Ģeodēzija un Zemes izmērs un forma

Zeme, kuras vidējais attālums no saules ir 92,955,820 jūdzes (149 597 890 km), ir trešā planēta un viena no unikālākajām planētām Saules sistēmā. Tā veidojas pirms aptuveni 4,5 līdz 4,6 miljardiem gadu, un tā ir vienīgā planēta, kas uzturas dzīvībai. Tas notiek tādu faktoru dēļ kā atmosfēras sastāvs un fizikālās īpašības, piemēram, ūdens klātbūtne vairāk nekā 70,8% planētas ļauj dzīvībai plaukt.

Tomēr Zeme ir unikāla arī tāpēc, ka tā ir lielākā no sauszemes planētām (tām, uz kurām ir plāns iežu slānis virsmas, nevis tās, kuras galvenokārt veido tādas gāzes kā Jupiters vai Saturns), pamatojoties uz tās masu, blīvumu un diametru. Zeme ir arī piektā lielākā planēta visā pasaulē Saules sistēma.

Zemes, kā lielākās no sauszemes planētām, aptuvenā masa ir 5,9736 × 10²⁴ Kilograms. Tās tilpums ir arī lielākais no šīm planētām ar izmēru 108,321 × 10¹⁰km³.

Turklāt Zeme ir visblīvākā no sauszemes planētas jo to veido garoza, mantija un kodols. Zemes garozā ir plānākais no šiem slāņiem, kamēr mantija veido 84% no Zemes tilpuma un sniedzas 1800 jūdzes (2900 km) zem virsmas. Tas, kas padara Zemi par blīvāko no šīm planētām, tomēr ir tās kodols. Tā ir vienīgā sauszemes planēta ar šķidru ārējo kodolu, kas ieskauj cietu, blīvu iekšējo kodolu. Zemes vidējais blīvums ir 5515 × 10 kg / m

Zeme tiek klasificēta kā lielākā no sauszemes planētām, ņemot vērā arī tās apkārtmēru un diametru. Pie ekvatora Zemes apkārtmērs ir 24 901,55 jūdzes (40,075,16 km). Starp ziemeļu un dienvidu poliem tas ir nedaudz mazāks pie 40 858 km 24,859,82 jūdzes. Zemes diametrs pie poliem ir 7,899,80 jūdzes (12,713,5 km), bet tas ir 7,926,28 jūdzes (12,756,1 km) pie ekvatora. Salīdzinājumam - lielākās Zemes Saules sistēmas planētas Jupitera diametrs ir 88 846 jūdzes (142 984 km).

Zemes apkārtmērs un diametrs atšķiras, jo tās forma patiesas sfēras vietā ir klasificēta kā oblāts sfēras vai elipsoīds. Tas nozīmē, ka poliem tā vietā, lai visos apgabalos būtu vienāds apkārtmērs, tie tiek sabiezināti, kā rezultātā pie ekvatora rodas izspiesšanās, un tādējādi tur ir lielāks apkārtmērs un diametrs.

Ekvatoriālā izspiesšanās Zemes ekvatorā tiek mērīta 26,7 jūdzes (42,72 km) un to izraisa planētas rotācija un gravitācija. Smagums pati par sevi liek planētām un citiem debess ķermeņiem sarauties un veidot sfēru. Tas notiek tāpēc, ka tas visu objekta masu velk pēc iespējas tuvāk smaguma centram (šajā gadījumā Zemes kodolam).

Tā kā Zeme griežas, šo sfēru izkropļo centrbēdzes spēks. Tas ir spēks, kas liek objektiem virzīties uz āru no smaguma centra. Tāpēc, Zemei rotējot, centrbēdzes spēks ir vislielākais pie ekvatora, tāpēc tas tur rada nelielu izspiešanos, piešķirot šim reģionam lielāku apkārtmēru un diametru.

Vietējai topogrāfijai ir nozīme arī Zemes formā, taču globālā mērogā tās loma ir ļoti maza. Vietējās topogrāfijas atšķirības visā pasaulē ir lielākās Everests, augstākais punkts virs jūras līmeņa 29 035 pēdas (8850 m) un Marianas tranšeja, zemākais punkts zem jūras līmeņa 35 840 pēdas (10 924 m). Šī atšķirība ir tikai 19 jūdžu apmēram 12 jūdzes, kas kopumā ir diezgan mazsvarīgs. Ja ņem vērā ekvatoriālo izspiešanos, pasaules augstākais punkts un vistālāk no Zemes centrs ir Chimborazo vulkāna virsotne Ekvadorā, jo tā ir augstākā virsotne, kas ir vistuvāk ekvatora. Tā augstums ir 20 561 pēdas (6267 m).

Lai nodrošinātu precīzu Zemes izmēra un formas izpēti, tiek izmantota ģeodēzija, zinātnes nozare, kas atbild par Zemes izmēra un formas mērīšanu ar apsekojumiem un matemātiskiem aprēķiniem.

Vēstures gaitā ģeodēzija bija nozīmīga zinātnes nozare, jo agrīnie zinātnieki un filozofi mēģināja noteikt Zemes formu. Aristotelis ir pirmā persona, kurai kreditēts mēģinājums aprēķināt Zemes lielumu, un tāpēc viņš bija agrīnais ģeodēzists. Grieķu filozofs Eratosthenes sekoja un varēja noteikt Zemes apkārtmēru 25 000 jūdžu attālumā, tikai nedaudz pārsniedzot šodien pieņemtos mērījumus.

Lai pētītu Zemi un izmantotu ģeodēziju mūsdienās, pētnieki bieži atsaucas uz elipsoīdu, ģeoīdu un datums. Elipsoīds šajā laukā ir teorētisks matemātiskais modelis, kas parāda vienmērīgu un vienkāršotu Zemes virsmas attēlojumu. To izmanto, lai izmērītu attālumus uz virsmas, neņemot vērā tādas lietas kā augstuma izmaiņas un zemes formas. Lai ņemtu vērā Zemes virsmas realitāti, ģeodēzisti izmanto ģeoīdu, kas ir forma, kura ir veidota, izmantojot globālo vidējo jūras līmeni un rezultātā ņem vērā augstuma izmaiņas.

Tomēr šodien visa ģeodēziskā darba pamatā ir atsauces punkts. Tie ir datu kopumi, kas kalpo par atskaites punktiem globālā uzmērīšanas darbā. Ģeodēzijā ASV ir divi galvenie atsauces punkti, ko pārvadāšanai un navigācijai izmanto, un tie veido daļu no Nacionālā telpisko atsauču sistēma.

Mūsdienās tādas tehnoloģijas kā satelīti un globālās pozicionēšanas sistēmas (GPS) ļaut ģeodēzistiem un citiem zinātniekiem veikt ārkārtīgi precīzus Zemes virsmas mērījumus. Faktiski tā ir tik precīza, ka ģeodēzija var atļaut navigāciju visā pasaulē, taču tā ļauj pētniekiem arī izmērīt mazo izmaiņas Zemes virsmā līdz centimetru līmenim, lai iegūtu visprecīzākos Zemes izmēra un forma.