На школьном глобусе Земля выглядит почти идеальным шаром, но её настоящая форма немного отличается. Расстояние от центра планеты до экватора больше, чем до полюсов. Разница невелика в масштабе всей Земли, однако её учитывают при спутниковых измерениях, построении карт и определении координат.
Чем форма Земли отличается от шара
Приближённую форму планеты называют сплюснутым сфероидом, или эллипсоидом вращения. Его экваториальная часть слегка выпуклая, а области полюсов немного уплощены. В справочнике NASA приведены экваториальный радиус 6378,137 километра и полярный радиус 6356,752 километра.
Таким образом, разница между радиусами составляет около 21,4 километра. Если сравнивать диаметры, расхождение будет вдвое больше — примерно 42,8 километра. На изображении Земли из космоса заметить такое небольшое сплющивание без специальных измерений трудно.
Почему вращение меняет форму планеты
Земля постоянно вращается вокруг своей оси. В результате вращения и действия силы тяжести её равновесная форма отличается от идеальной сферы: вблизи экватора возникает небольшое утолщение. NASA описывает экваториальную выпуклость как следствие вращения планеты.
Эта особенность не означает, что Земля имеет заметно вытянутую или неправильную форму, которую можно различить невооружённым глазом. Отклонение составляет лишь небольшую долю её радиуса. Поэтому обычная сферическая модель подходит для многих объяснений, а для точных геодезических расчётов используют эллипсоид.
Что такое геоид и почему он не совпадает с эллипсоидом
Поверхность Земли ещё сложнее, чем правильный эллипсоид: на ней есть горы, океанические впадины и неодинаковое распределение масс. Поэтому геодезисты применяют понятие геоида — условной поверхности, соответствующей среднему уровню моря с учётом поля тяжести. В разъяснении Национальной геодезической службы США указано, что геоид используют как основу для точных измерений высоты.
Геоид нельзя представлять как карту гор и океанских впадин в их реальной высоте. Он отражает небольшие изменения гравитационного поля и служит физической опорной поверхностью. Эллипсоид, напротив, представляет собой удобную математическую модель, на основе которой задают координаты.
Зачем учитывать сплюснутость Земли
При работе спутниковой навигации, геодезических приборов и картографических систем важно точно описывать положение точки относительно поверхности планеты. Если бы в таких расчётах Землю всегда считали идеальным шаром, возникали бы дополнительные ошибки. Поэтому современные системы используют согласованные модели формы Земли и её гравитационного поля.
Итак, выражение «Земля круглая» верно как бытовое упрощение, но для научных измерений его недостаточно. Планета почти сферическая, немного шире в районе экватора и имеет более сложную поверхность уровня моря. Различие между шаром, эллипсоидом и геоидом помогает понять, почему точное определение координат и высот требует разных моделей.