Forma Pământului

          Când vorbim de forma Pământului, ținem cont că aceasta este descrisă de o suprafață idealizată, ci nu de suprafața topografică (a reliefului). Bineînțeles, forma Pământului descrisă de suprafața reliefului este foarte complicată, fiind scobită în oceane și bombată pe continente… Pentru a observa însă forma generală, fie nivelăm toate continentele și oceanele cu un excavator uriaș pentru a obține o suprafață mai simplă, fie analizăm datele furnizate de sateliți. Cum arată deci Pământul? 

  

Fig.1. Pământul ca elipsoid și geoid 

(sursa: unstats după Knippers 2010)

Forma reală – geoid

          În primul rând, principalii factori care explică forma Pământului sunt:

- mișcarea de rotație (în jurul propriei axe), care generează valori maxime ale forței centrifuge la ecuator și valori minime la poli;

- compoziția și structura internă eterogenă, care determină o reacție diferențiată la forța centrifugă. Deci și suprafața va avea o configurație foarte complexă;

          Din această cauză planeta este turtită la poli și bombată la ecuator, diferența dintre raza mică și raza mare fiind de cca 21 km. Suprafața nu descrie însă un simplu elipsoid, ci are mai multe denivelări. Deci Pământul este un geoid. Etimologic chiar așa s-ar traduce, ”forma specifică Pământului”. În practică, geoidul reprezintă suprafața liniștită a Oceanului Planetar prelungită imaginar pe sub continente. Mai poate fi definit în funcție de forța gravitațională, ca fiind suprafața perpendiculară pe direcția firului cu plumb, cu valori geopotențiale omogene (ale gravitației) pe întreaga sa întindere.

Fig.2. Raporturi între geoid, elipsoid și suprafața topografică

Forma utilizată în geodezie, cartografie sau GIS – elipsoid

          Forma foarte complicată a geoidului este prea greu de utilizat în practică. De aceea, cercetătorii au calculat diverși elipsoizi de rotație, încercând să-l găsească pe cel mai potrivit pentru scopul urmărit. Elipsoidul este un corp obținut prin rotația unei elipse, adică un fel de sferă turtită la poli și bombată la ecuator. Este mai ușor de folosit, de exemplu în proiecțiile cartografice, deoarece suprafața sa este ”mai dreaptă”, nu prezintă denivelări ca geoidul. Așadar, elipsoidul de rotație este o formă a Pământului calculată matematic, nu este forma reală. Parametrii care definesc un elipsoid de rotație sunt: semiaxa mare (raza ecuatorială), semiaxa mică (raza polară), turtirea, excentricitatea, raza de curbură polară. Exemple de elipsoizi, în ordine cronologică a determinării: Bessel, Airy, Clarke, Helmert, Hayford, Krasovsky, GRS80, WGS-84. Ultimul este folosit de pildă în sistemul GPS.

 

Fig.3. Altitudinea reliefului este raportată la elipsoid

 

Fig.4. Înălțimea geoidului EGM96 (în m). Se calculează prin diferența dintre elipsoid și geoid.

Se mai numește ”ondulația geoidului”. Zonele roșii sunt bombări, iar cele albastre turtiri

(sursa: wikipedia)

În variantă 3d (cu exagerare verticală foarte mare), modelul de mai sus arată cam așa:

Terroid/ teluroid sunt denumiri mai puțin folosite. Ele definesc tot forma de geoid a Terrei, mai exact un aspect specific al acestuia: S-a observat că turtirea geoidului este mai pronunțată la Polul Sud decât la Polul Nord (vezi modelul de mai sus), și mai pronunțată la latitudinile medii din emisfera nordică decât la latitudinile medii din emisfera sudică. Deci Pământul ar semăna cu o pară, formă botezată terroid sau teluroid. Este foarte interesant faptul că turtirile terroidului apar la latitudinile unde predomină continentele, iar bombările apar la latitudinile unde predomină bazinele oceanice. Probabil acestea din urmă sunt mai predispuse la centrifugare.

În concluzie, trebuie să reținem cele două concepte:

- geoid, forma reală a Terrei, determinată cu ajutorul calculelor câmpului gravitațional;

- elipsoid de rotație, forma matematicizată și simplificată a Terrei, folosită în cartografie și GIS;

___

* Dacă ți-a plăcut acest articol, mă poți susține pentru munca depusă printr-o donație.

de Ionuț Tudose

25.09.2015