Планета, на которой мы живём, выглядит из космоса почти идеально круглой. Однако точные измерения показывают иное. Земля — это не сфера. Она слегка сплюснута у полюсов и расширена у экватора. Такую форму называют эллипсоидом вращения, или сплюснутым сфероидом.

Разница между экваториальным и полярным диаметрами составляет около 43 километров. Для планеты размером более 12 тысяч километров это немного — всего 0,3 процента. Но именно эта особенность влияет на всё: от точности GPS до силы тяжести в разных точках поверхности.

Современная наука описывает форму Земли несколькими моделями разной сложности. Самая простая — сфера. Более точная — эллипсоид вращения. Наиболее близкая к реальности — геоид. Каждая из них нужна для своих задач.

Почему Земля не идеальный шар

Вращение планеты создаёт центробежную силу. На экваторе эта сила максимальна, потому что линейная скорость вращения наибольшая — около 1670 километров в час. На полюсах она равна нулю. Вещество планеты под действием этой силы немного «растекается» к экватору, а полюсы сплющиваются.

Исаак Ньютон ещё в 1687 году предсказал такую форму на основе закона всемирного тяготения. Он рассчитал, что экваториальная полуось должна быть примерно на 1/230 длиннее полярной. Современные данные показывают значение около 1/298. Это одно из самых точных предсказаний классической механики.

Сжатие Земли обозначают буквой f и вычисляют по формуле (a − b)/a, где a — экваториальный радиус, b — полярный. Для стандартной модели WGS 84 это значение составляет 1/298,257223563.

Точные размеры планеты

Современные параметры эллипсоида Земли определены по данным спутниковых измерений и закреплены в системе WGS 84, которую использует глобальная система позиционирования.

Данные модели WGS 84 и измерений ESA.

Экваториальный диаметр достигает 12 756,274 км, полярный — 12 713,504 км. Средний радиус, который часто используют в расчётах, составляет 6371 км. Эти цифры остаются актуальными и в 2026 году.

Разница между экваториальным и полярным радиусами Земли составляет 21,385 км — это примерно расстояние от Киева до Чернигова.

Геоид — самая точная модель

Эллипсоид вращения — удобная математическая идеализация. Реальная поверхность Земли сложнее. Горы, океанические впадины, неравномерное распределение масс в недрах создают отклонения. Поверхность, которая всюду перпендикулярна силе тяжести, называют геоидом.

Геоид совпадает со средним уровнем Мирового океана, если представить, что вода спокойно покрывает всю планету. Отклонения геоида от эллипсоида WGS 84 редко превышают 100 метров. Самые большие «холмы» геоида находятся в районе Новой Гвинеи и Исландии, а «впадины» — у Индии и Шри-Ланки.

Для навигации, картографии и геодезии обычно используют эллипсоид. Для изучения гравитационного поля и уровня моря — геоид. Спутники миссии GOCE Европейского космического агентства позволили построить самые детальные карты геоида с точностью до сантиметров.

Как доказывают форму Земли

Ещё античные учёные заметили, что Земля не плоская. Аристотель наблюдал круглую тень планеты во время лунных затмений. Эратосфен в III веке до н. э. измерил длину окружности Земли по разнице угла падения солнечных лучей в двух городах. Его результат — около 40 000 км — удивительно близок к современному значению.

Сегодня доказательств гораздо больше. Корабли исчезают за горизонтом сначала корпусом, потом мачтами. Изменение звёздного неба при движении на север или юг. Разная продолжительность дня в зависимости от широты. Прямые фотографии из космоса. Траектории спутников, которые невозможны на плоской поверхности.

Гравитационные измерения показывают, что ускорение свободного падения на полюсах немного больше, чем на экваторе — 9,83 м/с² против 9,78 м/с². Это прямое следствие сплюснутости и центробежной силы.

Влияние формы на повседневную жизнь

Форма Земли влияет на точность навигации. GPS-приёмники работают с эллипсоидом WGS 84. Если игнорировать сплюснутость, ошибка в координатах может достигать сотен метров. Авиация, морские перевозки, строительство мостов и тоннелей — повсюду учитывают эллипсоид.

Климатические модели тоже зависят от формы. Центробежная сила и разница радиусов влияют на циркуляцию атмосферы и океанов. Даже высота гор над уровнем моря измеряется относительно геоида, а не простой сферы.

Современные спутниковые системы измеряют форму Земли с точностью до нескольких миллиметров, фиксируя даже медленные изменения, вызванные таянием ледников и движением тектонических плит.

Меняется ли форма планеты

Земля не статична. После последнего ледникового периода она медленно «отскакивает» — постгляциальный подъём. В Скандинавии и Канаде поверхность поднимается на несколько миллиметров в год. Таяние ледников Гренландии и Антарктиды меняет распределение масс и немного влияет на сжатие.

Сейсмические волны, проходящие сквозь планету, позволяют «просвечивать» её внутреннее строение. Данные показывают, что ядро, мантия и кора имеют разную плотность, что также влияет на внешнюю форму. Однако основные параметры эллипсоида остаются стабильными на протяжении тысячелетий.

Для большинства практических задач достаточно модели эллипсоида вращения. Она проста, точна и универсальна. Геоид нужен там, где важна максимальное соответствие реальному гравитационному полю.

Земля — сплюснутый сфероид с небольшими, но измеримыми отклонениями. Эта форма — результат миллиардов лет вращения, гравитации и внутренней динамики. И именно она позволяет нам точно ориентироваться в пространстве, прогнозировать климат и исследовать собственную планету из космоса.