Geoide: definición y por qué es la verdadera forma de la Tierra
Geoide: descubre la verdadera forma de la Tierra, su definición y por qué la geodesia lo considera el modelo físico real del planeta.
¿Qué es el geoide?
El geoide es la forma que tendría la superficie de la Tierra si los océanos se acomodaran sólo bajo la acción de la gravedad y de la rotación del planeta, sin otras fuerzas externas. Desde un punto de vista geométrico, puede describirse como una forma próxima a una esfera achatada: una forma geométrica tridimensional parecida a una naranja. Las formas parecidas a ésta suelen denominarse esferoides oblatos, que son un tipo de elipsoide.
Definición precisa
El geoide es la forma que adoptaría la superficie de los océanos bajo la sola influencia de la gravitación y la rotación de la Tierra, en ausencia de otras influencias como los vientos y las mareas. En otras palabras, el geoide es una superficie equipotencial del campo de gravedad terrestre: en cada punto la energía potencial es la misma y la dirección local de la gravedad (la plomada) es perpendicular a dicha superficie.
Historia y estudio
La noción moderna del geoide fue formalizada por Gauss en 1828. El estudio de las dimensiones y la forma de la Tierra se llama geodesia, disciplina que combina mediciones en tierra, observaciones de los océanos y datos desde satélites para modelar con precisión el campo de gravedad y la superficie de referencia del planeta.
Geoide vs. elipsoide de referencia
Para muchos fines prácticos se emplea una superficie matemática más simple, el elipsoide de referencia. Un elipsoide es una figura suave y regular que facilita cálculos cartográficos y de posicionamiento. El geoide, en cambio, es irregular a pequeña escala porque refleja las variaciones reales de la masa terrestre: montañas, cuencas oceánicas y estructuras internas hacen que el campo de gravedad no sea homogéneo.
La diferencia vertical entre el geoide y el elipsoide de referencia se llama undulación del geoide o altura geoidal. A escala global esas undulaciones pueden alcanzar del orden de decenas a aproximadamente cien metros (varía según la región y el modelo), por lo que resulta importante conocer la relación entre ambos cuando se pasa de alturas medidas por satélite a alturas físicas sobre el nivel del mar.
Cómo se determina el geoide
- Mediciones gravimétricas: instrumentos en tierra y a bordo de barcos miden pequeñas variaciones en la gravedad local.
- Altimetría satelital: satélites que miden la altura de la superficie del mar permiten estimar la forma media de los océanos, que sigue el geoide.
- Observaciones GNSS (GPS, Galileo, etc.): proporcionan alturas elipsoidales que, combinadas con modelos geoidales, permiten obtener alturas sobre el nivel del mar (ortométricas).
- Modelos globales y regionales: proyectos como EGM (Earth Gravitational Model) y modelos locales refinados integran todos estos datos para producir mapas del geoide con alta resolución.
Usos prácticos
El conocimiento del geoide es esencial en numerosas aplicaciones: cartografía, topografía, ingeniería civil, control de presas, gestión costera y estudios del nivel del mar. Por ejemplo, los receptores GNSS entregan alturas sobre un elipsoide; para saber la altura "real" sobre el nivel del mar hay que corregir esas alturas usando un modelo del geoide.
Idea intuitiva
En la enseñanza básica se suele explicar la forma de la Tierra comparándola con una naranja: una esfera algo achatada en los polos y más ancha en el ecuador. Esa forma general se observa en muchos cuerpos en rotación, como las estrellas y los planetas, aunque los detalles concretos (cuánto achatamiento, irregularidades regionales) difieren en cada caso debido a la distinta distribución de masa y a las condiciones dinámicas.
Resumen: el geoide es la superficie equipotencial del campo gravitatorio terrestre que mejor representa la "verdadera" forma física de la Tierra en lo que respecta al nivel del mar. Es irregular a pequeña escala y se utiliza junto con el elipsoide de referencia y modelos geoidales para obtener alturas precisas y realizar trabajos de geodesia y cartografía.
Esfera aplanada (exagerada)
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es el geoide?
R: El geoide es una forma geométrica tridimensional parecida a una naranja, que es un tipo específico de esferoide oblato.
P: ¿Cómo se define el geoide?
R: El geoide se define como la forma que adoptaría la superficie de los océanos bajo la sola influencia de la gravitación y la rotación de la Tierra, en ausencia de otras influencias como los vientos y las mareas.
P: ¿Quién definió el geoide y cuándo?
R: El geoide fue definido por Gauss, en 1828.
P: ¿Qué es la geodesia?
R: El estudio de las medidas y formas de la Tierra se denomina geodesia.
P: ¿Por qué utilizar un elipsoide de referencia en lugar del geoide?
R: Para muchos fines prácticos, se utiliza una forma más simple porque facilita los cálculos. Esa forma se denomina elipsoide de referencia.
P: ¿Cómo se describe la forma de la Tierra en la educación básica?
R: En la educación básica, la forma de la Tierra se describe como una naranja, una esfera pero más ancha alrededor del ecuador.
P: ¿Se encuentran formas similares al geoide en otras esferas giratorias celestes?
R: Sí, esta forma la producen todas las esferas giratorias celestes, como las estrellas y los planetas. Los detalles difieren un poco en cada caso.
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