ELSŐ RÉSZ.
A FÖLDGÖMB FIZIKÁJA.



I.
A Föld a világűrben.

1. A Földgömb fizikájának tárgya. A Földgömb fizikájának tárgya azoknak az általános jelenségeknek vizsgálata, a melyek az egész Föld alakját és mozgását, valamint azoknak a folyékony és gáznemű anyagoknak mozgását szabják meg, a melyek a Földet részben vagy egészben beborítják. E tudományág magában foglalja továbbá azoknak az okoknak tanulmányát is, a melyek bolygónkat a mai állapotába hozták.

E tanulmányhoz fel kell használnunk a kísérleti fizika törvényeit. Az általános fizika és a Földgömb fizikája közt nincs éles határvonal. Midőn laboratóriumi kísérletekkel tanulmányozzuk az inga lengéstörvényeit, általános fizikával foglalkozunk; ha e törvényeket a Földnek a sarkai közelében való ellapulására alkalmazzuk, mindjárt a Földgömb fizikájának terére lépünk. Ha pontos manométerrel a gőzök feszültségét tanulmányozzuk, általános fizikával foglalkozunk; míg a Földgömb fizikájával van dolgunk, mihelyt a kísérlet adta eredményeket a légköri nedvesség jelenségeinek, az esőnek, harmatnak, hónak tanulmányozására alkalmazzuk.

A Földgömb természettanát geofizikának is nevezik; e tudománynak az a része, a mely a légkörben végbemenő jelenségeket tárgyalja, a meteorológia.

2. A Föld elkülönülése a világűrben. A Föld, a melyen élünk, szilárd külsejű tömeg, melynek körülbelül háromnegyed részét víz borítja és a melyet légkörnek nevezett gázréteg burkol be. Ez a burok a szilárd és cseppfolyós részt pánczélként fedi

2

be és a Föld és a légkör együttvéve elkülönült egészet alkot a térben.

A Föld elkülönülése csakis attól a pillanattól kezdve kézzelfoghatóan bizonyos, mióta a hajósok legelőször körülhajózták. Az első világkörüli utat MAGELHAÊS (MAGELLAN) portugál hajós tette meg. Portugáliából kiindulva és folyton nyugat felé haladva, fölfedezte Amerika déli részén azt a szorost, a mely ma is az ő nevét viseli és folyton nyugatra tartva, tért vissza Európába. Az a tény, hogy ez az utazás és a többi utána következő megtörténhetett, bizonyítja a Föld elkülönülését a világűrben.

3. A Föld gömbölyű. A tenger partján való figyelmes szemlélődés megmutatja ezenfelül, hogy a Föld alakja gömb, vagy legalább is gömbölyű.

Ha valamely szikláról a part felé közeledő hajót nézünk, először is árboczainak csúcsát látjuk, majd legmagasabb vitorláit, később alacsonyabb vitorláit s végül a teknőjét, mely legutoljára tűnik fel a látóhatáron. Ezt a jelenséget minden tengeren észleljük, ez tehát a Föld alakjára általánosan jellegző. Továbbá, ha a tenger közepén, valamely kimagasló ponton helyezkedünk el, mint pl. egy hajó árboczán, vagy még inkább valamely sziget közepén kiemelkedő hegyen, a látóhatárt mindig tökéletesen köralakúnak látjuk; a miből ismét az következik, hogy a Föld – a mennyire így hozzávetőleg megítélhetjük – gömbalakú.

Végül, még ha a szárazföldek belsejében utazunk és pedig délről észak felé, azt tapasztaljuk, hogy a sarkcsillag, mely az égen körülbelül mozdulatlan, abban a mértékben emelkedik a látóhatár fölé, a mily mértékben előrehaladunk észak felé és sülyedni látszik, ha dél felé megyünk. A horizont tehát mintegy alásülyed az utazó lába alatt, a miből ugyancsak bolygónk gömbölyű alakjára következtethetünk.

4. A Föld méreteinek első meghatározása. Mind e jelenségekből következik, hogy a Föld hozzávetőleg gömbalakú. Egyszerű kísérlettel meghatározhatjuk e gömb sugarának közelítő értékét.

Helyezkedjünk valamely magas pontra, a honnan az ég alját láthatjuk (1. rajz). Helyezzünk ide pontos szögmérő műszert és mérjük meg a φ szöget, a melyet a vízszintes irány az AT látásvonallal alkot, mely a tengeren a látóhatárt érinti. Legyen

3

meretes az AB = h magasság, vagyis az A pont magassága a tenger szintje fölött.*)

E könnyen megvalósítható mérésekből a Föld sugarának közelítő értékéül azt kapjuk, hogy

R = 6366km.

1. rajz.

A φ szöget a látóhatár sülyedésének nevezzük. Ha a h magasság, a melyre a kísérlet czéljából fölemelkedtünk, 100 m., akkor a szög értéke 19 percz 16 másodpercz.

Megjegyzendő, hogy ha a Földnek bármely pontján, bármely vidékén végezzük is ezt a mérést, körülbelül ugyanezt az értéket kapjuk. Első megközelítésül tehát azt mondhatjuk, hogy a tengerek felszine oly gömb, a melynek sugara 6366 km.

Minthogy pedig másrészt a legnagyobb megmért hegy magassága sem haladja meg a 9000 m.-t, láthatjuk, hogy ez a magasság csak 1/700 része a sugárnak. Ha tehát mesterséges földgömbön a domborúság arányában akarnók feltüntetni a szárazföldek felszinének egyenetlenségeit, látnók, hogy 70 cm. sugarú, vagyis 1.4 m. átmérőjű gömbön a Föld legnagyobb kiemelkedése nem egészen 1 mm. lenne. Tehát a tengerek felszinére kapott eredményt kiterjeszthetjük a Föld egész felszinére és első megközelítésül mondhatjuk, hogy a Föld 6 366 000 m. sugarú gömb.

5. Földrajzi koordináták. Hogy a Földgömb felszinén valamely pontnak a helyét m egállapíthassuk, a csillagászok és földrajztudósok közmegegyezéssel oly koordináta rendszert fogadtak

*) Az AOT derékszögű háromszögből

OT = OA cos φ           (1)

Jelöljük R-rel a Föld ismeretlen sugarát, akkor OT = R és OA = R + h. Így tehát:

R = (R+h) cos φ           (2)

A trigonométriai táblázatok megadják cos φ értékét; e szerint R értéke, ha h ismeretes, meghatározható.

4

el, melyben minden pontot a Földgömbre húzott két kör metszéspontja határoz meg.

a) Hosszúság. Majd ha a Föld mozgásairól szólunk, látni fogjuk, hogy bolygónk önmaga körül forog. Azt a vonalat, vagy képzelt tengelyt, a mely körül Földünk forgását végzi, a sarkok vonalának vagy világtengelynek nevezik és azt a P és P' pontot, a melyben ez a vonal a Földgömböt metszi, sark-nak hívják, még pedig P az északi sark, P' a déli sark.

Ezt megállapítva, gondoljunk egy b pontot a Föld felszinén; e ponton és a sarkok vonalán síkot fektethetünk. E sík a gömböt PbBP'B' ú. n. legnagyobb körben metszi, melyet délkör-nek (meridián) nevezünk. Ez a b pont délköre.

2. rajz.

A b pont hosszúságának nevezzük azt a fokokban mért szöget, a melyet a b pont délköre valamely kezdővonalul elfogadott PAP'A' állandó meridiánnal alkot. Ezt a szöget az AB ív méri, melyet a két délkörnek a tengelyre merőleges körrel való metszés pontjai állapítanak meg; az EE' legnagyobb kört egyenlítőnek nevezzük. A hosszúságokat 0°-tól 180°-ig számítjuk a PAP' első délkörtől jobbra és balra; e hosszúságok keletiek és nyugatiak.

b) Szélesség. A Földön fölvett b ponton fektessünk síkot a sarkok vonalára merőlegesen: ez a sík a gömböt a CbaC' kisebb körben metszi; ez a kör párhuzamos kör, a b pont párhuzamos köre.

A b pont szélességének nevezzük azt a fokokban mért ívet a délkörön, a mely az egyenlítő és a pont párhuzamos köre közzé esik: a b pont szélességét tehát bB ív, vagy az aA ív méri. A szélességeket az egyenlítőtől számítják s északiak vagy déliek a szerint, a mint a b pont az egyenlítő fölött, vagy alatt fekszik.

Valamely pont helyzetét a Földön a hosszasági és szélességi adat egyértelműen megállapítja.

Például valamely pont helye: nyugati hosszúság 15° és északi szélesség 43°

5

A szélességeket az egyenlítőtől a sarkig minden nemzet egyformán számítja.

A hosszúságot az első délkörtől számítják; de ez az első délkör országok szerint változik. Kettő van rendszerint használatban; a párizsi a franczia, a greenwichi az angol és német térképeken.*)

6. Hosszúságegységek. Méter. Többel, mint egy századdal ezelőtt a franczia nemzetgyűlés elhatározta, hogy a hosszmérték egységét a Föld méreteihez köti és elfogadta egységül a métert, a melyet akkor úgy állapítottak meg, hogy a földi délkör negyedének 10 milliomod része legyen.

Látni fogjuk később azokat a javításokat, a melyeket a későbbi földmérő munkálatok következtében e meghatározáson tettek.

7. Tengeri mérföld. Nagyon észszerű s az egész világ hajósai között használatos egység a tengeri mérföld.

Tudjuk, hogy a délkör az egyenlítőtől a sarkig 90 fokra oszlik, minden fok 60 perczre, minden percz 60 másodperczre.

A tengeri mérföld a délkör egy perczére eső ívhosszúság.

Egy tengeri mérföld kerekszámban 1852 méter.

Egy délkör-fok hossza 111.111 kilométer.

8. A Föld felszíne és térfogata. A Föld felszínének kiterjedése 510 082 000 négyzetkilométer és térfogata 1 083 260 millió köbkilométer.

Az egyenlítő a Földet két részre osztja, az északi félgömbre, és a déli félgömbre.

*) Térképeinken a hosszúságot gyakran a Ferró-szigeti délkörtől számítják. – Fordító. [Azóta a Greenwichtől való számítás az egész világon elterjedt – NF]