Почему гравитационная модель NASA делает Землю похожей на картофелину

NASA представило новую трёхмерную визуализацию геоида — условной поверхности Мирового океана, которую сформировала бы только земная гравитация. Неровности модели делают планету похожей на картофелину, но это не настоящая форма Земли: в наглядной версии перепады специально увеличены.

Геоид можно представить как поверхность спокойного океана, мысленно продолженного под материками и не испытывающего влияния ветров, течений и большинства приливов. В каждой его точке гравитационный потенциал одинаков, направление силы тяжести перпендикулярно поверхности, а вода сама по себе не стала бы перетекать из одного места в другое. Поэтому геоид служит естественным ориентиром для определения высоты и направления «вниз».

Земное притяжение неодинаково из-за неравномерного распределения массы внутри планеты, гор, океанических впадин и других структур. В модели NASA высота геоида относительно сглаженного земного эллипсоида меняется примерно от плюс 85 метров в районе Исландии до минус 106 метров к югу от Индии. На фоне диаметра Земли эти различия ничтожны и из космоса планета остаётся почти шарообразной.

Именно поэтому NASA подготовило несколько вариантов визуализации. Версия в реальном масштабе выглядит практически гладкой, а в эффектной «картофельной» модели вертикальные отклонения многократно усилены. Изображение показывает не горы, материки или Землю без океанов, а различия в гравитационном потенциале.

Визуализация построена на модели GOCO06s. Она объединяет более миллиарда измерений, собранных за 15 лет девятнадцатью спутниками, включая аппараты миссии NASA и Германского аэрокосмического центра GRACE и европейский спутник GOCE.

Точная модель геоида нужна не только для красивой картинки. Она позволяет сопоставлять высоты в разных регионах, уточнять спутниковые орбиты и навигацию, изучать циркуляцию океана, изменение уровня моря, перемещение воды и льда и перераспределение массы внутри Земли.

Трёхмерная модель геоида и варианты визуализации NASA
Объяснение геоида и гравитационных аномалий NASA