NASA представила визуализацию геоида, модели гравитационного поля Земли. Она показывает, как распределилась бы поверхность океана под действием одной лишь гравитации. На изображении заметны возвышения и впадины, но это не физический рельеф планеты: они отражают различия гравитационного потенциала. Для наглядности неровности на карте увеличены примерно в 10 000 раз.
Визуализация построена на основе GOCO06s, гравитационной модели, описанной с помощью сферических гармоник до 300-й степени. Она передает крупно- и среднемасштабные особенности поля тяготения, а не изображает поверхность Земли. Среди важных источников данных о гравитации планеты спутниковые миссии GRACE и GOCE. Их измерения помогают изучать пространственные различия поля и изменения распределения массы, в том числе связанные с водой и льдом.
Геоид это эквипотенциальную поверхность, приближенно совпадающую со среднемировым уровнем моря и мысленно продолжаемую под материками. В реальности на океан влияют атмосферные процессы и движение воды, включая приливы. Геоид же задает идеализированную опорную поверхность. Его отклонения от гладкого математического эллипсоида составляют десятки метров. Глобальные различия уровня океанической поверхности, обусловленные гравитацией, могут превышать 90 метров. На изображениях перепады обычно усиливают, чтобы сделать их заметными.
Неровности геоида возникают из-за неоднородного распределения массы внутри Земли. Плотность пород и строение коры и мантии различаются по планете. На локальное притяжение и гравитационный потенциал также влияют особенности океанского дна. Гравитационные измерения помогают выявлять подобные неоднородности, но для выводов о внутреннем строении планеты их сопоставляют с сейсмическими и другими данными.
Эллипсоид задает гладкую математическую модель Земли, а геоид связывает ее с практическими высотами над уровнем моря. Спутниковые системы GNSS определяют высоту относительно эллипсоида. Геоид дает возможность преобразовать ее в ортометрическую высоту, используемую в геодезических и инженерных работах, включая картографию. Поэтому эта модель важна для научных исследований, точных измерений и строительства.
Изображение геоида иногда принимают за доказательство того, что Земля похожа на «картофелину». Такое впечатление создает искусственно увеличенный масштаб: карта показывает вариации гравитационного поля и связанную с ними опорную поверхность, а не истинную форму планеты. Анализ гравитационных аномалий помогает изучать распределение массы и геологические структуры, но сам по себе не дает возможность однозначно определить наличие полезных ископаемых.
В Испании, как и в других странах, модели геоида помогают уточнять высотные отметки, вести картографирование и выполнять инженерные расчеты. Сочетание спутниковых гравитационных измерений с другими геофизическими данными дает возможность совершенствовать эти модели и точнее связывать навигационные измерения с высотами, используемыми на местности.
