Geologia geoide

Geoid, model de la figura de la Terra, és a dir, de la mida i la forma del planeta, que coincideix amb el nivell mitjà del mar sobre els oceans i continua a les zones continentals com una superfície imaginària del nivell del mar definida pel nivell de l'esperit. Serveix de superfície de referència a partir de la qual es mesuren les altures topogràfiques i les profunditats oceàniques. La disciplina científica relacionada amb la figura precisa de la Terra i la seva determinació i significació es coneix com a geodèsia.

El geoide és a tot arreu perpendicular a la gravetat i s'aproxima a la forma d'una esferoide oblata regular (és a dir, una esfera aplanada). És irregular, però, a causa de concentracions locals de massa enterrada (sortides de l'homogeneïtat lateral a la profunditat) i a causa de les diferències d'elevació entre els continents i els marins. Matemàticament parlant, el geoide és una superfície equipotencial; és a dir, es caracteritza pel fet que en tota la seva extensió la funció potencial és constant. Aquesta funció potencial descriu els efectes combinats de l’atracció gravitatòria de la massa de la Terra i la repulsió centrífuga causada per la rotació de la Terra sobre el seu eix.

A causa de les distribucions irregulars de massa a la Terra i de les anomalies de gravetat resultants, el geoide no és una simple superfície matemàtica. Per tant, no és una superfície de referència adequada per a una figura geomètrica de la Terra. Com a figures de referència de la Terra, però no per la seva topografia, s’utilitzen formes geomètriques simples que s’aproximen al geoide. Per a molts propòsits, una representació geomètrica adequada de la Terra és una esfera, per a la qual només s’ha d’indicar el radi de l’esfera. Quan es necessita una figura de referència més precisa, s'utilitza un el·lipsoide de revolució com a representació de la forma i la mida de la Terra. És una superfície generada al girar una el·lipse a 360 º sobre el seu eix menor. Un el·lipsoide que s’utilitza en càlculs geodèsics per representar la Terra s’anomena el·lipsoide de referència. Aquest el·lipsoide de revolució és la forma més utilitzada per representar una simple superfície de referència geomètrica.

Un el·lipsoide de revolució s’especifica per dos paràmetres: un eix semimajor (radi equatorial per a la Terra) i un eix semiminor (radi polar), o l’aplanament. L'aplanament (f) es defineix com la diferència de magnitud entre l'eix semimajor (a) i l'eix semiminor (b) dividit per l'eix semimajor, o f = (a - b) / a. A la Terra, l’eix semimajor i l’eix semiminor difereixen uns 21 quilòmetres (13 milles), i l’aplanament és aproximadament una part en 300. Les sortides del geoide de l’el·lipsoide més adequat de la revolució són d’uns ± 100 metres (330 peus); la diferència entre els dos semiaxes de l’el·lipci equatorial en el cas d’una connexió el·lipsoide triaxial a la Terra és només d’uns 80 metres.

Aquest article revisa el desenvolupament de representacions geomètriques simples de la Terra, a partir dels grecs antics. A continuació, es discuteix el concepte del geoide i les maneres en què el seguiment de satèl·lits artificials i el mapeig de satèl·lits de la superfície oceànica han ajudat a l’avaluació geodèsica de la forma i del camp de gravetat de la Terra. Acaba mostrant com aquest treball ha donat com a resultat valors més refinats per al radi, la massa i la densitat de la Terra.