§ 22. Уявлення людей про форму Землі в минулому

Близько 13 тисяч років тому наші пращури, які жили на території сучасної Черкаської області, зобразили на уламку бивня мамонта пагорби, ліси, річки. Для чого, на ваш погляд, люди використовували цей бивень?

Межиріч-карта — можливо найдавніша в Україні

Форма Землі: диск, сфера, куб.

Уявіть собі печерну людину та її навколишній світ. Вона пересувалася лише на недалекі відстані, і де б вона не була — земна поверхня здавалася їй пласкою.

Давні індійці уявляли Землю у вигляді півсфери, яку тримають три слони, що стоять на черепасі (мал. 22.1).

Мал. 22.1. Уявлення давніх індійців про форму Землі

Жителі Вавилона зображували Землю у вигляді гори, на західному схилі якої розташована Вавилонія (мал. 22.2).

Мал. 22.2. Карта світу, створена у Вавилонії (кінець VIII — початок VII ст. до н. е.)

Достовірні уявлення про Землю та її форму складалися в різних народів не одночасно. Це сьогодні ми знаємо, що Земля куляста, і з легкістю можемо довести, що наш світ не плаский. А от у давнину люди так не вважали (мал. 22.3 на с. 66).

Мал. 22.3. Уявлення про форму Землі в давнину

У стародавній Японії панувала думка, що Земля має форму куба. Так само й корінний народ Америки — інки — уявляли, що Земля є величезним порожнім кубом.

А от інші мешканці Америки — ацтеки — були впевнені, що живуть на поверхні, яка складається з п’яти квадратів. Центральний — це земна твердь, оточена водою, де живуть боги. А інші чотири квадрати мають свої власні ознаки, зокрема рослин і тварин.

Єгиптяни уявляли нашу планету у вигляді яйцеподібної сфери.

Стародавні греки не мали спільної думки щодо форми Землі: одні уявляли її диском, що нагадує щит воїна, а інші — у вигляді колони, на одному боці якої й живуть люди. Але в обох випадках суходіл омивав Океан-Ріка.

Докази кулястості Землі

Коли людство отримало можливість подорожувати, зокрема морем, поступово почали відкривати нові, невідомі раніше географічні об’єкти: гори, моря, острови, річки. А ще під час таких подорожей люди робили певні висновки щодо природи навколишнього світу.

Наприклад, фінікійці під час подорожі на човнах навколо Африки в 609-595 рр. до н. е. виявили, що Сонце перебуває не прямо над ними, а дещо праворуч. Але якщо Земля пласка, то Сонце завжди мало бути над головою.

Давньогрецький науковець Аристотель спостерігав за кораблями, які виходили в море. Він звернув увагу, що коли корабель із високими щоглами пливе за горизонт, то його корпус зникає з поля зору поступово (мал. 22.4). А це можна пояснити, лише якщо Земля має кулясту форму.

Мал. 22.4. Поступова поява корабля з-за горизонту

Аристотель узагальнив різні ідеї про кулястість Землі та навів нові докази на основі спостережень за зоряним небом. Зокрема він звернув увагу, що після перетину екватора сузір’я на небі змінюються. Так, до прикладу, в Єгипті можна побачити зорі, яких не видно на небі в північних регіонах. А Полярна зоря переміщається по небу все вище в міру просування на північ. Також під час повного місячного затемнення науковець замітив, що тінь, яку Місяць відкидає на Землю, завжди кругла. Так він дійшов висновку, що поверхня як Місяця, так і Землі куляста.

У III столітті до н. е. Ератосфен, якого сучасники називали Пентатлом (Багатоборцем), бо він займався не лише точними науками, а й філологією, філософією та музикою, зробив важливий науковий крок у доведенні кулястості нашої планети. Припускаючи, що Земля має форму кулі, він обчислив її окружність. Це стало найвідомішим серед його досліджень. Саме він першим назвав науку про землю словом «географія» (від гео — земля, графо — пишу).

Мал. 22.5. Одним із доказів сферичної форми Землі стали спостереження під час місячного затемнення, а саме тінь, яку відкидає Земля на Місяць

Запитання і завдання

• 1. Чому, на ваш погляд, змінювалися уявлення людей про Землю?
• 2. Поясніть вираз «Ератосфен — “батько” географії».
• 3. Наведіть наукові факти, що доводять кулястість Землі.
• 4. Доведіть, що морські подорожі сприяли пізнанню світу.
• 5. Уважно розгляньте карту світу Ератосфена. Порівняйте її із сучасною картою півкуль (див. Додаток 1). Яких великих географічних об’єктів немає на карті Ератосфена?

Ключова ідея

У минулому панувала думка, що Земля пласка. Це було результатом знань стародавніх людей про навколишній світ. Згодом Аристотель довів, що Земля має кулясту форму, а Ератосфен першим виміряв її розміри.

Дізнайтеся більше

Спираючись на звіти мореплавців і сухопутних мандрівників, Ератосфен створив доволі точні карти відомих йому земель і морів. У тритомному трактаті «Географія» він описав і зазначив розташування понад 400 географічних об’єктів.

Карта світу Ератосфена, реконструйована за трактатом «Географія»

§ 3. Форма і розміри Землі

Сьогодні будь-хто зі школярів чи школярок на запитання «Яку форму має Земля?» з упевненістю відповість, що кулясту (або сферичну). Але так вважали не завжди.

Якщо тисячі років тому хтось замислювався про форму Землі, то найпевніше уявляв її у формі великого острова, оточеного зусібіч морем. Інколи ці уявлення доповнювалися фантазіями про китів і черепах, на спинах яких лежав цей острів. Про це розповідають нам міфи й легенди давніх народів. Але вже у IV столітті до н. е. давньогрецький учений Піфагор вважав, що Земля має форму кулі. Через 200 років інший давньогрецький учений Арістотель вказував на те, що під час місячних затемнень тінь Землі на Місяці завжди простежується у вигляді дуги. А ще через 100 років учений-географ Ератосфен зумів обчислити радіус Землі. І хоча результати його розрахунків відрізнялися від справжніх розмірів Землі на 10-15 %, для того часу це були надзвичайно точні дані.

• Слово «горизонт» в українській мові має багато синонімів: обрій, видноколо, небокрай. Спробуй продовжити ряд прикладів, використовуючи додаткові джерела.

• Як сферична форма Землі підтверджується на малюнках 7, 8, 9?

Мал. 7. Космічне зображення всієї освітленої сторони Землі на відстані 1600 тис. км

Мал. 8. Форма тіні від Землі на Місяці

Мал. 9. Вигляд горизонту. У цьому випадку видно частину споруд над горизонтом, а їх основи «приховані» морем

Яке значення подорожі Фернана Магеллана?

Остаточну крапку в доведенні кулястої форми Землі поставила навколосвітня іспанська експедиція, якою керував Фернан Магеллан. Вирушивши на захід у 1519 році, флотилія з п’яти кораблів змогла не лише переплисти вже відомий Атлантичний океан, обігнути новий великий материк, але й зуміла здолати ще один, як виявилося, найбільший океан (мал. 10).

Навколосвітня подорож 1519-1522 рр.

Мал. 10. Перша навколосвітня подорож

У цьому плаванні загинула більша частина моряків. Та все ж мореплавці змогли дістатися до Азії, довівши, що Земля куляста. Повернувся в рідний порт у 1522 році тільки один невеликий корабель (вже без Магеллана, який теж загинув у сутичці з племенем на одному з островів). Ця експедиція мала величезне значення. Уперше люди обпливли навколо Землі. Було визначено приблизні розміри океанів та й усієї планети, відкрито багато нових земель і островів. Експедиція довела, що океани з’єднані між собою.

Попрацюй у групі

Щоб краще ознайомитися з маршрутом і деталями першої навколосвітньої подорожі, виконайте завдання географічного квесту «Шляхами Магеллана і Елькано».

Якими є справжні форма і розміри Землі?

На межі XVII—XVIII століть видатний англійський фізик Ісаак Ньютон довів, а нідерландський фізик і математик Християн Гюйгенс підтвердив, що Земля — не ідеальна куля, а дещо сплюснута біля полюсів. Тож форму Землі стали називати еліпсоїдною, або еліпсоїдом обертання (мал. 11).

Мал. 11. Фігура еліпсоїд обертання

Причина відхилення форми планети від кулі — обертання Землі навколо своєї осі. Екваторіальний радіус становить приблизно 6378 км, а полярний — 6357 км (мал. 12). Ця різниця, що становить 21 км, майже непомітна, якщо дивитися на Землю з космосу, але дуже важлива для обчислення відстаней.

Мал. 12. Схематичне зображення еліпса з двома значеннями радіусів Землі (полярного і екваторіального)

Науку про методи визначення фігури і розмірів Землі, зображення земної поверхні на планах і картах, про методи точних вимірювань на місцевості називають геодезією.

Насправді поверхня Землі не ідеально рівна і гладка. Адже на суходолі є високі гори і глибокі западини. Поверхня океану також не є рівною. Враховуючи це, вчені-геодезисти вирішили визначати форму Землі у вигляді геоїда (з грецької — «землеподібний») (мал. 13). Таку форму утворила б спокійна поверхня Світового океану. На суші цю поверхню умовно продовжують під континентами.

Еліпсоїд обертання і геоїд — це швидше математично «підігнані» геометричні форми для нашої планети. Еліпсоїд обертання використовують для створення карт усієї поверхні Землі та її частин, а геоїд — для астрономічних досліджень Землі в Космосі. Картографи всього світу застосовують кілька еліпсоїдів обертання, які мало відрізняються між собою за розмірами.

Мал. 13. Вигляд земного еліпсоїда і геоїда

А як виглядає реальна форма Землі, враховуючи точні численні дослідження сил тяжіння і супутникові знімки нашої планети, якщо її «не підганяти» під геометричні фігури? Подивися у цифровому додатку до с. 19 відеоанімацію реальної форми Землі.

Які ти можеш назвати відхилення реальної форми Землі від еліпсоїда обертання і геоїда?

https://vse.ee/Geography_6kl

Запитання і завдання

1. Як різні давньогрецькі вчені довели сферичну форму Землі?

2. Поясни причину сплюснутої фігури Землі. Чому серед усіх планет Сонячної системи найбільш сплюснутими є Юпітер і Сатурн?

3. Розтлумач терміни еліпсоїд обертання і геоїд. У яких випадках стосовно форми Землі доцільно вживати кожний із них?

4. Яке значення мала навколосвітня подорож Магеллана для географічної науки?

Мої проєкти і дослідження

Дізнайся у цифровому додатку до с. 19, які показники еліпсоїда обертання прийняті в Украні

§ 4. Яка форма й розміри Землі

Яку форму має Земля. Наша планета – Земля, як і інші планети Сонячної системи, має кулясту форму. Проте ця куля не ідеальна, дещо сплощена біля полюсів. Крім того, поверхня Землі має глибокі океанічні западини та материки, особливо з високими гірськими системами, що дають значні відхилення від ідеальної кулі. Тому форму нашої планети неможливо повністю порівняти з будь-якою геометричною фігурою. Вчені таку форму Землі назвали геоїдом.

Геоїд – уявна фігура, властива Землі.

Дізнайтеся, що означає слово «геоїд». З якої мови воно запозичене?

Що нам демонструє глобус. З курсів «Пізнаємо природу», «Довкілля» чи «Природничі науки» в 5 класі ви пам’ятаєте, що найкраще передає уявлення про форму Землі глобус. Це об’ємна модель Землі, зменшена в багато мільйонів разів. Глобус дає можливість точно уявити форму нашої планети. На ньому немає спотворень, а отже, точно показано форму та розміри великих об’єктів, а також відстані й напрямки. Можна побачити правильні обриси материків, океанів, морів, островів та інших об’єктів. Проте зображення на глобусах дуже узагальнені, не позначені невеликі географічні об’єкти, і на ньому неможливо одночасно побачити всю поверхню Землі.

Назвіть можливості глобуса, які не може виконати географічна карта.

Ви часто будете використовувати глобус, щоб виконувати різні навчальні завдання.

Поясніть значення слова «модель». Порівняйте об’єкти та їх моделі.

Наприклад: модель літака і справжній літак, лялька – модель людини, будинок – модель будинку.

Чому ми використовуємо моделі замість реальних об’єктів? Поясніть на прикладі глобуса.

Модель Землі – глобус – обертається навколо осі стрижня. Насправді ж ця вісь уявна. Її не можна побачити, а реально тільки математично обчислити.

На глобусі видно, що вісь має нахил. Точки, де земна вісь проходить через земну кулю, називають полюсами. Верхня точка – це Північний полюс, а нижня – Південний полюс. Рівно посередині між полюсами земну кулю перетинає ще одна уявна лінія – екватор.

Дізнайтеся значення та походження слова «екватор».

Екватор поділяє нашу планету на дві рівні півкулі: Північну (з Північним полюсом) і Південну – з Південним полюсом.

Лінії на глобусі, що проходять через Північний та Південний полюси, називають меридіанами. Усі меридіани мають однакову довжину і форму півкола. Нульовий меридіан обраний довільно – Гринвіцький меридіан, що проходить неподалік Лондона.

Лінії, проведені паралельно екватору, – паралелі. Екватор – уявна лінія на земній поверхні, найдовша паралель, отримана при уявному поділі земної кулі на дві рівні частини.

Меридіани вказують напрям північ-південь, а паралелі – захід-схід. Ці лінії уявні, їх немає на поверхні Землі.

Розгляньте малюнок 1. Назвіть елементи, позначені цифрами. Який із полюсів розміщений на материку?

На справжній поверхні Землі полюси, екватор, паралелі та меридіани не позначені. Як і земна вісь, вони існують лише уявно й можуть позначатися тільки на глобусі та географічній карті.

Мал. 1. Глобус

Які розміри Землі. Сучасні астрономічні дослідження показують, що відстань від центру Землі до полюсів становить близько 6357 км, а від центру до екватора – 6378 км. Отже, радіус полюса на 21 км менший від екваторіального радіуса.

Діаметр Землі становить у середньому 12 742 км. Довжина великого кола, проведеного через обидва полюси, близько 40 009 км, а довжина екватора – 40 075 км (мал. 2). Площа поверхні земної кулі становить 510 млн км 2 .

Мал. 2. Форма і розміри Землі

Подумайте, де людина перебуває ближче до центру Землі: на екваторі чи на Південному полюсі.

Давньогрецький учений Ератосфен досліджував розміри Землі і 240 року до нашої ери визначив її радіус. Знайдіть інформацію про це відкриття та порахуйте, наскільки точними порівняно з сучасними розрахунками виявилися обчислення вченого.

Розгляньте глобус. Знайдіть на ньому відомі вам географічні об’єкти. Як вони позначені?

Географічні рекорди.

Картографічна компанія «De-Lorme» зі Сполучених Штатів Америки створила унікальний глобус (мал. 3).

Мал. 3. Глобус картографічної компанії «DeLorme»

Подумайте, у чому переваги та недоліки такого глобуса порівняно зі шкільним навчальним глобусом.

Обговоріть, яке географічне значення кулеподібної форми Землі.

Яке значення подорожі Магеллана. У 1519-1522 роках португальський мореплавець Фернан Магеллан здійснив першу навколосвітню подорож. Під час цієї експедиції було відкрито багато нових для європейців географічних об’єктів: океанів, морів, островів, проток. Це плавання мало велике значення для вивчення нашої планети. Так, було доведено, що більшу частину поверхні Землі займає Світовий океан, а наша планета має форму кулі.

Визначаємо форму глобуса і порівнюємо її із Землею.

Обладнання: навчальний глобус, рулетка або гнучка лінійка чи сантиметрова стрічка.

1. Виміряйте в сантиметрах довжину лінії по колу, що сполучає полюси.

2. Виміряйте в сантиметрах довжину лінії екватора.

3. Порівняйте отримані результати.

Визначте материк, на якому, рухаючись на схід, не покидаючи його, можна здійснити навколосвітню подорож (перетнувши всі меридіани).

Визначте, які материки та океани розташовані одразу в чотирьох півкулях.

У чому основна перевага та основний недолік глобуса як моделі Землі?

Коротко про головне

Глобус – це об’ємна модель Землі, зменшена в багато мільйонів разів, що найкраще передає уявлення про форму Землі. Глобус точно відображає форму та розміри великих об’єктів, а також відстані й напрямки. Він не змінює вигляд поверхні, а лише показує її зменшену копію.

Перевіряємо себе

1. Порівняйте глобус і Землю. Назвіть подібні й відмінні риси.

2. Назвіть відмінності між глобусом та картою.

3. Ви знаєте, що екваторіальний радіус Землі на 21 км більший, ніж полярний. Чи можемо ми це побачити на глобусі? Відповідь прокоментуйте.

4. Підготуйте повідомлення про один із географічних об’єктів, які відкрив Магеллан (за власним вибором).

5. Яка отримана на уроці інформація для вас є найцікавішою? Яке запитання залишилося для вас незрозумілим?

Розгляньте уважно картосхему (мал. 4) і фізичну карту шкільного атласу. Назвіть відомі вам географічні об’єкти, через які проходив шлях Магеллана.

Мал. 4. Перша навколосвітня подорож Магеллана (1519-1522 рр.)

За допомогою сервісу «Планета Земля» та інструменту «Накреслити лінію» прокладіть маршрут першої навколосвітньої подорожі.