Рух і Звернення Землі

Автор статті: Ю. Г. Перель

У XVI ст. великий польський вчений Коперник спростував помилкова думка про нерухомість Землі та її центральне положення у Всесвіті. Він довів, що Земля - ​​одна з планет, які обертаються навколо Сонця. Одночасно вона обертається навколо своєї осі. В основі відкриття Коперника було правильне переконання, що не завжди видимі руху тіл є їх дійсним рухом. Коли, наприклад, корабель плавно відходить від берега, то тим, хто знаходиться на ньому, здається, що рухається не судно, а берег.

Так само всім нам на Землі здається, що Земля нерухома, а Сонце і весь небосхил рухаються навколо Землі. Але коли було встановлено, що Земля рухається навколо Сонця і обертається навколо своєї осі, то спостережувані руху небесних світил отримали правильне пояснення. Щоденний схід Сонця на сході і візит його на заході пояснюються тим, що сама Земля разом з нами щодоби обертається із заходу на схід назустріч Сонцю. Річному рухові Сонця по небу - це відображення руху Землі навколо Сонця.

Видимі руху планет - це не здаються, а дійсні їх руху, але звертаються вони не навколо Землі, а навколо Сонця. І тільки відносно Місяця виявилося, що вона дійсно рухається навколо Землі і є її супутником. Земля здійснює за 23 години 56 хвилин 4,1 секунди повний оборот навколо своєї осі. Земна вісь - це пряма лінія, навколо якої обертається Земля. Вона перетинається з поверхнею Землі в двох точках, званих полюсами (Північним і Південним). Час повного оберту Землі навколо її осі і є добу.

Рис. Схема руху Землі навколо Сонця і зміни пір року.

Земля сплюснута біля полюсів . Така форма Землі - один з доказів обертання її навколо осі.

Спостерігаючи здається добове обертання зоряного неба, можна помітити, що воно як би відбувається навколо деякої осі, яку назвали віссю світу. Вона перетинає небесний звід (небесну сферу) в двох точках, які називаються Північним і Південним полюсами світу. Північний полюс світу знаходиться близько Полярної зірки.

Якщо ми подумки перенесемося в південну півкулю, то там на небесній сфері знайдемо Південний полюс світу.

Площина, перпендикулярна осі світу і проходить через око спостерігача, називається площиною небесного екватора. Перетин цієї площини з небесною сферою дає лінію небесного екватора. Неважко помітити, що зірки, розташовані близько полюсів світу, рухаються по невеликих колах; чим ближче до небесного екватора, тим більше їх шлях по небу. Це здається рух зірок є відображенням обертання Землі навколо своєї осі.

При щодобових рухах зірки ніколи не змінюють свого розташування. (Більш докладно про це можна прочитати у 2 т. ДЕ ).

Знання небесної сфери має велике значення для географічної науки. Воно дає можливість визначати точне положення на земній кулі будь-якої точки, т. Е. Широту і довготу місця.

Якщо подорожувати в північній півкулі Землі в напрямку з півночі на південь, то Полярна зірка (а з нею і полюс світу) виявляється все ближче до горизонту. Так було встановлено, що висота Полярної зірки над горизонтом, виражена в кутових мірах - градусах і хвилинах, - це географічна широта даного місця на Землі.

Визначення довготи того чи іншого місця на Землі складніше, але і воно засноване на спостереженнях небесних світил.

Земля рухається навколо Сонця не по колу, а по замкнутій кривій - еліпсу, який мало відрізняється від кола.

Еліпс, по якому рухається Земля навколо Сонця, називається орбітою Землі. У еліпса є центр, де перетинаються велика і мала осі. На великий осі по обидва боки від центру, на рівній відстані від нього знаходяться особливі точки, так звані фокуси. В одному з них розташоване Сонце, тому відстань від Землі до Сонця постійно змінюється. Земля ближче до Сонця на початку січня, а далі від нього - на початку липня. Якби при русі Землі її вісь була б розташована під прямим кутом до орбіти, а площину екватора збігалася б з площиною орбіти, то сонячні промені освітлювали і зігрівали б Землю однаково протягом усього року. Правда, по поверхні Землі вони розподілялися б нерівномірно. Як і тепер, на екваторі було б жарко, а чим ближче до полюсів, тим холодніше. Але в кожній місцевості температура залишалася б цілий рік незмінною - не було б ні зими, ні літа, ні весни, ні осені, а день і ніч мали б цілий рік однакову тривалість.

Насправді екватор Землі нахилений до її орбіти на 23 ° 27 '. Тому сонячні промені протягом року по-різному висвітлюють північну і південну півкулі. На Землі через нерівномірність освітлення і нагрівання її сонцем відбуваються сезонні зміни погоди, які ми називаємо зміною пір року.

Але одні й ті ж часи року в північній і південній півкулях наступають в різні календарні терміни.

У північній півкулі астрономи вважають початком літа 22 червня, тому що це найдовший день у цій півкулі. В цей час земна вісь розташована таким чином, що північну півкулю нахилене до Сонця, а південне - від Сонця. При такому положенні Землі найбільшою мірою висвітлюється і зігрівається її північну півкулю. Південна півкуля «ображено» Сонцем: там 22 червня - початок зими. І в ті самі дні, коли ми, жителі північної півкулі, найбільше розпещені сонячним світлом і теплом, з далекої Антарктиди приходять звістки про морозах, що досягають 70 °, а іноді і більше 80 °.

Зовсім Протилежна картина спостерігається через півроку - 22 грудня. У цей час Земля, рухаючись по своїй орбіті, буде знаходитися в точці, протилежної тій, в якій вона була 22 червня. Тепер південну півкулю буде в найбільшій мірі висвітлюватися Сонцем і отримає більше тепла і світла. У південній півкулі 22 грудня розпочинається літо, а в північному - зима.

У північній півкулі 22 червня - найдовший день і найкоротша ніч, в південному - найкоротший день. 22 грудня, навпаки, - найкоротший день у північній півкулі і найдовший в південному.

Протягом року в кожному з обох півкуль взимку і навесні поступово збільшується день і зменшується ніч, а влітку і восени - зменшується день і збільшується ніч. Довжина дня залежить від широти місця. На північ від полярного кола до полюса Сонце влітку не опускається за горизонт. У напрямку до екватора довжина дня зменшується. Взимку спостерігається зворотна картина: за полярним колом Сонці не сходить і ніч зменшується у напрямку до екватора. Два рази на рік - 21 березня (початок астрономічних весни в північній і осені в південній півкулі) і 23 вересня (початок астрономічних осені в північному і весни в південній півкулі) - Земля займає таке положення, коли її північну і південну півкулі висвітлюються однаково. У ці дні в обох півкулях день і ніч тривають по 12 годин. Ці дні тому і називаються днями весняного і осіннього рівнодення.

Таким чином, завдяки руху Землі навколо Сонця і незмінного нахилу земної осі до площини її орбіти відбувається зміна пір року. Цим же пояснюється зміна величини дня і ночі протягом року на різних широтах.

Так як сонячні промені зігрівають і освітлюють Землю нерівномірно, то на Землі не може бути єдиного клімату, а є кілька кліматичних поясів (див. Стор. 223).

Рис. При русі Землі навколо Сонця земна вісь нахилена до площини свого шляху під одним кутом.

Навколо Північного і Південного полюсів розташовуються холодні пояси. Межі їх - уявні лінії, що проходять навколо Землі на 66 °, 5 від екватора. Ці лінії називаються полярними колами - північним і південним.

Уявна лінія, що проходить навколо Землі і відокремлює жаркий пояс від помірного поясу північної півкулі, називається північним тропіком, а така ж лінія в південній півкулі - південним тропіком. Обидва тропіка розташовані на відстані 23 ° 30 'від екватора.

* * *

А чи не може так статися, що раптом орбіта Землі зміниться і умови освітлення і нагрівання нашої планети стануть іншими, такими, що життя на ній буде неможлива? Ні, це не відбудеться. Адже Земля й інші планети існують вже декілька мільярдів років і рухаються по своїх орбітах. Ці орбіти, як кажуть астрономи, стійкі, і в сонячній системі немає таких сил, які могли б «зрушити» планети з їх орбіт.

Чи вигідно розташована Земля в сонячній системі і чи виграємо ми від того, що живемо на Землі, а не на який-небудь інший планеті?

Щоб відповісти на це питання, треба згадати, що для життя необхідні світло і тепло, які планети отримують від Сонця. І зрозуміло, що, чим далі планета від Сонця, тим менше цих благ вона отримує від нього.

Ми знаємо, що на одній стороні Меркурія така висока температура, що ніякі живі істоти не витримають цього спека, а на іншій стороні дуже низька температура. На далеких планетах, починаючи з Юпітера, занадто холодно і занадто мало світла, щоб там могла існувати життя. Тільки три планети - Венера, Земля і Марс - знаходяться на таких відстанях від Сонця, при яких отримують від нього достатньо світла і тепла.

Але світло і тепло - це ще не все. Для життя потрібна атмосфера без надлишку шкідливих газів, з достатнім вмістом кисню, потрібна вода, яка у великій кількості входить до складу живих організмів. На Землі все це є. У розрідженій атмосфері Марса не виявлено кисню і немає ознак, що на планеті є вода в рідкому стані. Венеру оточує щільна атмосфера, але ми не знаємо, з яких газів складаються її нижні шари і що робиться на її поверхні, а отже, не знаємо, чи може там існувати життя. Таким чином, в сонячній системі Земля займає дуже вигідне географічне розташування і має, як кажуть, оптимальні (найкращі) умови для розвитку життя.

Вигідне чи для землян положення займає Сонце в нашій зоряній системі (Галактиці)? Виявляється, що це положення не має для нас значення. Умови життя на Землі залежать від Сонця і зовсім не залежать від інших зірок. І якби могло так статися, що Сонце зі своїми планетами пішло з нашої зоряної системи, то на Землі нічого не змінилося б.

Наша Земля як би піщинка в світовому просторі. Але вона займає у Всесвіті своє місце. Вона існує і буде існувати мільярди років. Земля - ​​батьківщина і обитель людства, і тому найперше завдання людей - вивчати свою планету і використовувати її багатства для свого прогресу.