測地学と地球の大きさと形

私たちの故郷の惑星を測定する科学

マーク・エドワード・ハリス/ゲッティイメージズ

地球は、太陽からの平均距離が 92,955,820 マイル (149,597,890 km) で、3 番目の惑星であり、太陽系で最もユニークな惑星の 1 つです。これ 形成された 約 45 億年から 46 億年前の惑星であり、生命を維持することが知られている唯一の惑星です。これは、大気組成や、地球の 70.8% を超える水の存在などの物理的特性などの要因により、生命の繁栄が可能になっているためです。

地球は、その質量、密度、直径。地球は全体で 5 番目に大きい惑星でもあります 太陽系 .

地球の大きさ

地球型惑星の中で最大の地球の推定質量は 5.9736 × 10 です。²⁴kg。また、その体積は 108.321 × 10 で、これらの惑星の中で最大です。¹⁰km³.

さらに、地球は最も密度が高い 地球型惑星 地殻、マントル、コアで構成されているからです。地球の地殻はこれらの層の中で最も薄い層であり、マントルは地球の体積の 84% を占め、地表から 1,800 マイル (2,900 km) まで伸びています。しかし、地球がこれらの惑星の中で最も密度が高いのは、そのコアです。それは、固体で高密度の内核を取り囲む液体の外核を持つ唯一の地球型惑星です。地球の平均密度は 5515 × 10 kg/m³.地球型惑星の中で密度が最も小さい火星は、地球の約 70% しか密度がありません。

地球は、その円周と直径にも基づいて、地球型惑星の中で最大のものとして分類されます。赤道では、地球の円周は 24,901.55 マイル (40,075.16 km) です。北極と南極の間ではわずかに小さく、24,859.82 マイル (40,008 km) です。極での地球の直径は 7,899.80 マイル (12,713.5 km) ですが、赤道では 7,926.28 マイル (12,756.1 km) です。比較のために、地球の太陽系で最大の惑星である木星の直径は 88,846 マイル (142,984 km) です。

地球の形

地球の円周と直径が異なるのは、その形状が真球ではなく扁球または楕円体に分類されるためです。これは、すべての領域で円周が等しいのではなく、極が押しつぶされて、赤道で膨らみが生じ、その結果、円周と直径が大きくなることを意味します。

地球の赤道での赤道の膨らみは 26.5 マイル (42.72 km) で測定され、惑星の自転と重力によって引き起こされます。 重力 それ自体が、惑星や他の天体を収縮させて球体を形成させます。これは、オブジェクトのすべての質量を可能な限り重心 (この場合は地球のコア) に近づけるためです。

地球は自転しているため、この球体は遠心力によって歪んでいます。これは、オブジェクトが重心から外側に移動する力です。したがって、地球が回転すると、遠心力は赤道で最大になるため、赤道でわずかに外側に膨らみ、その領域の円周と直径が大きくなります。

局所的な地形も地球の形状に影響を与えていますが、地球規模で見ると、その役割は非常に小さいものです。世界中の地域の地形の最大の違いは次のとおりです。 エベレスト 、 最高点 海抜 29,035 フィート (8,850 m)、マリアナ海溝、海抜 35,840 フィート (10,924 m) の最低点。この差は約 12 マイル (19 km) 程度で、全体としてはごくわずかです。赤道の膨らみを考慮すると、地球の中心から最も遠い世界最高点は、赤道に最も近い最高峰であるエクアドルのチンボラソ火山の頂上です。標高は 20,561 フィート (6,267 m) です。

測地学

地球のサイズと形状が正確に研究されるようにするために、測地学が使用されます。測地学は、測量と数学的計算によって地球のサイズと形状を測定する科学分野です。

歴史を通じて、初期の科学者や哲学者が地球の形状を決定しようとしたとき、測地学は科学の重要な分野でした。アリストテレスは、地球のサイズを計算しようとした最初の人物であり、初期の測地学者でした。ギリシャの哲学者 エラトステネス その後、地球の円周を 25,000 マイルと推定することができました。これは、今日受け入れられている測定値よりわずかに高いだけです。

地球を研究し、今日測地学を使用するために、研究者はしばしば楕円体、ジオイド、および 日付 .この分野の楕円体は、地球の表面の滑らかで単純化された表現を示す理論的な数学的モデルです。標高の変化や地形などを考慮せずに、表面上の距離を測定するために使用されます。地球の表面の現実を説明するために、測地学者は地球の平均海面を使用して構築された形状であるジオイドを使用し、その結果として標高の変化を考慮に入れます。

今日のすべての測地作業の基礎はデータムです。これらは、地球規模の測量作業の基準点として機能する一連のデータです。測地学では、米国での輸送とナビゲーションに使用される 2 つの主要な測地系があり、それらは 国家空間参照システム .

今日、人工衛星や 全地球測位システム (GPS) 測地学者や他の科学者が地球の表面を非常に正確に測定できるようにします。実際、測地学は非常に正確であるため、測地学は世界中のナビゲーションを可能にするだけでなく、研究者が地球の表面の小さな変化をセンチメートルレベルまで測定して、地球のサイズと形状の最も正確な測定値を取得することもできます.