Земля движется вокруг Солнца

Движение Земли вокруг Солнца происходит по слегка вытянутой орбите, имеющей форму эллипса, со скоростью 30 км в секунду. Полный оборот Земля совершает за 365,26 суток. Этот период называется звездным годом. Ось Земли постоянно наклонена к плоскости орбиты, по которой она огибает Солнце под углом 66,5°. При движении Земли вокруг Солнца ось не меняет своего положения. Поэтому каждая точка земной поверхности встречает солнечные лучи под разными углами, изменяющимися в течение года. Одновременно полушария Земли получают неодинаковое количество солнечного тепла и света, что служит причиной смены времен года.

К северу и югу от экватора на поверхности земного шара расположены воображаемые параллельные круги, которые называются тропиками (Северный, или тропик Рака, и Южный, или тропик Козерога), где Солнце один раз в году бывает в полдень в зените. Это – дни солнцестояний. Когда солнечные лучи падают на Северный тропик вертикально, в северном полушарии наблюдается наивысшее положение Солнца над горизонтом. Тогда северное полушарие получает больше всего тепла и света, здесь всегда лето и самый длинный день в году. Есть места, где в это время Солнце совсем не заходит за горизонт. Это полярные области, лежащие между Северным полюсом и Северным полярным кругом – параллелью, отстоящей от экватора на 66° 33'. Здесь полярный день длится до 186 суток. В южном полушарии в это время зима, а в полярных районах (за Южным полярным кругом) – полярная ночь.

22 декабря, в день зимнего солнцестояния, в южном полушарии устанавливается наивысшее положение Солнца над горизонтом. В зените Солнце в это время стоит над тропиком Козерога, а в районе Южного полюса не заходит за горизонт. В южном полушарии тогда лето, а в северном – зима. 21 марта и 23 сентября Солнце находится в зените над экватором, и его лучи падают отвесно; северное и южное полушария хорошо освещены вплоть до полюсов; на всех широтах день и ночь продолжаются по 12 часов, поэтому на эти даты приходятся соответственно день весеннего и день осеннего равноденствия. 21 марта в северном полушарии начинается астрономическая весна, в южном – осень, а 23 сентября, наоборот, в южном полушарии весна, а в северном – осень.

Почему бывают день и ночь

Все меняется на свете, но есть перемены регулярные, постояннее которых ничего и быть не может. Это смена дня и ночи и смена времен года. Зима, весна, лето и осень сменяют друг друга каждый год, и этот порядок никогда не нарушается. Земля вращается вокруг Солнца и одновременно вокруг своей оси, соединяющей полюса планеты.

Но ось Земли наклонена, потому что на планету воздействуют притяжение Солнца и Луны. В результате Земля вращается вокруг Солнца в слегка наклоненном положении. Круглый год ось Земли направлена прямо на Полярную звезду (в созвездии Малая Медведица). Поэтому одну часть года Северный полюс повернут к Солнцу, а вторую часть года скрыт от него. Прямые лучи Солнца освещают поверхность Земли то к северу от экватора, то к югу от него. Это различное воздействие прямых солнечных лучей на участки земной поверхности и вызывает смену сезонов, всегда противоположных в северном и южном полушариях.

Когда северное полушарие повернуто к Солнцу, в странах к северу от экватора стоит лето, а к югу – зима.

Смена времен года делает условия жизни на Земле разнообразными.

Часовые пояса

Удивлению мореплавателей не было предела, когда последний из пяти кораблей Магеллана вернулся в Севилью, обогнув Землю. В течение всего плавания один из его участников, не пропуская ни одного дня, записывал все, что видел. И вот оказалось, что на суше прошло на один день больше, чем на корабле! На корабле среда, а на суше – четверг. Испанцы были в ужасе от того, что невольно передвинули дни праздников и постов. Этот загадочный случай был объяснен, когда на планете ввели часовые пояса.

В 1870 году инженер канадских железных дорог Сандфорд Флеминг предложил ввести часовые пояса, проведя их через каждые 15 градусов по долготе, начиная от меридиана, проходящего через обсерваторию английского города Гринвич. Этот меридиан еще в 1844 году на Международном конгрессе в Вашингтоне было решено принять за нулевой. Старейшая астрономическая обсерватория расположена в Англии вблизи Лондона.

Среднее солнечное время нулевого пояса было названо Всемирным временем, среднее время первого часового пояса – восточноевропейским, и так далее по названиям географических районов, стран, городов. 180 меридианов расположены к востоку от гринвичского и 180 – к западу. От него соответственно отсчитывают градусы восточной и западной долготы. Длина дуги в один градус равна 1/360 части длины окружности. Каждый градус делится на 60 частей. Это – минуты. Каждая минута тоже делится на 60 частей. Это – секунды. В 1883 г. проект часовых поясов был принят в США и Канаде, а затем и в других государствах. В нашей стране поясное время было введено 8 февраля 1909 г.

Весь земной шар разбит на 24 часовых пояса по 15 градусов в каждом. Внутри каждого пояса время считается одинаковым – среднепоясным. При переезде из одного пояса в другой стрелки часов передвигаются сразу на один час.

На часах всех стран, живущих по поясному времени, в один и тот же момент положение минутных стрелок совпадает, а часовых – различается на целое число часов. При этом разница времени поясов определяется достаточно просто. Так, например, у жителей Варшавы, живущих по среднеевропейскому поясному времени, часы «отстают» от московских на час, а в Берлине – на два. В дальневосточных областях солнце встает на семь, восемь и девять часов раньше, чем в Москве. Когда в Москве 12 часов дня, в Петропавловске-Камчатском – 9 часов вечера, а когда в Москве вечер – на Камчатке уже утро следующего дня.

Границы часовых поясов не везде проведены точно по меридианам, так как иначе пограничной линией иногда пересекались бы города, и в разных концах одного и того же города было бы разное время.

Среди часовых границ есть такая, при переходе через которую наряду с изменением времени производится и изменение даты. Условно эта линия проходит по меридиану 180° восточной долготы, между материками Азии и Северной Америки. Таким образом день, а значит и Новый год, начинаются сначала на Камчатке, потом в Сибири, затем в Европе, а ровно через сутки – на Аляске и в Америке.

На корабле, пересекающем линию изменения даты в восточном направлении, одно и то же число месяца приписывается двум последовательным дням. Наоборот, при пересечении линии даты в западном направлении один день из счета выбрасывается.

Спутники Магеллана, завершившие кругосветное путешествие, двигаясь все время на запад, «потеряли» один день потому, что при пересечении 180-го меридиана они не выбросили из счета один день; например, после 14-го числа у них должно было быть 16-е,т. е. после среды сразу пятница.

Чукотка и Аляска находятся совсем рядом, и только там возможно встретить Новый год дважды и вернуть уже прожитый день.

Земля – магнит

Где бы на земном шаре вы ни находились, стрелка компаса, поколебавшись, установится в определенном положении, указывая в северном полушарии на север, в южном – на юг.

Земля – огромный магнит, имеющий, как всякий магнит, два полюса – северный и южный. Они соединены магнитными силовыми линиями, вдоль которых и выстраивается стрелка компаса. Это магнитные меридианы, которые не совпадают с географическими, так же, как и магнитные полюса.

Северный магнитный полюс находится в северном полушарии (на самом севере Канады, на полуострове Бутия), а южный – в южном полушарии (в Антарктиде на меридиане острова Тасмания).

Направление стрелки компаса на магнитный полюс (магнитный меридиан) земной поверхности не совпадает с направлением на географический меридиан. Между ними образуется угол, который называется магнитным склонением. Каждое место на земной поверхности имеет свой угол склонения. При отклонении магнитной стрелки на восток склонение считается восточным (положительным), при отклонении на запад – западным (отрицательным).

Зная склонение магнитной стрелки в данном месте, можно легко определить направление истинного (географического) меридиана. А если известна и широта, то определяют географические координаты, или местоположение точки.

Магнитная стрелка к горизонту. Угол этого наклона, т. е. угол между направлением силовых линий магнитного поля и горизонтальной плоскостью, называется магнитным наклонением. По мере приближения к магнитным полюсам угол наклонения увеличивается. На магнитном полюсе магнитная стрелка принимает вертикальное положение, и магнитное наклонение достигает на полюсах 90°. Вблизи магнитного экватора оно равно нулю.

Компас

Ни один корабль, ни один самолет и ни один геолог, прокладывающий путь к новым месторождениям полезных ископаемых, не может обойтись без компаса.

Магнитная стрелка компаса – одно из величайших изобретений человечества. С ее помощью можно ориентироваться в пространстве: на море, в воздухе и на суше.

Устройство компаса простое. В плоской цилиндрической коробке на острие стальной иглы подвешена магнитная стрелка. Острый конец иглы опирается на твердый камень, обычно агат, вправленный в середину компаса. Свободно лежащая стрелка принимает определенное положение, при котором один конец, окрашенный синим, указывает на север, другой, красный, – на юг. Положение стрелки можно закрепить, прижав ее к стеклянной крышке коробки с помощью рычага, который называется арретиром.

Если компас положить на магнит, то его стрелка всегда сориентируется по направлению к полюсам магнита, как бы мы ни поворачивали коробку с компасом. Планета Земля – это большой магнит, на поверхности которого стрелка всегда сориентируется по направлению к магнитным полюсам. Они не совпадают с географическими полюсами примерно на 11,3°.

Если магнитная стрелка компаса мечется, т. е. ведет себя странно, значит, поблизости находятся большие залежи железных руд. Именно так была открыта Курская магнитная аномалия.

Жидкое ядро Земли

Что находится в центре земли? Этот вопрос волнует ученых очень давно, но ответ на него может быть только предположительным, потому что добраться до центральной зоны планеты значительно труднее, чем до границ Солнечной системы.

Создавая волну искусственного (неопасного) землетрясения специальным взрывом, ученые следят за скоростью ее прохождения через различные слои земли. По изменению этой скорости определяют плотность проходимых пород, а по ней – их состав. Этот процесс называется сейсмозондированием (от греческого слова «сейсмос» – землетрясение). Вот с его то помощью и удалось «заглянуть» в самую середину земного шара.

Там, в центре Земли, находится самое плотное ее вещество. Сжатое чудовищным давлением, оно в 11 раз плотнее воды. И в то же самое время ядро Земли имеет жидкую оболочку. Это не вода, а расплав двух металлов – железа и никеля.

Ядро Земли обволакивает оболочка-мантия; вещества мантии и ядра постоянно перемешиваются: тяжелые элементы погружаются в расплав ядра, а легкие – поднимаются вверх. Ядро постепенно увеличивается в размерах.

Когда же разделение веществ прекратится, прекратится и построение земной коры.

Правда, до того момента, как «успокоится» Земля, протечет еще целых два миллиарда лет.