Hay varios modelos de la Tierra. Cada uno implica aproximaciones para hacer que el modelo sea útil y viable.
Aproximación 1: si estamos preparados para tener cuidado con nuestras mediciones y mantenernos a distancias bastante cortas, podemos suponer que es plano. Esto es útil para construir cosas como casas y carreteras y ese tipo de infraestructura.
Aproximación 2: podemos suponer que la Tierra es esférica. Esto funciona para muchas cosas, incluida la navegación básica y una variedad de cosas diferentes. Claramente, una esfera es radicalmente diferente a un plano, pero en una distancia corta, un plano se aproxima a una parte muy pequeña de la superficie de una esfera.
Aproximación 3: podemos suponer que la Tierra es un elipsoide oblato de revolución. Si bien ha habido una serie de variantes de este modelo en los últimos doscientos años, todos estaban bastante cerca y variaban mucho más según el lugar donde ubicaban el centro de la Tierra que en las dimensiones del elipsoide. La mejor estimación actual, el elipsoide GRS80, difiere de una esfera en no más de unos 21 km en la distancia polar. En la escala de la Tierra (radio 6.370 km), esta diferencia es demasiado pequeña para detectarla usando imágenes del espacio y para la navegación general. Este modelo se usa como la base de la cartografía para la mayor parte de la Tierra, así como los cálculos geodésicos, que a menudo afectan las ubicaciones de las propiedades y otras cosas importantes.
Los elipsoides estándar se utilizan para aproximar la forma general de la Tierra como una figura matemática simple, basada en el nivel promedio aproximado de los océanos del mundo.
Puede obtener más información sobre el mejor modelo de elipsoide actual (que incluye dónde está el centro de la Tierra y la orientación del elipsoide en el espacio, en: The International Terrestrial Reference Frame (ITRF)
Aproximación 4: podemos suponer que la Tierra es un geoide. Un geoide es una superficie equipotencial, es decir, una superficie que está en todas partes en ángulo recto con la dirección de gravedad local. También es una superficie sobre la cual el agua no fluirá. Se establece un geoide de ‘nivel cero’ para aproximar el nivel medio del mar del mundo, pero continúa por tierra. Esta superficie está muy cerca de lo que obtendrías si pudieras nivelar todo el planeta.
El geoide se calcula como un conjunto masivo de armónicos esféricos. Esto significa que incluye variaciones en forma y altura, basadas en datos de medición. El geoide global está dentro de unos 120 m del modelo de elipsoide ITRF, por lo que se trata de toda la variación que hay de la aproximación elipsoidal.
Esta aproximación, y las variantes locales, dependen de cantidades masivas de datos de nivelación y observaciones de gravedad, acumuladas durante años a partir de innumerables fuentes, y acumuladas en un gran cálculo del geoide. Esta es una empresa masiva.
Puede obtener más información sobre el mejor modelo de geoide global actual aquí: Earth Gravitational Model 2008 (EGM2008) Tenga en cuenta que las naciones más desarrolladas tienen sus propios geoides localizados, y estos se pueden encontrar a través de búsquedas adecuadas en línea.
Aproximación 5: En todo el planeta tenemos Modelos Digitales de Elevación (DEM) de la superficie de la Tierra. Estos son muy variables y tienen diferentes resoluciones, precisiones y precisiones. Pero colectivamente proporcionan una buena aproximación de la superficie real del planeta. Estos están sujetos a cambios, ya que la superficie cambia con el tiempo, y hay áreas con una cobertura relativamente pobre, pero existe un DEM global.
Resumen Entonces, tenemos varias aproximaciones diferentes a la forma general de la Tierra, basadas en la aproximación de una estimación de nivel cero de una superficie equipotencial, es decir, un geoide. También tenemos datos reales que forman DEM de la superficie.
Pero la cuestión general de la forma tiende a referirse a uno de los modelos matemáticos, y generalmente al modelo de esfera / elipsoide. A menudo lo preguntan quienes promueven el truco de confianza de la Tierra plana.
Dado que el tamaño y la forma del planeta se recalcula diariamente, y lo ha sido durante muchos años, en varios lugares del mundo, la forma de la Tierra se conoce a nivel milimétrico y se actualiza diariamente. Hay una red global de estaciones, comenzando con VLBI, y luego bajando a través de CORS y equivalentes, que proporcionan un monitoreo minuto a minuto de la superficie de la Tierra, durante todo el día. Solo dentro de los EE. UU., Eso es alrededor de 2,000 estaciones, que brindan una ubicación de nivel milimétrico las 24 horas, los 7 días de la semana.
Cada noche, alrededor de las 2 am en Washington DC, todos los datos de CORS de las últimas 24 horas se prueban y se comparan con las observaciones equivalentes de las redes de todo el mundo. Esto se hace automáticamente y lleva unos 40 minutos de cálculo intensivo. Si las cosas se han movido más de un par de milímetros en todo el planeta, suenan las alarmas.
Así que ya tenemos 2.600 años de observaciones, y en los últimos 400 años hemos visto una intensidad de observaciones aumentar más allá de lo creíble. Por ejemplo, aquí está la red geodésica global, como se la conoce mejor, en 1971. Tenga en cuenta que esto fue mucho antes que el GPS, y que se utilizó poco el Transit Doppler, el sistema de navegación por satélite anterior, para el trabajo geodésico.
Las áreas más oscuras son trabajos realizados con Shoran, Hiran, Shiran y Aerodist después de 1950. Las áreas más claras son de triangulación tradicional. Tenga en cuenta que en este momento también se realizó algún trabajo en la Antártida, pero que no se muestra en este mapa.
Tenga en cuenta que esta era la red geodésica de primer orden o primaria. Las redes secundarias y terciarias no se muestran. Si toma cada punto final de cada línea, cada vez que se mide la línea, tiene los datos para calcular la curvatura local de la Tierra. Aproximadamente cada 5ta a 10ma estación en la red primaria, tiene una estación astrogeodética que se usa para determinar la forma del geoide. Esa es una gran cantidad de datos, dadas las redes secundarias y terciarias.
Hoy, solo en los EE. UU., La red geodésica CORS envía y procesa aproximadamente 17 millones de observaciones de posicionamiento al servidor central todos los días. Agregue a estos sistemas equivalentes en todo el mundo, que agregan al menos este número de observaciones, y tenemos cerca de 50 millones de observaciones del tamaño y la forma de la Tierra todos los días. En los últimos diez años, esto equivale a alrededor de 185 mil millones de observaciones del tamaño y la forma de la Tierra, alrededor del nivel milimétrico. Y esto es solo CORS y redes fijas equivalentes, e ignora VLBI y todo el trabajo de medición regular.
Al observar que las observaciones anteriores son solo la red de referencia fija y no incluyen el trabajo adicional que se realiza todo el tiempo, nos estamos ahogando en datos de nivel milimétrico. De hecho, la forma del planeta es quizás la más medida y más precisa. ¡Conocimiento científico conocido que la humanidad ha producido! Hay, literalmente, miles de billones de observaciones confirmadoras y conformes.