מאז ומתמיד בן האדם היה סקרן מטבעו. הוא תמיד ניסה למדוד ולדעת את אורך הדברים ואת גודל הדברים כדי ללמוד עוד על כדור הארץ שלנו. אחד ההיבטים שתמיד היה תעלומה לבני האדם הוא רדיוס כדור הארץ. מכיוון שאיננו יכולים לחדור את קרום כדור הארץ ולנסוע לליבה, עלינו ללמוד לאמוד ולחשב את רדיוס כדור הארץ. בזכות כמה מדענים שיצרו מודל כדי להיות מסוגל למדוד אורך זה, ניתן היה להעריך יותר ויותר דיוק.
במאמר זה אנו נספר לכם מהו רדיוס כדור הארץ וכיצד הוא נמדד.
בעיות במדידת רדיוס כדור הארץ
כידוע, למרות העובדה שהטכנולוגיה התקדמה בקצב אדיר, לכוכב הלכת שלנו יש עדיין אלמונים רבים. ישנם אזורים רבים על פני כדור הארץ שאינם נגישים לבני אדם. דוגמא לכך היא קרקעית הים. עדיין אין טכנולוגיה שמסוגלת להתגבר על לחץ המים ועל מעט אור השמש שנמצא בתעלות ימיות. הדבר נכון גם לגבי מרכז כדור הארץ. תוארו רומנים רבים אודות מסע אל מרכז כדור הארץ אך זהו דבר שעדיין אינו נגיש עבורנו. הכי הרבה שאני יודע הצליח לחפור לעומק היה כ 12 ק"מ. זה רק הרמת עור דק של תפוח.
בהתחשב בכך שלא ניתן לחפור עד להגעה לליבת כדור הארץ, היה צורך למצוא שיטות שונות להערכת רדיוס כדור הארץ. אחד החסרונות העיקריים לכך שלא ניתן לחפור עד ליבת כדור הארץ הוא השכבה הגבוהה של סלעים עבים ועמידים. הייטק לא יכול לקדוח את כל הקילומטרים האלה של סלע עמוק. חסרון נוסף הוא הטמפרטורה בה ליבת כדור הארץ. והאם הליבה הפנימית היא טמפרטורה של כ 5000 מעלות צלזיוס. בפני טמפרטורה כזו, אין בן אדם או מכונה שתוכל לעמוד בתנאים אלה. לבסוף, בעומקים אלה, גם לא החמצן שאפשר לנשום.
למרות העובדה שיש את כל הבעיות הללו כדי למדוד ישירות את רדיוס כדור הארץ, האדם נעצר. התגלו מודלים שונים שמסוגלים לאמוד את ערכו. לדוגמא, באמצעות גלי סייסמי ניתן לחקור את הרכב השכבות הפנימיות של כדור הארץ. שיטות אלה יכולות להכיר את העומק בו מתרחשת רעידת אדמה בעקיפין. אנו יכולים להכיר היבטים שונים של כדור הארץ מבלי שנצטרך לראות הכל במו עינינו.
תיאוריית טקטוניקת הצלחת והארטוסטנס
התיאוריה של טקטוניקת הלוחות עזרה רבות בהבנת האופן שבו כדור הארץ עובד. אומרים כי הקרום היבשתי מחולק ללוחות טקטוניים שונים הנעים ברציפות. סיבת העקירה נובעת מ זרמי הסעה של מעטפת האדמה. תנועת צלחת זו ידועה על ידי שם הסחף היבשתי.
זרמי ההסעה של מעטפת כדור הארץ ניתנים על ידי ההבדלים בצפיפות הקיימים בין חומרי הפנים. כל זאת אנו יכולים לדעת בזכות סוגים שונים של שיטות מדידה עקיפות. תמיד חיפשנו שיטות שונות למצוא מדידות לכל דבר. המדען הראשון שהצליח למדוד את רדיוס כדור הארץ היה ארטוסטנס. למדד זה תמיד היו אנשים במתח מאז ימי קדם.
באותה תקופה לא הייתה הרבה טכנולוגיה זמינה כדי להיות מסוגל למדוד את רדיוס כדור הארץ. לכן, שיטה ראשונה זו כללה כמה אלמנטים ראשוניים מאוד. זכור כי בשלב זה, שיטות ראשוניות אלה נחשבו לטכנולוגיה מהפכנית. אחד האלמנטים החשובים ביותר ששימשו למדידת רדיוס כדור הארץ היה חשיבותו של ה- היפוך הקיץ.
ארטוסטנס לקח פפירוס מספרייה וכאשר הבחין כי פוסט עליו אינו משקף שום סוג של צל, זה היה בגלל העובדה שקרני השמש פוגעות על פני האדמה בצורה מאונכת לחלוטין. זו הסיבה ארטוסטנס הוא היה סקרן לדעת מה הרדיוס של כדור הארץ. הדרך למדוד את רדיוס כדור הארץ הייתה מאוחר יותר כשנסע לאלכסנדריה. כאן הייתי חוזר על הניסוי ורואה שהצל של השמש היה 7 מעלות. לאחר מדידה זו הוא הבין שההבדל שיש בצל השני שחי בסיינה הוא סיבה לדעת שכדור הארץ עגול ולא שטוח כפי שהאמינו באותה תקופה.
נוסחת Eratosthenes למדידת רדיוס כדור הארץ
לאחר שסיים מספר ניסויים, הוא השיג כמה חוויות של מדידות אלה. משם הוא החל לנסח כמה תיאוריות שעזרו למדוד את רדיוס כדור הארץ. עיקר התהליך התבסס על אומדנים וניכויים. הניכוי העיקרי שלו התבסס על העובדה שאם כדור הארץ היה היקף 360 מעלות, חמישים מההיקף הזה יהיה 7 מעלות. חלק זה של ההיקף הכולל היה מה שנמדד בצל באלכסנדריה.
בידיעה שהמרחק בין שתי הערים סיינה ואלכסנדריה הוא 800 קילומטרים, הוא הצליח להסיק זאת רדיוס כדור הארץ היה 6.371 ק"מ. יש לזכור כי בזמן שחישוב ארטוסטנס היה מורכב למדי להצליח לבצע את המדידות. עם זאת, הוא מסר נתונים די קרובים למה שידוע כיום.
כיום ישנן דרכים אחרות למדידת פנים כדור הארץ הודות לגלים סייסמיים. בהתאם לחומר ממנו הוא מורכב מחלל הפנים והמרחק שנמצא ממרכז רעידת האדמה, ניתן לדעת את העומק.
אני מקווה שעם מידע זה תוכלו ללמוד עוד על מהו רדיוס כדור הארץ וכיצד הוא נמדד בפעם הראשונה.