جيولوجيا الجيود

Geoid ، نموذج لشكل الأرض - أي حجم الكوكب وشكله - يتزامن مع متوسط مستوى سطح البحر فوق المحيطات ويستمر في المناطق القارية كسطح خيالي لمستوى سطح البحر يحدده مستوى الروح. وهي بمثابة سطح مرجعي يتم من خلاله قياس الارتفاعات الطبوغرافية وأعماق المحيطات. يُعرف الانضباط العلمي المعني بالشكل الدقيق للأرض وتحديده وأهميته بالجيوديسيا.

يكون الجيود متعامدًا في كل مكان على سحب الجاذبية ويقارب شكل كروي مفلطح منتظم (أي كرة مسطحة). ومع ذلك ، فهي غير منتظمة بسبب التركيزات المحلية للكتلة المدفونة (انحراف عن التجانس الجانبي في العمق) وبسبب الاختلافات في الارتفاع بين القارات والقوارب البحرية. من الناحية الرياضية ، فإن الجيود سطح متساوٍ. أي أنها تتميز بحقيقة أن الوظيفة المحتملة ثابتة طوال المدى. تصف هذه الوظيفة المحتملة التأثيرات المجتمعة لجاذبية الجاذبية لكتلة الأرض وصد الطرد المركزي الناتج عن دوران الأرض حول محوره.

بسبب التوزيع غير المنتظم للكتلة في الأرض وما ينتج عن ذلك من شذوذات الجاذبية ، فإن الجيود ليس سطحًا رياضيًا بسيطًا. وبالتالي فهو ليس سطحًا مرجعيًا مناسبًا لشكل هندسي للأرض. كأشكال مرجعية للأرض ، ولكن ليس لطوبوغرافيتها ، يتم استخدام أشكال هندسية بسيطة لتقريب الجيود. للعديد من الأغراض ، فإن التمثيل الهندسي المناسب للأرض عبارة عن كرة ، يجب ذكر نصف قطرها فقط. عند الحاجة إلى رقم مرجعي أكثر دقة ، يتم استخدام القطع الناقص للثورة كمثال لشكل وحجم الأرض. وهو عبارة عن سطح يتم إنشاؤه عن طريق تدوير القطع الناقص 360 درجة حول محوره الصغير. يُطلق على القطع الناقص المستخدم في الحسابات الجيوديسية لتمثيل الأرض اسم القطع الناقص المرجعي. هذا الشكل البيضاوي للثورة هو الشكل الأكثر استخدامًا لتمثيل سطح مرجعي هندسي بسيط.

يتم تحديد الشكل البيضاوي للثورة من خلال معلمتين: محور نصف رئيسي (نصف قطر خط الاستواء للأرض) ومحور نصف شبيه (نصف قطر قطبي) ، أو التسطيح. يتم تعريف التسطيح (و) على أنه الفرق في الحجم بين المحور شبه الرئيسي (أ) والمحور نصف النهائي (ب) مقسومًا على المحور شبه الرئيسي ، أو f = (أ - ب) / أ. بالنسبة للأرض ، يختلف المحور شبه المحوري والمحور شبه حوالي 21 كيلومترًا (13 ميلًا) ، ويبلغ التسطيح جزءًا واحدًا في 300. وتبعد انحرافات الجيود عن أفضل بيضاوي ملائم للثورة حوالي ± 100 متر (330 قدمًا) ؛ الفرق بين شبيه نصف شبه القطع الناقص الاستوائي في حالة الأرض ثلاثية الأبعاد الناقصة للتركيب الناقص هو حوالي 80 مترًا فقط.

تستعرض هذه المقالة تطور التمثيلات الهندسية البسيطة للأرض ، بدءًا من الإغريق القدماء. ثم يناقش مفهوم الجيود والطرق التي ساعد بها تتبع الأقمار الصناعية الاصطناعية ورسم خرائط الأقمار الصناعية لسطح المحيط في التقييم الجيوديسي لشكل الأرض ومجال الجاذبية. ويختتم بإظهار كيف أدى هذا العمل إلى قيم أكثر دقة لنصف قطر الأرض وكتلتها وكثافتها.