Geodesie en de grootte en vorm van de planeet aarde

De aarde, met een gemiddelde afstand van 92.955.820 mijl (149.597.890 km) van de zon, is de derde planeet en een van de meest unieke planeten in het zonnestelsel. Het werd ongeveer 4,5 tot 4,6 miljard jaar geleden gevormd en is de enige planeet waarvan bekend is dat hij leven in stand houdt. Dit komt door factoren zoals de samenstelling van de atmosfeer en fysische eigenschappen zoals de aanwezigheid van water op meer dan 70,8% van de planeet waardoor het leven kan gedijen.

De aarde is echter ook uniek omdat het de grootste van de terrestrische planeten is (een die een dunne laag rotsen op het oppervlak heeft in tegenstelling tot die die meestal zijn samengesteld uit gassen zoals Jupiter of Saturnus) op basis van de massa, dichtheid en diameter. De aarde is ook de vijfde grootste planeet in het hele zonnestelsel.

Aardse grootte

Als de grootste van de terrestrische planeten heeft de aarde een geschatte massa van 5.9736 × 10²⁴ kg. Het volume is ook de grootste van deze planeten op 108.321 × 10¹⁰km³.

Bovendien is de aarde de dichtste van de aardse planeten omdat deze is samengesteld uit een korst, mantel en kern. De aardkorst is de dunste van deze lagen, terwijl de mantel 84% van het volume van de aarde uitmaakt en zich onder het oppervlak 1.800 mijl (2.900 km) uitstrekt. Wat de aarde tot de dichtste van deze planeten maakt, is echter de kern. Het is de enige terrestrische planeet met een vloeibare buitenste kern die een solide, dichte binnenste kern omringt. De gemiddelde dichtheid van de aarde is 5515 × 10 kg / m³. Mars, de kleinste van de aardse planeten naar dichtheid, is slechts ongeveer 70% zo dicht als de aarde.

De aarde is ook geclassificeerd als de grootste van de aardse planeten op basis van haar omtrek en diameter. Op de evenaar is de omtrek van de aarde 40.901,55 mijl (40.075,16 km). Het is iets kleiner tussen de Noord- en Zuidpool op 24.859,82 mijl (40,008 km). De diameter van de aarde aan de polen is 7.899,80 mijl (12.713,5 km) terwijl het 7.926,28 mijl (12.756,1 km) is aan de evenaar. Ter vergelijking: de grootste planeet in het zonnestelsel van de aarde, Jupiter, heeft een diameter van 142.884 mijl (142.984 km).

Aard van de aarde

De omtrek en diameter van de aarde verschillen omdat de vorm ervan is geclassificeerd als een afgeplatte sferoïde of ellipsoïde, in plaats van een echte bol. Dit betekent dat in plaats van in alle gebieden dezelfde omtrek te hebben, de polen worden platgedrukt, wat resulteert in een bolling op de evenaar, en dus een grotere omtrek en diameter daar.

De equatoriale uitstulping op de evenaar van de aarde wordt gemeten op 26,5 mijl (42,72 km) en wordt veroorzaakt door de rotatie en de zwaartekracht van de planeet. Zwaartekracht zelf zorgt ervoor dat planeten en andere hemellichamen samentrekken en een bol vormen. Dit komt omdat het alle massa van een object zo dicht mogelijk bij het zwaartepunt (in dit geval de kern van de aarde) trekt.

Omdat de aarde roteert, wordt deze bol vervormd door de middelpuntvliedende kracht. Dit is de kracht die ervoor zorgt dat objecten naar buiten weg bewegen van het zwaartepunt. Daarom, terwijl de aarde roteert, is de middelpuntvliedende kracht het grootst op de evenaar, dus veroorzaakt het daar een lichte uitstulping, waardoor dat gebied een grotere omtrek en diameter krijgt.

Lokale topografie speelt ook een rol in de vorm van de aarde, maar op wereldschaal is haar rol erg klein. De grootste verschillen in lokale topografie over de hele wereld zijn de Mount Everest, het hoogste punt boven de zeespiegel op 8.850 m (8.850 m), en de Mariana Trench, het laagste punt onder de zeespiegel op 10.824 m (35.840 ft). Dit verschil is slechts een kwestie van ongeveer 12 mijl (19 km), wat over het algemeen vrij klein is. Als de equatoriale uitstulping wordt overwogen, is 's werelds hoogste punt en de plaats die het verst van het centrum van de aarde is de piek van de vulkaan Chimborazo in Ecuador, omdat dit de hoogste piek is die het dichtst bij de evenaar ligt. De hoogte is 6.267 m.

landmeetkunde

Om ervoor te zorgen dat de grootte en vorm van de aarde nauwkeurig worden bestudeerd, wordt geodesie gebruikt, een tak van wetenschap die verantwoordelijk is voor het meten van de grootte en vorm van de aarde met enquêtes en wiskundige berekeningen.

Door de geschiedenis heen was geodesie een belangrijke tak van wetenschap toen vroege wetenschappers en filosofen probeerden de vorm van de aarde te bepalen. Aristoteles is de eerste persoon die wordt gecrediteerd voor het proberen de grootte van de aarde te berekenen en was daarom een ​​vroege geodesist. De Griekse filosoof Eratosthenes volgde en was in staat om de omtrek van de aarde op 25.000 mijl te schatten, slechts iets hoger dan de geaccepteerde meting van vandaag.

Om vandaag de aarde te bestuderen en geodesie te gebruiken, verwijzen onderzoekers vaak naar de ellipsoïde, geoïde en datums. Een ellipsoïde in dit veld is een theoretisch wiskundig model dat een soepele, simplistische weergave van het aardoppervlak laat zien. Het wordt gebruikt om afstanden op het oppervlak te meten zonder rekening te houden met zaken als hoogteverschillen en landvormen. Om de realiteit van het aardoppervlak te verklaren, gebruiken geodisten de geoïde die een vorm is die is geconstrueerd met behulp van het globale gemiddelde zeeniveau en bijgevolg rekening houdt met hoogteverschillen.

De basis van al het geodetische werk van vandaag is echter het gegeven. Dit zijn gegevenssets die fungeren als referentiepunten voor wereldwijd onderzoek. In geodesie worden er twee hoofddatums gebruikt voor transport en navigatie in de VS en deze vormen een deel van het National Spatial Reference System.

Dankzij technologie zoals satellieten en global positioning systems (GPS) kunnen geodeten en andere wetenschappers tegenwoordig uiterst nauwkeurige metingen van het aardoppervlak uitvoeren. Het is zelfs zo nauwkeurig dat geodesie wereldwijde navigatie mogelijk maakt, maar het stelt onderzoekers ook in staat om kleine veranderingen in het aardoppervlak tot op centimetersniveau te meten om de meest nauwkeurige metingen van de grootte en vorm van de aarde te verkrijgen.