Geoid geologie

Geoid, model postavy Země - tj. Velikosti a tvaru planety - který se kryje se střední hladinou moře nad oceány a pokračuje v kontinentálních oblastech jako imaginární hladina hladiny moře definovaná úrovní ducha. Slouží jako referenční plocha, ze které se měří topografické výšky a hloubky oceánu. Vědecká disciplína zabývající se přesnou postavou Země a jejím určováním a významem se nazývá geodézie.

Geoid je všude kolmý k tahu gravitace a přibližuje tvar pravidelného splošteného sféroidu (tj. Zploštělé koule). Je to však nepravidelné kvůli místním koncentracím pohřbené hmoty (odchylky od laterální homogenity v hloubce) a kvůli rozdílům v nadmořské výšce mezi kontinenty a mořskými dny. Matematicky řečeno, geoid je ekvipotenciální povrch; to znamená, že je charakterizována skutečností, že v celém rozsahu je potenciální funkce konstantní. Tato potenciální funkce popisuje kombinované účinky gravitační přitažlivosti hmoty Země a odstředivého odporu způsobeného rotací Země kolem její osy.

Vzhledem k nepravidelnému rozložení hmoty na Zemi a výsledným gravitačním anomáliím není geoid jednoduchým matematickým povrchem. Nejedná se tedy o vhodný referenční povrch pro geometrickou postavu Země. Jako referenční čísla Země, ale ne pro její topografii, se používají jednoduché geometrické tvary, které se přibližují geoidu. Pro mnoho účelů je adekvátní geometrické znázornění Země koule, pro kterou musí být uveden pouze poloměr koule. Pokud je požadována přesnější referenční hodnota, používá se jako reprezentace tvaru a velikosti Země rotační elipsoid. Je to povrch vytvořený otáčením elipsy o 360 ° kolem její vedlejší osy. Elipsoid, který se používá v geodetických výpočtech k reprezentaci Země, se nazývá referenční elipsoid. Tento rotační elipsoid je tvar, který se nejčastěji používá k reprezentaci jednoduchého geometrického referenčního povrchu.

Revoluční elipsoid je určen dvěma parametry: semimajorskou osou (rovníkový poloměr pro Zemi) a semiminorovou osou (polární poloměr) nebo zploštění. Srovnávání (f) je definováno jako rozdíl velikosti mezi osou semimajoru (a) a osou semiminoru (b) dělenou osou semimajoru, nebo f = (a - b) / a. Pro Zemi se osa semimajoru a osy semimoru liší asi o 21 kilometrů (13 mil) a zploštění je asi jedna část ve 300. Odjezdy geoidu od nejlépe padajícího rotačního elipsoidu jsou asi ± 100 metrů (330 stop); rozdíl mezi dvěma poloosy rovníkové elipsy v případě montáže trojosé elipsoidy Země je jen asi 80 metrů.

Tento článek se zabývá vývojem jednoduchých geometrických reprezentací Země, počínaje starými Řeky. Dále pojednává o konceptu geoidu a o tom, jak sledování umělých satelitů a satelitní mapování povrchu oceánu pomohlo při geodetickém posouzení tvaru Země a gravitačního pole. Na závěr je ukázáno, jak tato práce vyústila v propracovanější hodnoty pro poloměr, hmotnost a hustotu Země.