NEW地学基礎教室「地球の形と大きさ」

地球の大きさ

人類と地球

地球の形は真ん丸な球体です。
イメージで言うと、ちょうど夜空に浮かぶお月様みたいな感じです。

人類で地球を初めて宇宙から実際に見たのはユーリ・ガガーリンというソ連の宇宙飛行士です。日本では「地球は青かった」という言葉が有名ですね。

※ちなみにユーリ・ガガーリンが宇宙に行ったのは１９６１年４月１２日です。宇宙の残した名言としては、「神は見当たらなかった」という言葉も有名です。

ユーリ・ガガーリンは「地球は青かった」という言葉を残したと言われていますが、「地球は丸かった」という言葉は残していません。おそらく当時の人類からしても、「地球が丸い」ということは当然の事実だったからでしょう。

人類はいつから地球が球形であることに気がついていたのでしょうか？
それは紀元前まで遡ります。

アリストテレスと丸い地球

紀元前３３０年
ギリシャのアリストテレスが地球が球形であることに気がつきます。
単なる予想ではなくで、科学的に球形であることを証明したことが大きなポイントです。

球形である証拠その１
月食のとき、月に映る影がいつでも丸い形をしている。

球形である証拠その２
水平線の奥から船が陸に向かって近づいてくるとき、必ず上部の帆先から姿が見える。

球形である証拠その３
南北に移動すると、星の高度が変化する。

月食に映る影は地球のシルエットです。何回月食が起きても、影が必ず丸いということは、どんな方向から照らされても、影が丸いということです。どんな方向から照らされても、影が丸くなる形は球形しかありません。よって地球が球形であると考えたのです。控えめに言って天才ですね。

※アリストテレスは哲学者です。プラトンの弟子です。「万学の祖」とも言われています。アレクサンドロス大王の家庭教師もしました。すごい！

地球の正確な形

地球は極半径と赤道半径が異なり、赤道方向に若干膨らんだ形をしています。
この形を地球楕円体と言います。

地球は大きい

地球は大きいですよね。
どれくらい大きいか知っていますか？

1周約40000㎞です。

※人類が地球を初めて一周したのは約500年前といわれています。マゼランという人物が有名です。

地球の大きさを科学的に初めて計測したのは紀元前230年頃です。計測したのはギリシャのエラトステネスという人物です。地球が球形であることを科学的に説明したアリストテレスより少し後の人物です。

※エラトステネスはアレクサンドリアの図書館長を務めていました。２以上の整数の倍数を順に消していき、素数を見つける「エラトステネスの篩」という方法も考案しました。

エラトステネスはどのように地球の大きさを計測したのかを説明します。
南北に位置するアレクサンドリアのほぼ真南にあるシエネという都市では、夏至のときの正午に井戸の底に太陽が映ります。

深い井戸の底に太陽が移るためには太陽高度が９０度でなくてはいけません。そのことに気がついたエラトステネスは、同じく夏至の日の正午のアレクサンドリアでの太陽高度も計測します。これがだいたい８２.８度でした。つまりアレクサンドリアとシエネでは太陽高度の差が（９０－８２.８）で、７.２度あります。２つの都市は南北に位置するので太陽高度の差はそのまま、緯度の差になります。

※緯度は赤道が０度、極を９０度で表します。赤道から南北にどれだけ離れているかの座標を示します。赤道付近は低緯度、極付近は高緯度とも言います。

２地点の緯度の差が７.２度で、地球一周の角度は３６０度です。
７.２度が５０セットあると７.２度×５０＝３６０度になります。
つまり２地点の距離×５０＝地球一周の距離になります。
エラトステネスは数学の知識を使って、地球一周の大きさを計測したのです。

\(\displaystyle地球の全周=\frac{３６０}{２地点の緯度の差}\times２地点の距離\)

※地球一周の大きさは自宅でも地図と電卓とものさしがあれば計測できます。地図は緯度が記載されている国土地理院が発行しているものがおすすめです。是非やってみてください。

※エラトステネスは２地点の距離を歩いて計測したのと、完全には２地点が南北に位置していなかったので、地球の大きさの計測結果には約１３％ぐらいの誤差があったといわれています。科学的に計測できる方法を考案した点に偉大さがあります。

地球の表面

地球の表面は海が約70％で、陸が約30％です。