地球は丸い
地球は丸いことは今となっては常識であるが、昔はそうとは考えられていなかった。丸さを確かめる簡単な方法として、月食の時に月にうつる影を見てみる方法がある。影の輪郭は地球の輪郭であり、丸みを帯びている。
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地球の大きさを計る:エラトステネスの実験
地球の大きさを初めに計ったのは紀元前230年頃であった。アレキサンドリアのエラトステネスは、シエネという都市の井戸の底に太陽光があたるときは、太陽がシエネの真上に来た時であると考えた。そして、シエネの真北にあるアレキサンドリアに棒を立て、棒に出来る影の角度からシエネとアレキサンドリアの緯度の差を算出した。シエネとアレキサンドリアの距離は歩くことによって計り(925km)、そこから地球の半径を計算した。
360°の円周km(つまり地球の円周)は2πrで求められるので、次の比例式が成り立つ(Θ:アレキサンドリアからシエネまでの角度、S:アレキサンドリアからシエネまでの距離)。
360°:Θ = 2πr :S
式を直すと
2πr × Θ = S × 360°
エラトステネスが測定した実際の値は、Θ=7.2°、S=925kmであり、値を代入する。
2πr × 7.2° = 925km × 360°
r = 7365km
よって、地球の半径は7365kmと算出した。しかし、実際の半径は6371kmであり、測定の値に何らかの誤差があったと考えられている。
現在ではGPSを使って2点間の緯度を正確に測ることができるため、簡単に算出することができる。
地球はなぜ楕円形?
地球は自転運動をしており、その遠心力によって楕円形の形をしていることが知られている。しかし、遠心力は非常に小さく、球形に近い楕円である。
楕円形になっていることにより、緯度1度に対する子午線の長さは、赤道付近よりも極付近の方が大きくなっている。これはフランスの測量隊によって確認された。
地球の陸地の割合
地球の陸を高度を縦軸、面積率を横軸にとってグラフ化すると、2つのピークがあることがわかる。1つは陸地の0~1000mの高度であり、もう1つは-4000m~-5000mの海底にあたる。これは大陸地殻と、海底地殻が存在するためである。プレート運動が起こらない金星ではピークは1つしかなく、プレート運動していないと考えられている。