Nii õpikutes kui ka ajainimese piltidel paistab meie planeet ringikujulisena. See pole aga päris nii. The Maa tegelik kuju on erinev. Paljud inimesed mõtlevad, milline on Maa tegelik kuju.
Sel põhjusel pühendame selle artikli teile, mis on Maa tegelik kuju, selle omadused ja miks see nii on joonistatud.
Maa tegelik kuju
Kuigi see võib tunduda üllatav, ei ole Maa täiesti ümmargune, vaid pigem poolustelt lapik ja ekvaatoril punnis. Seda kuju nimetatakse geoidiks ja see on tingitud mitme teguri kombinatsioonist., nagu Maa pöörlemine ümber oma telje, gravitatsioonijõud ja Maa massi jaotus. Teisisõnu mõjutab Maa kuju tema enda gravitatsioon ja selle massi jaotus.
Et seda paremini mõista, kujutage ette, et Maa on plastiliinipall, mis pöörleb ümber oma telje. Pöörlemisjõu toimel liigub savi ekvaatoril väljapoole, poolustel aga tasandub veidi.
Kuid Kuigi Maa ei ole täiesti ümmargune, selle kuju meenutab ebatäiuslikku kera. Sel põhjusel arvati aastaid, et Maa on täiuslik sfäär. Alles mõni sajand tagasi hakkasid teadlased Maa kuju põhjalikumalt uurima ja avastasid, et see on poolustelt lapik ja ekvaatoril punnis.
Uued avastused
Maa moodustav mass ei ole ühtlane. Erinevust iseloomustavad paksemad või õhemad jääkilbid, põhjavee vool, aeglane magma vool sügavusel ja paljud muud geograafilised muutujad. Kuna selle mass ei ole ühtlane, pole ühtlane ka gravitatsiooniväli. Erinevused on väga väikesed, alla 1% kõige äärmuslikumate punktide vahel.. Põhjalikud mõõtmised tegi NASA missioon, mis sai nime naise GRACE (hispaania keeles Gravity Recovery and Climate Experiment). GRACE'i esimene töö oli Maa ebahomogeense gravitatsioonivälja liialdatud kaart: Indias sügavalt vajunud värviline kera.
Maa tegelik kuju sarnaneb kartuliga. Euroopa Kosmoseagentuur (ESA) on meile videosimulatsioonis nutikalt näidanud, milline näeks välja Maa gravitatsioonikaart. Selleks toetusid nad Gravity Fieldi ja Steady State Ocean Circulation Exploreri (GOCE) andmetele. See on ESA viie meetri pikkune sond Arrowhead, mis on tiirutanud madalal Maa orbiidil ligi kaks aastat. Selle põhiülesanne on koguda andmeid planeedi gravitatsioonivälja kohta, et analüüsida selle toimimist globaalses mastaabis.
Nagu GOCE eest vastutav uurimisrühm selgitas, Maa on tegelikult geoid. Võiks öelda, et meie planeedil on selline pind, et kui panna kuhugi marmor, siis see jääbki sinna, mitte ei veereks. Teine määratlus, võib-olla täpsem, kuigi tehnilisem, on see, et geoidi kuju on kõik selle piirkonnad, kus gravitatsiooniväli on vertikaalne. Kui saaksime geoidil suurel skaalal kõndida, näeksime, et gravitatsioon on alati suunatud otse alla. Kuigi selle kaal ei pruugi olla kõigis punktides sama. Gravitatsioon ei ole igal pool ühesugune.
Tavaliselt on kahe mitme muutujaga arvutuse mõiste osas arusaamatusi, mida sageli segamini aetakse: vektorväljad ja nende potentsiaalid. Sel konkreetsel juhul on vektorväli gravitatsiooniväli ja potentsiaalne energia gravitatsiooni potentsiaalne energia. Viimast võib tõlgendada kui gravitatsioonienergiat massiühikutes. Seega, kuigi gravitatsiooniväli ei muutu geoidi üheski piirkonnas, see tähendab, et see tõmbab alati samas suunas, võib gravitatsioonipotentsiaal varieeruda. Nii võib teie kaal piirkonniti veidi erineda.
Gravitatsioon ei ole kogu Maa peal ühesugune
Maa on geoid mitmel põhjusel. Üks neist on see, mis ütleb meile, et poolused on tsentrifugaaljõu mõjul lamedad. Aga nagu nägime, Ka Maa pole täiuslik ellipsoid, kuna selle pinnal lainetavad erinevad pinnavormid.
Mäed ja orud on asümmeetrilised kahe sirge tõukejõuga kivimoodustised. Esimene on see, et massi ebaühtlane jaotus mõjutab gravitatsiooni. Teine on seega see, et see muudab Maa asümmeetriliselt jaotatud sfääriks, st muudab Maa geoidiks.
Teine tegur, mida Maa kuju arvesse võttes tähelepanuta jäetakse, on see, et suurem osa Maa pinnast on kaetud veega. Kuigi me ei mõista täielikult merepõhja, teame, et see on samuti pinnavormidest tehtud. Samuti ei ole ookeanid võrdsed ja kuigi "mere taset" tuntakse kõigi piirkondade täpse mõõdikuna, veetase ei ole kogu maailmas ühesugune, sest soolsus ei ole kõikides ookeanides ühesugune.
Maa geoid ei ole meie planeedi tegelik kuju ega ka see, milline see välja näeks, kui eemaldaksime ookeanid. See kujutab endast Maa ekvipotentsiaalipinda ehk sama pinda, kus gravitatsioon on kõigis punktides vertikaalne (seetõttu marmor ei veere, kuna kogeb ainult allapoole suunatud kiirendust), sõltumata muudest teguritest.
Kõige tähtsam on see, et Maa tegelikku kuju käsitlevate uuringute fotodel on orud ja künkad (kõrguse või sügavuse poolest) tegelikkusega võrreldes 7000 korda liialdatud. Erinevalt maapinnast, kus kõrgeima punkti (Everest 8.848 meetrit) ja madalaima punkti (Surnumeri -429 meetrit) vahe on märkimisväärne, varieerub geoid -106 kuni 85 meetrit, kusjuures ebatasasusi on vaid 200 meetrit.
Loodan, et selle teabe abil saate rohkem teada Maa tegelikust kujust ja selle omadustest.