , а на западном склоне этой горы находится Вавилония.

Они знали, что на востоке Вавилона красуются высокие горы, а на юге – разливается прекрасное . И поэтому они думали, что Вавилония располагается на западном склоне «мировой» горы. Вокруг этой горы плещется море и на него опирается твердое небо, как перевернутая чаша – это небесный мир, в котором есть воздух, вода и суша, как и на Земле.

Пояс из 12 знаков зодиака – это небесная суша. Приблизительно на протяжении месяца, Солнце ежегодно бывает в каждом из этих созвездий. Луна, Солнце и 5 планет движутся по этому поясу суши. Под землей располагается ад – бездна, в которую спускаются души умерших после смерти. Через это подземелье ночью проходит Солнце из западного края Земли до восточного края Земли, и опять начинает свой дневной путь по небу.

Люди думали, что Солнце садится в море и встает из него, потому что так казалось им из наблюдений за закатом Солнца за морской горизонт. Из этого можно сделать выводы, что древние вавилоняне имели представление о Земле из наблюдений за природой, но их в этом ограничивал недостаток знаний.

География много чем может быть благодарна древним грекам.

В поэмах «Одиссея» и «Илиада» Гомера можно найти очень интересное описание представления древних греков о Земле. В них говорится, что Земля – это как диск, который напоминает воинский щит. Река под названием Океан омывает сушу изо всех сторон. Солнце плывет по медному небосклону, который раскинулся над Землей и каждый день поднимается из вод Океана на востоке и погружается на западе.

В представлении греческого философа Фалеса, это как жидкая масса, а внутри этой массы находится большой пузырь в форме полукруга. Небосвод – это вогнутая поверхность пузыря, а на плоской нижней поверхности плавает .

Философ Анаксимандр – современник Фалеса, представлял Землю в виде отрезка цилиндра или колонны, а мы живем на одной из его основ. Большой круглый остров Ойкумена – суша, которая занимает средину Земли, омывается . А посредине этого острова есть большой бассейн, который разделяет остров на приблизительно ровные две части, которые называются: и .

В средине Европы располагается Греция, а в центре Греции – город Дельфы («пуп Земли»). Земля – центр Вселенной, так считал Анаксимандр. На восточной стороне неба восход Солнца и других светил, а на западной его стороне – их закат, он объяснял их движением по кругу: по его мнению, видимый небосклон – это только половина круга, а другая половина круга – находится под ногами.

Землю круглой уже признали последователи древнегреческого ученого Пифагора . И другие планеты они тоже считали круглыми.

Доказательства того, что Земля круглая, а не плоская постепенно начали появляться после дальних путешествий. Путешественники заметили при продвижении на юг, что в этой части неба над горизонтом поднимаются звезды пропорционально пройденному пути и появляются новые звезды (которых не было раньше видно) над Землей. И наоборот, в северной части неба – звезды спускаются вниз и совсем исчезают за горизонтом.

Так же подтверждением того, что Земля круглая было наблюдение за отдаляющимися кораблями. Корабль постепенно исчезает за горизонтом. Вот корпус корабля спрятался, и над морской поверхностью осталась видимой только мачта. А потом и она исчезла. Из этого всего люди сделали выводы о том, что Земля имеет форму круга.

Аристотель (древнегреческий ученный) для доказательства того, что Земля круглая первым использовал наблюдения за Лунным затмением: тень, падающая на полную Луну от Земли, всегда круглая. Земля, во время затемнения, бывает повернута разными сторонами к Луне. Но круглая тень всегда образуется только от круга. Аристотель считал, что все вращается вокруг Земли.

Аристарх Самосский – выдающийся астроном, высказал мнение о том, что все планеты вместе с Землей вращаются вокруг Солнца, а не Солнце вместе с планетами вращаются вокруг Земли. Это и было началом правильного представления древних людей о земле.

Древние индийцы представляли себе Землю, которая держится на спинах 3-х слонов, слоны стоят на черепахе, а черепаха — на змее.

Древние египтяне представляли, что Солнце — это бог, которого называли Ра, и он на своей колеснице мчится по небу и дает им свет. Этим они объясняли перемещение солнца по небу. Землю они считали плоской, а пространство над головой — они считали куполом, который опирается на эту плоскость.

Да уж, человечество... На пути к современному уровню оно прошло много интересных и, как нам сейчас кажется, смешных периодов развития...

Страница в процессе написания…

Представления древних цивилизаций об устройстве мира

Истинные сведения о Земле и её форме появились у людей не сразу, не в одно время и не в одном месте. Однако, выяснить, где именно, у какого народа и когда впервые зародились географические представления уже практически невозможно. Очень мало сохранилось об этом достоверных документов и материальных памятников.

Одна из древнейших культурных стран на Земле – Китай. За несколько тысяч лет до н.э. древние китайцы обладали письменностью, умели изображать местность на картах и составляли географические описания. В Древнем Китае существовало представление, согласно которому Земля имеет форму плоского прямоугольника, над которым на столбах поддерживается круглое выпуклое небо. Разъярённый дракон будто бы согнул центральный столб, вследствие чего Земля наклонилась к востоку. Поэтому все реки в Китае текут на восток. Небо же наклонилось на запад, поэтому все небесные светила движутся с востока на запад.

В не менее древней индийской культуре Земля представляется в виде плоскости, лежащей на спинах слонов. До нашего времени дошли письменные документы из древней Вавилонии. Они имеют давность около 6000 лет и унаследованы вавилонянами от ещё более древних народов. Вавилоняне представляли Землю в виде горы, на западном склоне которой находится Вавилон. Они заметили, что к югу от Вавилона располагается море, а на востоке – горы, через которые вавилоняне не решались переходить. Поэтому им казалось, что их страна находится на склоне «мировой горы». Гора эта круглая и окружена морем, а на море, как опрокинутая чаша, опирается твёрдое небо – небесный мир. На небе, как и на Земле, есть суша, вода и воздух. Небесная суша – это пояс созвездий Зодиака, как плотина, протянувшаяся среди небесного моря. По этому поясу суши движутся Солнце, Луна и пять планет. Под Землёй находится бездна – ад, куда спускаются души умерших; ночью Солнце проходит через это подземелье от западного края Земли к восточному, чтобы утром опять начать свой дневной путь по небу.

Народы, жившие в Палестине, представляли себе Землю иначе, чем вавилоняне. Древние евреи жили на равнине и Землю представляли в виде равнины, на которой кое-где возвышаются горы. Особое место в мироздании евреи отводили ветрам, которые приносят с собой то дождь, то засуху. Обиталище ветров, по их мнению, находится в нижнем поясе неба и отделяет собой Землю от небесных вод: снега, дождя и града. Под Землёй находятся воды, от которых кверху идут каналы, питающие моря и реки. Представление о форме всей Земли у них, видимо, отсутствовало.
Египтяне, финикийцы и древние греки были хорошими мореплавателями: даже на небольших кораблях они смело пускались в далёкие плавания и открывали новые земли. Наблюдения мореплавателей за появлением из-за горизонта кораблей впервые послужило основой для предположения, что Земля имеет выгнутую форму, так как корабль показывается из-за горизонта постепенно, как будто выплывает из-за изгиба океанической поверхности.

Развитие представлений о Земле в античности

Очень многим география обязана эллинам или древним грекам. Самые древние известные нам представления греков о Земле встречаются в поэмах Гомера – «Одиссее» и «Иллиаде» (XII–VIII вв. до н.э.). Из этих описаний видно, что греки представляли себе Землю в виде слегка выпуклого диска, напоминающего щит воина. Сушу со всех сторон обтекает река Океан. Над Землёй находится медный небосвод, по которому движется Солнце, поднимаясь ежедневно из вод Океана на востоке и погружаясь в них на западе. Над дискообразной Землёй с рекой-Океаном опрокинулся подобно огромной чаше, неподвижный небесный свод. Его радиус представлялся равным радиусу Земли. На западе свод опирался на колонны, которые поддерживал титан Атлант.
Первые систематизированные географические научные знания были связаны с эпохой формирования рабовладельческого строя. Особенно высокого уровня древнегреческое общество достигло в VII–VI вв. до н.э. в Милете, Фокее, Эфесе, Приене, Самосе и др. Здесь сильно развивалось мореплавание, и все берега Средиземного моря были усеяны ионийскими колониями.

Среди всех ионийских городов особенно выделялся в экономическом, политическом и культурном отношении Милет, расположенный на берегу Латмийского залива недалеко от устья реки Меандр. Здесь в VII в. до н.э. возникла так называемая ионийская или милетская натурфилософская школа, давшая первых древнегреческих мыслителей – Фалеса, Анаксимандра и Анаксимена. Они создали первые естественнонаучные космогонии. Неотделимой частью этих космогоний были и физико-географические концепции – о форме и размерах Земли, её положении во Вселенной, характере поверхности, процессах, протекающих на суше, в океане и в воздушной оболочке. Известно, что Фалес считал Землю плавающей на воде, подобно куску дерева. Но о том, какую форму имела эта Фалесова плавающая на поверхности океана Земля, мы не имеем точных сведений. Мы также не знаем, чем ограничена у древнего мыслителя вода, служащая её опорой. По всей видимости, Океан он считал беспредельной, ничем не ограниченной плоскостью. Плавающую же Землю, подобно Гомеру и Гесиоду, Фалес видел выгнутым диском. По мнению Анаксимандра, Земля имела форму отрезка круглой колонны, высотой в три раза меньше, чем её диаметр. На одной плоскости живут люди, и Земля находится в центре нашего «мира». Эта догадка Анаксимандра стала, по сути, основой для господствовавшей многие века геоцентрической модели. Открытие наклонного по отношению к горизонту движения небесных тел приводит к пересмотру картины мира, начинаются поиски объяснения этого явления. Так Анаксимен считает, что наклон – всего лишь кажущаяся иллюзия, в то время, когда родоначальники атомизма Анаксагор и Левкипп в V в. до н.э. высказывают мысль о наклоне плоскости Земли. По их мнению, вначале небесные тела двигались вокруг Земли параллельно плоскости её диска, но после того, как «Земля наклонилась к югу», все светила стали «заходить под Землю и восходить над Землёй».

Причину этого они видели по-разному, однако, оба сходились в том, что в результате наклона Земли возникают «обитаемые» и «необитаемые» области в зависимости от близости к Солнцу. Эта догадка была первоосновой теории тепловых поясов и природных зон Земли. Также Анаксагор был первым мыслителем, который стал искать причину зимнего и летнего солнцестояний, считая, что Солнце движется по спирали и гонит перед собой воздух, который становится всё плотнее и у «тропиков» заставляет его поворачивать назад.
Философ Архелай, ученик Анаксагора заметил, что «восход и заход солнца бывает не одновременно во всех частях Земли, как должно было бы быть, если бы Земля была ровной». Объяснение этому он нашел в вогнутости Земли и учил тому, что Земля имеет форму вогнутого диска.

Открытие шарообразной фигуры Земли было одним из самых выдающихся достижений античной науки. До сих пор остаётся спорным вопрос о времени её возникновения и о мыслителе, впервые выдвинувшем её. Многие историки приписывают открытие шарообразности Земли философу Пифагору, другие – Пармениду или даже Фалесу. Шар представлялся им, как самая совершенная фигура, не имеющая ни начала, ни конца.

Наиболее точное определение размеров земного шара сделал древнегреческий учёный Эратосфен Киренский, живший за 200 лет до н.э. Неслучайно именно его называют основателем географии. Совершая путешествия из г. Александрия на юг в Сиену (современный Асуан), люди замечали, что там летом, в тот день, когда солнце бывает выше всего на небе, в полдень оно освещает дно глубоких колодцев, т.е. бывает как раз над головой – в зените. Предметы в этот момент не дают тени. В Александрии же и в этот день солнце в полдень не доходит до зенита, а предметы дают тень.

Эратосфен измерил, на сколько полуденное солнце в Александрии отклонено от зенита, и получил величину, равную 7°12’, что составляет 1/50 окружности. Это ему удалось сделать с помощью прибора, называемого скафисом. Скафис представлял собой чашу в форме полушария. В его центре отвесно укреплялась игла. Тень от иглы падала на внутреннюю поверхность скафиса. Для измерения отклонения солнца от зенита (в градусах) на внутренней поверхности скафиса проводились окружности, помеченные цифрами. Расстояние между Александрией и Сиеной было известно и составляло 5000 стадиев. Если 1/50 окружности Земли равняется 5000 стадиев, то вся окружность составит 250 000, что в переводе равно 39 500 км. Узнав длину окружности Земли, Эратосфен вычислил и её радиус, составивший 6290 км. Так Эратосфен нашёл приблизительно верные размеры Земли, впоследствии подтверждённые измерениями более точных приборов.

К этому времени Аристотель в своих трудах подводит итоги исследований и умозаключений древнегреческих философов, развивая их идеи. Он поддерживает идею шарообразной Земли, а также идею обитаемых и необитаемых поясов, предполагая, что в южном полушарии должна находиться такая же обитаемая ойкумена, а людей, населяющих её, предлагается называть антиподами. Такого же мнения ранее придерживался Платон.

Представления о Земле в Средние века

В 723 г. н. э. во время правления династии Тан китайский астроном И-Синь (683 – 727 гг.) возглавил отряд по измерению длины освещаемых Солнцем теней от предметов и высот Полярной звезды. В результате он получил, что протяжённость одного градуса дуги составляет 132,3 км, что выше истинного приблизительно на 20%. Однако, измерения китайцев всё-таки значительно уступали по точности измерениям Эратосфена, несмотря на то, что он проводил их почти 900 лет назад.

После уничтожения александрийской библиотеки, в смутные годы первых веков нашей эры, всякие научные работы прервались, и новая попытка градусного измерения сделана лишь в 827 году арабами, которые, достигнув политического могущества, в лице своих калифов с любовью покровительствовали развитию точных наук. Калиф Альмамум, сын Гарун–аль–Рашида, приказал своим астрономам измерить дугу меридиана в равнине Синджар, лежащей к западу от реки Тигра и нынешнего города Мосула. В избранной исходной точке, около 35° северной широты, арабские ученые разделились на две группы и направились одна на север, другая на юг, производя измерения арабскими локтями. Эти измерения продолжались до тех пор, пока каждая группа не прошла по меридиану 1°, что определялось имевшимися тогда угломерными инструментами по высотам звезд. Одна группа получила для градуса меридиана величину 56, а другая 56⅔ мили по 4 000 локтей. Второе число было признано точнее первого и принято за величину градуса меридиана. Арабский локоть равен приблизительно 49⅓ сантиметрам, так что длина арабской мили выходит около 1973 метров или 926.3 саженей. От перемножения этого числа на 56⅔ получается длина одного градуса под широтой 35°, которая составляет 111.088 км, что весьма близко к современным определениям.

В Средние века достижения древних, китайцев и арабов европейцами «открывались» заново или долгое время вовсе не признавались, как противоречащие догмам христианской церкви. Из географических сочинений известна «Христианская география» Козьмы Индикоплова VI в. н.э., получившая широкую известность, благодаря тому, что решительно отвергала шарообразность Земли. Огромное значение имеют такие труды, как «Книга» Марко Поло или «Хождение за три моря» Афанасия Никитина, однако, они имеют скорее описательный или этнографический характер и только расширяют сведения европейцев о границах существующего мира.

Лишь в 14 в. «непобедимый доктор» Оксфордского университета Уильям Оккам «посмел» считать вращение Земли возможным. В этот период начинается возрождение землеведческих идей античности, в особенности, тех из них, которые относятся к представлениям о шарообразности Земли. В этом отношении прежде всего следует назвать книгу кардинала Пьера Д’Эйи или Петра Аллиакуса «Изображение мира» 1414 года. В ней впервые в Эпоху Возрождения комментируется «География» Птолемея. Возрождается идея о возможности достичь Индии западным путём, делается разбор точек зрения относительно обитаемости жаркого пояса, оспаривается замкнутость Индийского океана с юга, приводятся доказательства того, что Африка с юга омывается океаном.

Эти идеи вдохновляют многих правителей и мореплавателей. Так в самом конце XV века – в 1498 году Васко да Гама, вдохновлённый подобными идеями, обогнул Африку и достиг берегов Индии. А несколькими годами ранее – в 1492 году Христофор Колумб достиг берегов Америки. Стоит сказать, что целью мореплавателя было достижение Индии, но западным, а не восточным путём. Потому до самой своей смерти Колумб был уверен, что открыл Вест-Индию. А уже совсем скоро – всего через 20 лет, ещё один португальский мореплаватель – Фернан Магеллан совершает первое кругосветное путешествие, окончательно доказав, что Земля имеет форму шара. Правда, сам Магеллан из этого тяжёлого путешествия не вернулся, а через два года плавания из четырёх кораблей экспедиции в порт возвратился только один.

В 1492 г. был создан первый глобус Земли современного типа. Изготовил его астроном и космограф Мартин Бехайм. Глобус Бехайма зафиксировал доколумбовы представления о земном шаре как раз накануне открытия Америки. На нем подробно представлен хорошо известный европейцам Старый Свет, но отсутствует Америка, а Атлантический океан простирается до берегов Восточной Азии. Следующей по времени вершиной в глобусном картографировании считают глобусы «короля картографов», космографа и гравера Герарда Меркатора, его достижения хорошо известны, а имя увековечено в названии проекции, используемой для морских и аэронавигационных карт.

Тем не менее, преследования инакомыслящих учёных продолжались ещё ни одно столетие. В 1500-е годы польский астроном Николай Коперник пишет свою работу, где излагаются идеи гелиоцентрической системы мира, называвшейся «Малый комментарий о гипотезах, относящихся к небесным движениям». Над редакцией своего труда он работал в течение сорока лет.
Можно сказать, что Копернику повезло, потому что его труд был принят католической церковью и даже был признан полезным для грядущей редакции календаря. Но уже после смерти Коперника гелиоцентрическая система была объявлена еретическим учением и запрещена. В том числе за эту идею, а также за ряд еретических высказываний в 1600 году был сожжён на костре Джордано Бруно. Он предполагал, что звезды – это далёкие солнца, а во Вселенной существует не один, а множество миров. В защиту Коперника высказывался и другой выдающийся учёный этой эпохи – Галилео Галилей. В 1611 г. он лично отправляется в Рим, чтобы убедить римского папу в том, что коперниканство не противоречит католицизму. Галилей был изобретателем первого телескопа, благодаря которому сделал немало открытий. По поводу вопроса «не грешно ли смотреть на небо через трубу» была созвана целая комиссия, разрешившая Галилею проводить исследования. Галилею пришлось пройти через суд инквизиции и тюремное заключение, последние годы своей жизни он прожил в изгнании, от своих работ его вынудили публично отречься. Несмотря на это, он с помощью своих учеников продолжал научную деятельность до самой смерти. По легенде последней фразой, сказанной Галилеем были слова: «И всё-таки она вертится». Только в 17 веке гелиоцентрическая система окончательно утвердилась в научном мире.