Геоидна геология

Геоид, модел на фигурата на Земята, т.е. на размера и формата на планетата, който съвпада със средното морско ниво над океаните и продължава в континенталните райони като въображаема повърхност на морското равнище, определена от нивото на духа. Той служи за референтна повърхност, от която се измерват топографските височини и океанските дълбочини. Научната дисциплина, свързана с точната фигура на Земята и нейната детерминация и значение, е известна като геодезия.

Геоидът е навсякъде перпендикулярен на тежестта на гравитацията и приближава формата на правилен сплитащ сфероид (т.е. сплескана сфера). Това е нередовно, поради локални концентрации на погребани маси (отклонения от страничната хомогенност на дълбочина) и поради различия във височината между континентите и морските дъна. Математически казано, геоидът е равнопотенциална повърхност; т. е. тя се характеризира с това, че в цялата си степен потенциалната функция е постоянна. Тази потенциална функция описва комбинираните ефекти от гравитационното привличане на земната маса и центробежното отблъскване, причинено от въртенето на Земята около нейната ос.

Поради неправилните разпределения на масата в Земята и произтичащите от това гравитационни аномалии, геоидът не е проста математическа повърхност. Следователно това не е подходяща референтна повърхност за геометрична фигура на Земята. Като референтни фигури на Земята, но не и за нейната топография, се използват прости геометрични форми, които приближават геоида. За много цели адекватното геометрично представяне на Земята е сфера, за която трябва да се посочи само радиусът на сферата. Когато се изисква по-точна референтна цифра, елипсоидът на оборота се използва като представяне на формата и размера на Земята. Това е повърхност, генерирана чрез завъртане на елипса на 360 ° около второстепенната му ос. Елипсоид, който се използва при геодезически изчисления за представяне на Земята, се нарича референтен елипсоид. Този елипсоид на въртене е формата, която най-често се използва за представяне на обикновена геометрична референтна повърхност.

Елипсоидът на въртене се определя от два параметъра: полумигорна ос (екваториален радиус за Земята) и полуминорова ос (полярна радиус) или сплескване. Изравняването (f) се дефинира като разликата в величината между полумижорната ос (а) и полуминорната ос (б), разделена на оста на полумиор, или f = (a - b) / a. За Земята полумижорната ос и полуминоровата ос се различават с около 21 километра (13 мили), а сплескването е около една част на 300. Излитанията на геоида от най-подходящия елипсоид на оборота са около ± 100 метра (330 фута); разликата между двете полуоси на екваториалната елипса в случай на триосен елипсоид, прилягащ към Земята, е само около 80 метра.

Тази статия разглежда развитието на прости геометрични изображения на Земята, започвайки от древните гърци. След това се обсъжда концепцията за геоида и начините, по които проследяването на изкуствени спътници и сателитното картиране на океанската повърхност са помогнали в геодезическата оценка на формата на Земята и гравитационното поле на Земята. Той завършва, като показва как тази работа е довела до по-прецизирани стойности за радиус, маса и плътност на Земята.