Факт или Вымысел | Распространённые заблуждения о планете Земля

На первый взгляд, Земля кажется идеальным шаром, особенно когда мы наблюдаем её из космоса. Однако при более тщательном изучении становится очевидно, что её форма несколько отличается от идеальной сферы. Земля представляет собой сплюснутый у полюсов и расширенный у экватора эллипсоид, который геодезисты называют геоидом.

Эта незначительная на первый взгляд разница в форме имеет большое значение при проведении точных измерений на поверхности планеты. Если мы будем считать Землю идеальным шаром при расчёте координат или расстояний, то получим неточности, которые могут быть критичными в навигации, геодезии и других областях. Например, системы спутниковой навигации, такие как GPS, учитывают эллипсоидальную форму Земли для обеспечения высокой точности определения местоположения.

Причиной такой формы является вращение Земли вокруг своей оси. Это вращение создаёт центробежную силу, которая слегка «раздувает» планету в области экватора. Кроме того, масса Земли распределена неравномерно, что также влияет на её форму и гравитационное поле.

На первый взгляд может показаться, что с увеличением высоты температура воздуха постоянно и равномерно падает. И действительно, до определённой точки это так: поднимаясь на каждый километр в пределах первых 11 километров атмосферы, температура снижается примерно на 6,5 °C, достигая около –56,6 °C на высоте 11 километров.

Однако атмосфера Земли — это не просто однородный слой воздуха, а сложная система, разделённая на несколько слоёв с разными физическими и химическими свойствами. После отметки в 11 километров начинается стратосфера, где температура ведёт себя уже иначе. В диапазоне от 11 до 25 километров температура почти не меняется, оставаясь стабильной.

Но вот между 25 и 40 километрами происходит неожиданное: температура начинает повышаться, поднимаясь от –56,5 °C до +0,8 °C. На высоте около 40 километров она достигает примерно 0 °C и сохраняется на этом уровне до высоты около 55 километров.

Далее, в мезосфере, температура снова начинает падать, уменьшаясь на 0,25–0,3 °C на каждые 100 метров подъёма. На высоте около 90 километров столбик термометра опускается до –90 °C — это самый холодный участок в вертикальном распределении температуры атмосферы.

Но и это не конец температурных сюрпризов. Выше 90 километров, в термосфере, температура снова начинает расти и к высотам 200–300 километров достигает впечатляющих значений порядка 1500 Кельвинов (примерно +1226 °C). После этого она остаётся почти неизменной на больших высотах.

Такие колебания температуры связаны с различными процессами, происходящими в каждом слое атмосферы. Например, в стратосфере повышение температуры обусловлено поглощением ультрафиолетового излучения озоновым слоем, а в термосфере — поглощением солнечной радиации разреженными газами.

Понимание того, как действительно распределяется температура с высотой, не только развеивает распространённые заблуждения, но и имеет практическое значение. Это важно для авиации, космонавтики и метеорологии, помогая прогнозировать погодные условия и обеспечивать безопасность полётов. Атмосфера Земли — это сложная и динамичная система, полная неожиданных изменений и удивительных явлений, которые продолжают привлекать внимание учёных и исследователей.

Может показаться логичным, что чем глубже мы погружаемся в недра Земли, тем сильнее становится сила притяжения. Однако на самом деле происходит обратное: по мере движения к центру планеты гравитация постепенно уменьшается, и в самом центре наступает состояние невесомости. Это объясняется тем, что масса Земли начинает окружать вас со всех сторон, и гравитационные силы взаимно уравновешиваются.

Представьте Землю как идеальный шар с равномерно распределённой плотностью. В таком случае расчёты показывают, что сила притяжения линейно уменьшается с глубиной. Но наша планета гораздо сложнее. В земной коре имеются области с более высокой плотностью и пустоты, а мантия не однородна по составу и структуре. Из-за этого центр тяжести Земли может быть смещён относительно её геометрического центра.

Это означает, что зона невесомости находится не точно в центре планеты, а немного в стороне — там, где располагается её реальный центр масс. Такое смещение влияет на гравитационное поле Земли и учитывается в геофизических исследованиях и при моделировании внутренних процессов планеты.

Многие считают, что смена сезонов на Земле происходит из-за того, что планета то приближается к Солнцу, то отдаляется от него. Однако это распространённое заблуждение. На самом деле, причина кроется в наклоне земной оси вращения относительно плоскости её орбиты вокруг Солнца.

Земная ось наклонена примерно на 23,5 градуса. Этот наклон остаётся практически постоянным по мере того, как Земля совершает полный оборот вокруг Солнца за год. Именно из-за этого наклона в разные времена года разные полушария Земли получают разное количество солнечного света и тепла.

Когда Северное полушарие наклонено к Солнцу, на этой части планеты наступает лето. Солнце поднимается выше над горизонтом, дни становятся длиннее, и поверхность получает больше солнечной энергии. В это же время в Южном полушарии, которое наклонено от Солнца, наступает зима с короткими днями и низким положением Солнца на небосводе.

Через полгода ситуация меняется на противоположную: теперь Южное полушарие наклонено к Солнцу, и там наступает лето, а в Северном полушарии — зима. Таким образом, смена сезонов обусловлена не расстоянием до Солнца, а тем, какая часть Земли более освещена из-за наклона оси.

Интересно отметить, что в январе, когда в Северном полушарии зима, Земля на самом деле находится на минимальном расстоянии от Солнца — в точке орбиты, называемой перигелием. А в июле, когда в Северном полушарии лето, планета находится в афелии — на максимальном расстоянии от светила. Но эта разница в расстоянии (около 5 миллионов километров) не оказывает существенного влияния на температуру, потому что распределение солнечной энергии зависит главным образом от угла падения солнечных лучей, связанного с наклоном оси.

Кстати, само слово «климат» имеет прямое отношение к этому явлению. Оно происходит от древнегреческого слова «κλίμα» (klima), что означает «наклон» или «склон». Это подчёркивает важность наклона земной оси в формировании климатических условий на планете.

Астрономы различают несколько типов суток, и понятие «сутки» не такое постоянное, как может показаться.

Солнечные сутки, которые мы используем в повседневной жизни, определяются как время, за которое Земля совершает один полный оборот вокруг своей оси относительно Солнца. Это период между двумя последовательными верхними кульминациями Солнца — моментами, когда оно находится в самой высокой точке на небе. Однако истинные солнечные сутки не являются строго постоянными. В течение года их продолжительность немного меняется из-за эллиптической формы орбиты Земли и наклона её оси. Это приводит к тому, что солнечные сутки то удлиняются, то укорачиваются на небольшие промежутки времени.

Кроме того, существует понятие звёздных суток. Если вместо Солнца взять за точку отсчёта далёкую «неподвижную» звезду, то период вращения Земли вокруг своей оси относительно этой звезды будет немного короче. Звёздные сутки составляют примерно 23 часа 56 минут 4 секунды, что на 3 минуты 56 секунд меньше, чем средние солнечные сутки. Это происходит потому, что за время одного полного оборота вокруг своей оси Земля успевает немного продвинуться по орбите вокруг Солнца. Поэтому для того, чтобы Солнце вновь оказалось в том же положении на небе, Земле нужно повернуться чуть больше, чем на 360 градусов.

Эта разница между солнечными и звёздными сутками имеет важное значение в астрономии и навигации. Например, звёздные сутки используются для точного позиционирования телескопов и спутников, а также для составления звёздных карт.

Таким образом, привычное нам разделение времени на 24 часа в сутках, 60 минут в часе и 60 секунд в минуте — это упрощённая модель, которая удобна для повседневной жизни, но не отражает всей сложности движения нашей планеты. Время — вещь относительная, и его измерение зависит от выбранной точки отсчёта и множества астрономических факторов. Понимание этих нюансов открывает перед нами удивительные аспекты работы Вселенной и позволяет ценить точность и сложность систем, которые мы используем каждый день.

Существует распространённый миф, что Великая китайская стена — единственный рукотворный объект, видимый из космоса невооружённым глазом. Однако на самом деле увидеть её с орбиты Земли практически невозможно без специальных инструментов. Стена построена из материалов, которые по цвету и текстуре сливаются с окружающим ландшафтом, а её ширина не превышает нескольких метров, что делает её незаметной с большой высоты.

Астронавты Международной космической станции, находящейся на высоте около 400 километров над поверхностью Земли, отмечают, что даже при идеальных погодных условиях и зная точное местоположение стены, различить её крайне сложно. Для этого требуется использование мощных телескопов или камер с высоким разрешением.

Интересно, что другие рукотворные объекты гораздо легче заметить из космоса. Взлётно-посадочные полосы международных аэропортов благодаря своим длинным прямым линиям и контрастному покрытию выделяются на фоне окружающей местности. Египетские пирамиды, расположенные на фоне светлых песков пустыни, также хорошо различимы из космоса из-за своей формы и контраста с окружением.

Многие полагают, что самое сухое место на Земле — это пустыня Сахара, известная своими жаркими температурами и бескрайними песчаными дюнами. Однако, если измерять сухость по годовому количеству осадков, этот титул по праву принадлежит... Антарктиде!

Да, вы не ослышались. На самом холодном континенте планеты находятся три уникальные области, известные как Сухие долины Мак-Мердо. Эти долины поражают тем, что дождей и снегов здесь не было на протяжении по крайней мере двух миллионов лет! Окружённые горами, которые блокируют поступление влаги, и подвергающиеся постоянным сильным ветрам, эти долины практически лишены льда и снега, что делает их самыми засушливыми местами на Земле.

Подробнее о самых сухих местах нашей планете читайте в нашей статье «Где находится самое сухое место на Земле?»

Многие из нас привыкли считать, что именно леса производят основную часть кислорода в атмосфере. Хотя зелёные растения действительно играют важную роль в процессе фотосинтеза, поглощая углекислый газ и выделяя кислород, леса — не единственные и даже не главные участники этого процесса.

На самом деле, главным поставщиком кислорода на Земле являются микроскопические водоросли, живущие в морях и океанах, — фитопланктон. Эти крошечные организмы, невидимые невооружённым глазом, ответственны за производство более половины всего атмосферного кислорода. Обширные водные просторы планеты предоставляют им идеальные условия для размножения и фотосинтеза, что делает их незаменимыми участниками глобального обмена газов.

Подробнее об этом читайте в нашей статье «Какие растения производят основной объём кислорода на планете»

Многие верят, что водяная воронка в раковине закручивается в одну сторону в Северном полушарии и в противоположную — в Южном. Это заблуждение связано с эффектом Кориолиса, описанным французским математиком Густавом Кориолисом в 1833 году. Силы Кориолиса действительно влияют на движение больших масс воды и воздуха на нашей планете. Например, они объясняют, почему в Северном полушарии реки чаще размывают правые берега, а в Южном — левые, и почему циклоны закручиваются в разных направлениях в разных полушариях.

Однако, когда дело касается небольших объёмов воды, как в раковине или ванне, силы Кориолиса становятся практически незаметными. В этих масштабах направление закручивания водяной воронки зависит от множества других факторов: формы и симметрии раковины, положения сливного отверстия, начального движения воды при сливе и даже малейших неровностей поверхности. Даже малые случайные воздействия могут определить, в какую сторону закрутится вода.

Таким образом, независимо от того, находитесь ли вы в Северном или Южном полушарии, вода в вашей раковине может закручиваться как по часовой стрелке, так и против неё. Эффект Кориолиса начинает играть заметную роль только на больших масштабах, таких как океанические течения или атмосферные явления.