Универзитет у Нишу
Природно-математички факултет
Департман за географију
СЕМИНАРСКИ РАД
ЗЕМЉА КАО НЕБЕСКО ТЕЛО
Ментор:
Кандидат:
Проф. др Иван Филиповић
2
САДРЖАЈ
1. Увод ...................................................................................... 3
2. Облик и величина Земље .................................................... 4
2.1. Докази за елипсоидни облик Земље ..................... 5
2.2. Земљине димензије ................................................ 6
3. Старост Земље ..................................................................... 7
4. Грађа Земље ......................................................................... 8
5. Унутрашња топлота Земље ................................................ 10
6. Земљина маса и густина ..................................................... 11
7. Земљино магнетно поље .................................................... 12
8. Земљина кретања ................................................................ 13
9. Последице Земљиних кретања .......................................... 14
9.1. Неједнака дужина обданице и ноћи ..................... 14
9.2. Постојање топлотних појасева на Земљи ............ 15
9.3. Постајање и неједнака дужина годишњих доба .. 15
10. Гравитациони утицај небеских тела на Земљина
кретања....................................................................................... 17
10.1. Периодске пертурбације ....................................... 17
10.1.1. Промена поларне висине ......................... 17
10.1.2. Прецесија ................................................... 18
10.1.3. Нутација ..................................................... 18
11. Секуларне пертурбације ..................................................... 19
11.1. Колебање нагиба еклиптике .................................. 19
11.2. Померање апсидне линије ...................................... 19
11.3. Промена ексцентричности еклиптике ................... 19
12. Закључак ................................................................................ 20
13. Литература ............................................................................. 21
4
2. Облик и величина Земље
Људи су се од најстаријих времена интересовали за облик и величину Земље. С
развитком људске мисли, развијало се и схватање о Земљином облику. Оно је у сбом
развоју прошло кроз три фазе: примитивну, филозофску и научну.
У првој, примитивној фази, Земља је сматрана углавном за округлу непокретну
плочу која је са свих страна опкољена морем и није много велика. За Египћане је, као што
смо видели, цео свет представљао Египат, а за старе Асирце и Вавилонце Месопотамија.
Грци су замишљали Земљу у облику штита. Њу, по Хомеру, са свих страна запљускују
воде Океаноса, лагано текуће светске реке. У њеном центру је Јелада са Олимпом на коме
заседају богови. Стари Индуси су веровали да Земљу као плочу носе на леђима три велика
слона која стоје на џиновској корњачи, а она плива по бескрајном океану.
Филозофска схватања, представљају знатан напредак у овом питању. Стари грчки
филозофи не дају никакве доказе, већ само размишљањем долазе до закључка о Земљином
облику. Зато се ова схватања називају и дедуктивна. Анаксимандер, на пример, сматра да
Земља има облик плитког ваљка који слободно лебди у центру свемира и само је његова
горња база настањена људима. Питагора је заступао принцип хармоније (савршенства) и
сматрао је да Земља има облик најсавршенијег геометријског тела - лопте. Анаксигора је
заступао принцип аналогије (сличности) и сматрао је да Земља, исто као и остала небеска
тела (Сунце и Месец), има лоптаст облик, да је велика али лака, и да је јак вртлог одржава
у средини свемира у коме слободно лебди.
Научно схватање о Земљином облику засновано је на доказима и мерењима.
Најстарији доказ пружио је грчки филозоф Еудокс (409-355. године пре н.е.) на основу
промене угла под којим се види нека звезда при кретању у меридијанском правцу. Када би
Земља била плоча, светлосни зраци, долазећи паралелно са огромно удаљених звезда,
падали би на Земљину површину увек под истим углом, односно висина звезда при
кретању у меридијанском правцу се не би мењала. Међутим, када се крећемо од југа према
северу, висина неке поларне звезде, на пример Северњаче, повећава се, а при кретању од
севера ка југу, она се смањује. Узрок овој појави може да буде само округлина Земље.
Када би Земља била плоча, подневна висина Сунца у свим местима била би подједнака.
Међутим, то није случај. Сунчеви зраци у подне 21. марта падају под правим углом на
екватор, док је подневна висина Сунца све мања уколико се иде даље од екватора према
северу или југу. Аристотел је на основу лучног облика Земљине сенке, при делимичном
помрачењу Месеца, доказао да Земља има лоптаст облик јер само лопта даје увек лучну
сенку. Плиније је постепено појављивање и ишчезивање брода на морској пучини узео за
доказ о лоптастом облику Земље. Када би Земља била равна плоча, бродови би се
постепено смањивали уколико даљина расте док се потпуно не би изгубили из вида. Како
5
прво ишчезавају нижи бродови, а напослетку највиши, то значи да они најнижи делови
бродова бивају заклоњени Земљином кривином. Најубедљивији доказ о лоптаском облику
Земље дала је Магеланова експедиција која је од 1519. до 1522. године обишла Земљу
непрекидно пловећи од истока ка западу. Овим путовањем је у исто време доказано да
Земља слободно лебди у васиони. Данас многи бродови и авиони, а у последње време то
чине и ракете и сателити, свакодневно обилазе Земљу потврђујући њен лоптаст облик. На
снимцима учињеним са ракета и сателита лепо се види како је Земљина површина сферна
- лоптаста. Ширење видика са повећањем висине посматрача такође је један од
очигледних доказа о лоптастом облику Земље. На пример, ако се стоји у нивоу мора,
ширина видика у пречнику износи 4,5 километара, а ако се посматрач попне на висину од
10 метара, ширина његовог видика у пречнику износиће 11 километара. Лоптаст облик
Земље може се доказати и опитом. Ако се на глобу дуж једног меридијана на сваких 10
или 20 степени стави по једна чиода и глоб окрене Сунцу, сенке које чиоде бацају на
површину глоба биће све дуже идући од екватора према полу. Ако на истом растојању и у
истом правцу поставимо чиоде на раву површину стола, дужина њихових сенки биће
подједнака.
2.1. Докази за елипсоидни облик Земље
Славни енглески филозоф Исак Њутн (1643-1727) и познати холандски астроном и
физичар Христијан Хајгенс (1629-1695) сматрали су да Земља због обртања око своје осе
има облик елипсоида, тј. да је на половима спљоштена, а на екватору испупчена. До
окваквих схватања о Земљином облику они су дошли утврђивањем физичких закона и
математичким прорачунима. Потврду схватања о елипсоидном облику Земље дала су
мерења силе Земљине теже француског физичара и академика Жана Ришеа. Када је Рише
1692. године пренео секундо клатно из Париза у Кајену, која се налази у Јужној Америци
на 4 степена и 56 минута северне географске ширине, приметио је да се спорије клати. Да
би поново вршило осцилацију за једну секунду, Рише је скратио клатно за 2,66
милиметара. Али када се вратио у Париз, клатно се брже окретало па је морао да га
продужи за 2,66 милиметара како би било секундно. Време за које клатно изврши једну
ослицлацију зависи од силе Земљине теже и његове дужине. Дуже клатно се спорије
клати, а краће брже. Према томе, на брзину утиче само сила Земљине теже. Како се клатно
исте дужине спорије клатни у Кајени него у Паризу, то је и сила Земљине теже у Кајени
слабија него у Паризу. Ово пак значи да се Кајена налази на већем удаљењу од центра
Земље него Париз. Да је Земља лопта, све тачке на њеној површини биле би подједнако
удаљене од њеног средишта и у свима би сила теже била подједнака, односно клатно исте
дужине би се клатило истом брзином. Мерењем помоћу клатна утвђено је да је сила
