У школі нас вчили, що Земля має форму кулі діаметром 12742 км – але це тільки на перший погляд. Будь-яке небесне тіло достатніх розмірів згодом стає сферичним під впливом власної гравітації. Про це пише Файна сторінка.
Набувають такої форми і кам’янистих об’єктів, що мають, за дуже грубими оцінками, хоча б 600 км у поперечнику і масу щонайменше 0,01% від маси нашої планети. Але далі починаються деталі та тонкощі.
Що впливає на форму небесного тіла
Форму планети Земля визначає кілька чинників. По-перше, обертання Земної кулі створює відцентрову силу, причому на екваторі вона вища, ніж у полюсів. Через цю різницю планета виявляється трохи сплюснута і її діаметр, що проходить через екватор, стає на 43 км більше. Якби всю її цілком покривав безкрайній океан, то він утворював би трохи витягнутий еліпсоїд, і ця форма більш точно відповідає дійсній формі Землі. Але це лише по-перше.
Ця 3D-модель істинної форми Землі була підготовлена американськими вченими.
Маса розподілена на поверхні нашої планети не зовсім поступово. Як правило, літосферні плити материків товщі, ніж океанічні. Високі гори і глибокі западини, потужні рудні відкладення – все це створює слабкі аномалії, ділянки, в яких гравітаційне поле виявляється трохи сильнішим або слабшим від звичайного.
Гравітаційні аномалії дають про себе знати зокрема через вплив вплив на висоту польоту супутників, що працюють на навколоземній орбіті. Наприклад, два однакові зонди місії GRACE облітали планету близько 15 років, проходячи над кожною ділянкою поверхні раз на місяць і з ювелірною точністю відстежуючи відстань один до одного. Проліт над будь-якою гравітаційною аномалією викликав невеликі зміни їх становища, і зібрані дані дозволили скласти саму детальну карту гравітаційного поля Землі і уточнити її форму.
Тож яка форма у Землі насправді?
Така поверхня називається геоїдом – це і є справжня форма Землі: на відміну від рівного еліпсоїда, його висота в кожній ділянці визначається точним балансом між відцентровою силою та локальною гравітацією.
На тлі розмірів усієї планети Земля навіть найбільші деталі її поверхні здадуться зовсім крихітними. Наприклад, для Безодні Челленджера (10,9 км нижче рівня моря) відхилення від середнього радіусу Землі становить лише 0,17%, а Джомолунгми (8,8 км) – 0,14%.
Тим більше непомітні будуть аномалії реальної форми Землі — геоїду: від еліпса його поверхня відхиляється в межах від – 85 до 106 м. Тому 3D-модель, підготовлена вченими американського Національного управління океанічних та атмосферних досліджень (NOAA), посилена: аномалії на ній додатково виділені. Проте в іншому вона повністю спирається на дані GRACE і наочно демонструє непросту форму нашої круглої планети.