Geodeesia ning Maa suurus ja kuju

Maa, mille keskmine kaugus Päikesest on 92,955,820 miili (149 597 890 km), on kolmas planeet ja üks unikaalsemaid planeete Päikesesüsteemis. See moodustatud umbes 4,5–4,6 miljardit aastat tagasi ja see on ainus planeet, mis teadaolevalt elu säilitab. Selle põhjuseks on sellised tegurid nagu atmosfääri koostis ja füüsikalised omadused, näiteks vee olemasolu üle 70,8% planeedist võimaldab elul õitseda.

Maa on siiski ka ainulaadne, kuna see on suurim maapealsetest planeetidest (millel on õhuke kiht kivimi pind erinevalt neist, mis koosnevad enamasti gaasidest nagu Jupiter või Saturn), lähtudes selle massist, tihedusest ja läbimõõdust. Maa on ka suuruselt viies planeet terves piirkonnas Päikesesüsteem.

Maapealsetest planeetidest suurima on Maa hinnanguline mass 5,9736 × 10²⁴ kg. Selle maht on ka nendest planeetidest suurim suurusega 108,321 × 10¹⁰km³.

Lisaks on Maa tihedaim maapealsed planeedid kuna see koosneb koorikust, vahevööst ja südamikust. Maapõue on neist kihtidest kõige õhem, vahevöö moodustab 84% Maa mahust ja ulatub 1800 miili (2900 km) pinna alla. Mis aga teeb Maa nendest planeetidest kõige tihedamaks, on selle tuum. See on ainus vedela välimise südamikuga maapealne planeet, mis ümbritseb tahket, tihedat sisemist südamikku. Maa keskmine tihedus on 5515 × 10 kg / m

Maa klassifitseeritakse maapealsete planeetide hulgast suurimaks ka selle ümbermõõdu ja läbimõõdu järgi. Ekvaatori juures on Maa ümbermõõt 24 901,55 miili (40,075,16 km). See on põhja- ja lõunapooluse vahel veidi väiksem 40 008 km kaugusel 24,859,82 miili. Maa läbimõõt pooluste juures on 7 899,80 miili (12 713,5 km), ekvaatori juures aga 7 926,28 miili (12 756,1 km). Võrdluseks - Maa päikesesüsteemi suurima planeedi Jupiteri läbimõõt on 88 846 miili (142 984 km).

Maa ümbermõõt ja läbimõõt erinevad selle poolest, et selle kuju klassifitseeritakse tegeliku sfääri asemel oblaatseks kerakujuliseks või ellipsoidseks. See tähendab, et selle asemel, et kõigil aladel oleks võrdne ümbermõõt, on poolused hajutatud, mille tulemuseks on mõhk ekvaatoril ning seega suurem ümbermõõt ja läbimõõt.

Maa ekvaatori ekvaatorimõõdet mõõdetakse 42,72 km kaugusel 26,5 miili ja selle põhjuseks on planeedi pöörlemine ja raskusjõud. Gravitatsioon põhjustab ise planeetide ja muude taevakehade kokkutõmbumist ja sfääri moodustamist. Selle põhjuseks on asjaolu, et see tõmbab kogu objekti massi raskuskeskmele (antud juhul Maa tuum) võimalikult lähedale.

Kuna Maa pöörleb, on selle kera tsentrifugaaljõud moonutatud. See on jõud, mis põhjustab objektide liikumist raskuskeskmest eemale. Seetõttu, kui Maa pöörleb, on tsentrifugaaljõud ekvaatori kohal suurim, põhjustades seal kerge väljapoole suunatud mõra, andes sellele piirkonnale suurema ümbermõõdu ja läbimõõdu.

Kohalik topograafia mängib rolli ka Maa kujus, kuid globaalses mastaabis on selle roll väga väike. Suurimad erinevused kohalikus topograafias on kogu maailmas Everesti mägi, kõrgeim punkt merepinnast 29 035 jalga (8850 m) ja Mariana kraavi, mis on madalaim punkt merepinnast allpool 35 840 jalga (10 924 m). See erinevus on vaid 19 km pikkusest 12 km-st, mis on üldiselt üsna väike. Kui arvestada ekvatoriaalset mõhk, on maailma kõrgeim punkt ja koht, mis on kõige kaugemal sellest Maa keskpunkt on Ecuadoris asuva Chimborazo vulkaani tipp, kuna see on kõrgeim tipp, mis on lähim ekvaator. Selle kõrgus on 20 561 jalga (6267 m).

Maa suuruse ja kuju täpse uurimise tagamiseks kasutatakse geodeesiat, teadusharu, mis vastutab Maa suuruse ja kuju mõõtmise eest uuringute ja matemaatiliste arvutuste abil.

Kogu ajaloo vältel oli geodeesia oluline teadusharu, kuna varased teadlased ja filosoofid üritasid Maa kuju kindlaks teha. Aristoteles on esimene inimene, kellel on proovitud arvutada Maa suurus ja seetõttu oli ta varajane geodeet. Kreeka filosoof Eratosthenes järgnes ja suutis hinnata Maa ümbermõõtu 25 000 miili kaugusel, mis on vaid pisut suurem kui tänapäeval aktsepteeritud mõõtmine.

Maa uurimiseks ja geodeesia kasutamiseks viitavad teadlased sageli ellipsoidile, geoidile ja datumid. Selle välja ellipsoid on teoreetiline matemaatiline mudel, mis näitab Maa pinna sujuvat ja lihtsustatud esitust. Seda kasutatakse pindade mõõtmiseks pinnal, ilma et oleks vaja arvestada näiteks kõrguse muutuste ja pinnavormidega. Maa pinna tegelikkuse arvessevõtmiseks kasutavad geodeedid geoidi, mis on kuju, mis on konstrueeritud kasutades globaalset keskmist merepinda ja mille tulemusel võetakse arvesse kõrguse muutusi.

Kogu geodeetilise töö aluseks on tänapäeval tugipunkt. Need on andmekogumid, mis toimivad ülemaailmse mõõdistustöö lähtepunktidena. Geodeesias on USA-s transportimisel ja navigeerimisel kasutatud kahte peamist tugipunkti ning need moodustavad osa Riiklik ruumiline taustsüsteem.

Tänapäeval on selline tehnoloogia nagu satelliidid ja globaalsed positsioneerimissüsteemid (GPS) lubada geodeetikutel ja teistel teadlastel teha Maa pinnast äärmiselt täpsed mõõtmised. Tegelikult on see nii täpne, geodeesia võimaldab navigeerida kogu maailmas, kuid see võimaldab ka teadlastel mõõta väikeseid Maa pinna muutused sentimeetri tasemeni, et saada Maa suuruse ja kuju.