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地球の直径はどれくらい?

地球の直径はどれくらい?

こたえ:約1万2700kmです。ただし、測る方向によって少し、長さがちがいます。

地球を人工衛星から撮影した写真を見ると、地球はボールのような形をしていますね。これは、天体が大きくなって重くなると、万有引力(すべての物質がもつ引き合う力)も大きくなり、複雑な形を保つことができなくなるからです1。引力によってつぶれようとする力と、内部の物質同士が反発しあう圧力がほぼ等しくなり、丸くなって安定するのです。地球に限らず、ある程度の大きさの天体はみな、丸い形になります。ボールが丸いのも,表面のゴムが引っ張る力と中の空気の圧力が等しくなるためです。

ただし、地球は完全な球形ではありません。地球は、自転(コマのような運動)をしながら太陽の周りを公転しているので、いつも遠心力(円をえがいて回っているとき、中心から遠ざかろうとする力)がはたらいています。遠心力の大きさは、自転軸(じてんじく:回転の中心となる軸)から距離がはなれているほど大きくなるため、地球上では赤道上でもっとも大きく、北極や南極に近づくと小さくなります。その結果、地球は赤道方向に引きのばされ、ボールを上から軽くつぶしたような形、極端(きょくたん)にいうとミカンのような形になるのです。

つまり、地球のおなかにあたる赤道の長さと、北極と南極を通る線の長さは、少しちがっています。赤道方向の直径は約12756kmで、北極と南極の方向の直径は約12714km。その差は約42kmです。

この42kmという差は、地球全体の大きさから見ればごくわずか。だったら、球形だと考えてもいいのでは?と言いたくなりますが、球形だと困ることがあるのです。その1つは、重力の計算です。重力は引力と遠心力の関係で決まるため、緯度によってわずかに変化し、赤道では北極や南極よりも約0.5%小さくなります2。たとえば、体重計や圧力計などの計量機器は重力の影響を受けるので、機器が正しい値(あたい)を指すように調整するためには、正しい重力を知る必要があります。

そこで、地球の形と大きさにできるだけ近い形として「地球楕円体(だえんたい)」という基準が考えられました。楕円体にはいくつか種類があり、日本は2002年から「測地基準系1980」(Geodetic Reference System 1980GRS80)にもとづいて、測量したり地図を作成したりしています3GRS80では、地球の赤道半径(自転軸と垂直方向の半径)は6378.137km極半径(自転軸の方向の半径)は6356.752kmと定められています4

 

記事公開:2021年10月

参考資料

1)国立天文台暦計算室「天体の形」:

https://eco.mtk.nao.ac.jp/koyomi/wiki/C5B7C2CEA4CEB7C1BEF5.html

2)国土交通省国土地理院「重力ってなに?」:

https://www.gsi.go.jp/common/000213099.pdf

3)国土交通省国土地理院「日本の測地系」:

https://www.gsi.go.jp/sokuchikijun/datum-main.html

4)国立天文台暦計算室「太陽系天体の半径」:

https://eco.mtk.nao.ac.jp/koyomi/wiki/CFC7C0B12FC8BEB7C2.html

監修者:大山光晴

1957年東京都生まれ。東京工業大学大学院修士課程修了。高等学校の物理教諭、千葉県教育委員会指導主事、千葉県立長生高等学校校長等を経て、現在、秀明大学学校教師学部教授として「理数探究」や「総合的な学習の時間」の指導方法について講義・演習を担当している。科学実験教室やテレビの実験番組等への出演も多数。千葉市科学館プロジェクト・アドバイザー、日本物理教育学会常務理事、日本科学教育学会及び日本理科教育学会会員、月刊『理科の教育』編集委員等も務める。

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