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LABORATOIRE SCIENTIFIQUE POUR ENFANTS
Quelle est la forme réelle de la Terre ? Laboratoire scientifique pour enfants
Annuaire / Laboratoire scientifique pour enfants Les membres de l'expédition française, arrivés en Guyane en 1672, ont découvert un étrange écart dans les lectures de l'heure entre les pendules et les horloges à ressort. Près de l'équateur, les aiguilles des horloges à pendule avaient 2,5 minutes de retard. Ce n'est que quinze ans plus tard, lorsque I. Newton a théoriquement prouvé que la forme de la Terre est différente de la boule, qu'il est devenu possible d'expliquer ce fait. Son raisonnement se résume à ce qui suit. Si nous imaginons deux canaux sortant du centre de la Terre vers le pôle Nord et vers l'équateur, et supposons que l'eau ne déborde ni de l'équateur vers le pôle, ni vice versa, alors les deux colonnes de liquide sont équilibrées. Étant donné que les forces centrifuges causées par la rotation de la Terre réduisent légèrement la force de gravité dans le canal équatorial, alors, après avoir effectué le calcul approprié, Newton est arrivé à la conclusion que le rayon équatorial est supérieur de 22 km au rayon polaire. De là découlait la conclusion : le globe n'est pas du tout une sphère, mais un ellipsoïde. Pendant plus de cent ans, les données de Newton sont restées les plus précises. Ensuite, à l'aide d'instruments astronomiques, les scientifiques ont mesuré la longueur d'un parallèle d'un degré à l'équateur et près du pôle. Les mesures se sont poursuivies jusqu'au milieu de notre siècle, lorsqu'en 1948, l'arpenteur anglais G. Jeffrey a déterminé que l'écart entre les rayons de la Terre était de 32,7 km. Mais cette valeur n'était pas la plus précise.
Après le lancement du premier satellite, les scientifiques ont découvert une déviation inattendue de son orbite par rapport à celle calculée. Lorsqu'il a survolé les régions équatoriales, certaines forces ont modifié le plan de l'orbite, et celui-ci s'est progressivement déplacé vers l'ouest à une vitesse de huit degrés par jour. Cette valeur a été mesurée avec une grande précision. Et voici ce que les scientifiques ont trouvé. La différence de rayons affecte le changement d'orbite du satellite de la même manière que sur une horloge à pendule. Grâce aux instruments sortis de la Terre, il a été possible de corriger les mesures de G. Jeffrey - la différence de rayons a encore augmenté de 200 m.Le dernier résultat n'a pas plu, mais a bouleversé les scientifiques. Après tout, il n'a pas confirmé les résultats des géodésistes, qui à ce moment-là avaient soigneusement mesuré tous les continents avec une précision de 9 m. Il s'est avéré que le modèle de la Terre - un globe - était incorrect. Ou peut-être, au contraire, les résultats obtenus à partir des satellites sont-ils incorrects. Tout cela a conduit les scientifiques à penser que considérer la Terre même comme un ellipsoïde signifiait trop simplifier l'image. Lorsqu'ils étudient les propriétés acoustiques d'une corde, les scientifiques décomposent les vibrations de forme complexe en tonalité fondamentale et en harmoniques sinusoïdales de fréquences plus élevées. Le même principe a été utilisé pour déterminer la forme de la Terre, mais au lieu d'une ficelle, ils ont pris une surface sphérique idéale. Séquentiellement, les unes après les autres, toutes les harmoniques lui ont été superposées, qui ont été déterminées en fonction de leur influence sur l'orbite du satellite. Voici la première harmonique - zéro. Il montre une boule dont le centre de masse est dans le plan équatorial. La deuxième harmonique est à deux lobes, ellipsoïdale. Le troisième est à trois pétales, ressemblant à une tranche de poire, et ainsi de suite.
Les harmoniques paires - les deuxième, quatrième, sixième, huitième, etc. - ont la plus grande influence sur le changement d'orbite dans la direction ouest.Pour les déterminer, les satellites ont été lancés à différents angles par rapport à l'équateur. Les harmoniques impairs - le troisième, le cinquième, le septième, etc. - modifient le périgée - la distance de la plus petite distance du satellite à la surface de la Terre. Cela se produit principalement lorsque le satellite passe de l'hémisphère nord au sud et, comme un électron, "saute" sur une orbite lointaine. En mesurant plusieurs orbites avec des inclinaisons différentes par rapport à l'équateur, nous avons également réussi à déterminer les valeurs de toutes les harmoniques impaires. Lorsque les scientifiques ont additionné toutes les harmoniques, le modèle de la Terre s'est avéré très complexe : coupé mentalement à travers les pôles, il ressemblerait à une tranche de poire avec une poignée au pôle Nord. Mais les côtés du fœtus ne seraient pas parfaitement égaux. Des élévations et des dépressions peuvent être trouvées dans de nombreuses parties. Sur la photo, vous voyez comment le scientifique américain M. Kaula représente notre planète. Sur la carte de contour, les courbes de niveau montrent les différences d'élévation - les géoïdes - la surface conditionnelle de la Terre sans son relief naturel, sur laquelle se déversent les eaux de l'océan mondial. Plus précisément, le géoïde est compris comme une surface où l'amplitude de l'accélération terrestre est toujours la même. Pour mieux comprendre cette image complexe, faisons un voyage imaginaire sur la surface de l'eau du géoïde autour de l'équateur. Partons du point de 20° de longitude est en Afrique à l'est. Au début, nous serons au niveau zéro, donc à une vraie distance du centre de la Terre - 6378 km. Afin de rester au niveau de la mer lors de la traversée du fleuve Congo, nous devrons faire un tunnel. Dans l'océan Indien, nous nous rapprocherons progressivement du centre de la planète, atteignant son plus grand pendage à 70° Est. Ici, le centre de la Terre est plus proche de 79 m. Au nord de la Nouvelle-Guinée, nous devrons grimper à une hauteur de 67 m. L'autre chemin passera sans beaucoup de descente et d'ascension, car au milieu du Pacifique Océan, nous flottons sur une surface avec un niveau zéro. Puis nous descendrons 20 m sous le niveau au large des côtes sud-américaines. Et enfin, nous reviendrons au point de départ d'où nous avons commencé notre voyage. L'image construite de la surface de la Terre a, semble-t-il, achevé l'œuvre commencée par Newton. Mais les scientifiques continuent de chercher une réponse à la question : comment et comment expliquer la présence d'élévations et de dépressions géantes à la surface de notre planète ? Récemment, un nouveau modèle de la structure de la Terre a été développé par le scientifique hongrois Académicien D. Barta. Avec des calculs précis et des observations de l'évolution du champ magnétique, il a montré que le noyau terrestre n'est pas situé au centre de notre planète, mais est déplacé de 450 km en direction de l'Australie. Jetez maintenant un autre coup d'œil à la carte de M. Kaul. Une coïncidence étonnante - dans cette partie de la surface de la terre se trouve également la plus grande élévation. Mais il y a deux autres élévations sur la carte, l'une dans la région de l'Europe occidentale, l'autre entre l'Afrique et l'Antarctique. Il y a de nouvelles hypothèses. Il est possible que le noyau central, comme la surface de notre planète, ne soit pas une sphère. Très probablement, cette goutte géante de substances en fusion, comprimée par une pression monstrueuse, ressemble à une pomme de terre avec des excroissances qui ne restent pas en place. Lentement, à une vitesse presque imperceptible, ils coulent d'un bord à l'autre. Et avec le temps, les élévations et les dépressions à la surface se déplacent, la forme de la croûte terrestre change, des montagnes se forment.
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