Лекция № 1. Общие сведения о форме и размерах

Форма Земли - плоскость (блюдо), плавающее на трех китах, так считали в глубокой древности. Затем, по мере накопления знаний, появились догадки о том, что Земля имеет форму шара. В XI в. до н.э. древнегреческий ученый Пифагор высказал об этом предположение, которое подтвердил египетский математик Эратосфен, определив радиус Земли. В 827 г. арабские ученые непосредственно измерили длину дуги меридиана в 10 на широте 35° (к западу от р. Тигр) и получили результат 111,8 км, близкий к современным данным (110,9 км). Вследствие достижений математики, физики и оптики в 1609-1611 гг. была изобретена зрительная труба. Но во времена фараона Рамзеса XXI жрецы демонстрировали фараону неизвестные оптические приспособления, позволяющие видеть войско противника на расстоянии невооружённым глазом.

В 1620 г. был изобретен верньер - приспособление для оценки дробной части деления шкалы.

Все это привело к усовершенствованию геодезических инструментов. В это же время голландский ученый Снолиус (1591-1626 гг.) применил метод триангуляции, позволяющий определять с высокой точностью значительные расстояния на местности.

К концу XVII столетия Ньютон и Гюйгенс пришли к выводу, что Земля имеет форму шара, несколько сплюснутого у полюсов, и перед геодезией встала научная задача по определению фигуры и размеров Земли.

С середины XVIII в. все крупные страны приступили к топографическим съемкам своих территорий, чему способствовали войны.

В России геодезические работы проводились уже в XI в. (измерена ширина Керченского пролива). В 1570 г. (правление Ивана Грозного) было закончено составление карты Московского государства в масштабе 1:1800000, известной под названием «Большой чертеж». В 1731 г. была издана карта «Новая генеральная карта

Российской империи (времена Петра I). В 1745 г. был создан «Атлас Российский». С 1757 по 1763 гг. Географическим департаментом Академии наук весьма плодотворно руководил М.В. Ломоносов.

В начале XIX в. был изобретен повторительный теодолит с точными отсчетными приспособлениями. В развитие геодезии как науки неоценимый вклад внесли русские ученые: А.П. Болотов, А.Н. Савич, И.И. Померанцев, А.А. Гедеонов и многие другие.

15 марта 1919 г. Председатель Совета Народных Комиссаров В.И. Ленин подписал декрет о создании Высшего Геодезического Управления, в дальнейшем переименованного в ГУГК (Главное Управление Геодезии и Картографии). Неоценимый вклад в развитие отечественной геодезии внесли ученые геодезисты: Ф.Н. Красовский, А.А. Изотов, Н.А. Урмаев, А.С. Чеботарев и другие.

Поверхность Земли общей площадью 510 млн км2 разделяется на мировой океан (71 %) и сушу (29 %). Средняя глубина мирового океана - 3800 м, средняя высота суши над средним уровнем воды океана - около 875 м. Поскольку поверхность океана составляет % всей поверхности планеты, то приближение ее можно принять за общую форму Земли. Поверхность же суши и дно океана изучать относительно поверхности мирового океана.

Форма Земли

Рис. 1. Форма Земли

Уровенная поверхность всюду горизонтальна, т.е. в любой ее точке перпендикулярна к направлению отвесной линии в этой точке. В 1873 г. немецкий физик И.Б. Листинг предложил назвать геоидом фигуру, образованную уровенной поверхностью. Из вышеизложенного следует, что фигура геоида определяется направлением отвесных линий; в свою очередь отвесные линии имеют свое положение в зависимости от распределения масс в Земле. Ввиду того что массы внутри Земли располагаются неравномерно, геоид имеет очень сложную форму, которую выразить математически не представляется возможным, тем более определить ее точные размеры. Поэтому условно заменили форму геоида на эллипсоид. Форма эллипсоида получается при вращении эллипса вокруг малой оси. Такая форма, как показали фундаментальные исследования, наиболее близка к форме геоида и является математической формой. В 1940 г. под руководством Ф.Н. Красовского были определены размеры земного эллипсоида: РР - полярная ось, QQ - экватор, а - коэффициент сжатия. Эллипсоид с определенными размерами, ориентированный в теле Земли, называется референц-эллипсоидом.

а = 6378245 в = 6356863

Референц-эллипсоид Ф.Н. Красовского

Рис. 2. Референц-эллипсоид Ф.Н. Красовского

До недавней поры бытовало мнение, что наша планета своей формой напоминает шар. И неудивительно, что так и укрепилось название - «земной шар». Затем в шестидесятых годах прошлого столетия специальное оборудование «поправило» наши представления, добавив, что Земля формой напоминает грушу. Несколько позже специалисты технического вуза из швейцарского города Цюриха получили новые сведения от спутников и пришли к выводу, что укоренившийся у нас стереотип «планета-груша» также требует пересмотра. Оказалось, что на Земле существует большое количество «горбов» и «ям», которые в значительной степени изменяют форму планеты. Исходя из таких предположений специалистов из Цюриха, за дело принялись ученые - геодезисты из Мюнхена. Они проанализировали данные, полученные от 21 спутника Земли, добавили к ним сведения, полученные американским спутником, и эти факты были представлены компьютеру. Используя графопостроитель, бесстрастная машина выдала такой рисунок нашей планеты Земля (рис. 3).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >