El planeta Tierra puede parecer redondo cuando se ve desde el espacio, pero la realidad es que la forma de la Tierra es más parecida a un esferoide (elipsoide de revolución) con una superficie desigual.
Hoy en día determinar que la Tierra no es plana parece algo obvio. También que no es una esfera perfecta, sino que está achatada en los polos. Pero determinar la forma y topografía exacta de la superficie terrestre sigue siendo un reto, por lo que se suelen utilizar modelos matemáticos aproximados.
Índice de contenido
Forma de la Tierra y modelos geodésicos
Los modelos para representar la Tierra varían en complejidad y exactitud con la que representan la forma y tamaño de la Tierra. Incluso un modelo plano, muy alejado de la forma real, puede ser útil para trabajos y referencias locales.
La geodesia es la rama de las ciencias de la Tierra que se encarga de estudiar la forma y tamaño de nuestro planeta, junto a su orientación en el espacio y las variaciones en el campo gravitatorio, incluyendo tanto las formas naturales como artificiales.
Sus cálculos y mediciones son utilizados en otras ciencias geológicas y sistemas de coordenadas para navegación, posicionamiento, catastros, agrimensura, etc.
Esfera
El modelo más simple de la morfología terrestre es la esfera. Esta esfera hipotética tendría un radio medio de 6371 km desde el centro planetario hasta la superficie, aunque puede variar desde el mínimo de los polos (6357 km) al máximo en el ecuador (6378 km).
El radio es una característica de una esfera perfecta, pero la rotación del planeta sobre sí misma genera una fuerza centrífuga que provoca una distribución de la masa con mayor acumulación en la zona ecuatorial, y esto es lo que provoca el achatamiento en los polos.
La desviación de la esfera a la forma terrestre real se estima en 0.3%, una desviación que en la dimensiones del planeta puede llegar a ser importante, pero al mismo tiempo es lo suficientemente pequeño para que el modelo de una Tierra esférica pueda ser utilizado en muchos contextos.
Elipsoide de revolución
Como la esfera terrestre está achatada en los polos, su forma geométrica más exacta sería un esferoide oblato. El esferoide es la forma geométrica que se obtiene al girar una elipse sobre sí mismo, es decir, un esferoide es un elipsoide de revolución.
El elipsoide es también una forma aproximada, como la esfera, pero con mayor grado de exactitud. Existen diferentes modelos esferoides, entre ellos el esferoide terrestre WGS 84 (World Geodetic System 1984) utilizado en el sistema GPS.
El elipsoide WGS 84 viene definido por:
- Semieje mayor (a): 6378137.0 m
- Semieje menor (b): 6356752.31424 m
- Achatamiento (f): 1/298.257223563
- Producto de la Constante Gravitacional (G) y la Masa de la Tierra (M): GM = 3.986004418×1014 m3/s2
- Velocidad Angular (ω): 7.292115×10-5 rad/s
Geoides
El esferoide del apartado anterior se define a través de un modelo matemático que representa un planeta con una superficie terrestre regular, por lo que se considera una representación matemática ideal.
Pero la distribución de la masa y densidad en el planeta no es homogénea, por lo que tampoco lo es la distribución del campo gravitatorio.
Los geoides son modelos matemáticos que utilizan mediciones del campo gravitatorio para representar la forma de la Tierra. Aunque en la topografía hay picos de casi 9 km (Monte Everest) y depresiones de más de 11 km (Fosa de las Marianas), los diferentes modolos geodésicos varían desde +85 m en Islandia a -106 m en el Sur de India.
De forma teórica, un geoide coincide con la forma que tendría la Tierra si los océanos la cubriesen completamente extendiéndose sobre los continentes y si solo se viesen afectados por la fuerza atractiva de la gravedad y la fuerza centrífuga de la rotación, sin el efecto de las mareas, vientos y otros fenómenos meteorológicos.
Además, hay que tener que la forma de la Tierra está en continuo cambio. Para llevar un registro de estos cambios, fuera de los modelos geodésicos, los científicos utilizan miles de receptores GPS (Global Positioning System) capaces de detectar cambios en su altitud de tan solo unos pocos milímetros.