Що таке рівень моря [MinutePhysics]
Рівень моря видається досить простим поняттям, вірно? Ви просто вимірюєте середній рівень
океанів і на цьому все. Але як на рахунок тих частин Землі, де океанів немає?
Наприклад, коли ми кажемо, що гора Еверест має висоту 8850 м над рівнем моря, то Як ми знаємо, наскільки
рівень моря буде нижчим Евересту? Там же немає моря на сотні кілометрів.
Якби земля була пласко́ю, це було б просто - ми б лише провели пряму лінію через
середню висоту поверхні океанів, та й по всьо́му. Але Земля не пласка́.
Якби Земля була сферичною, також було б ле́гко, тому що ми могли б просто виміряти середню
відстань від центра Землі до поверхні океану. Але Земля нЕ сферична, -
вона обертається, тому ближче до екватора наша планета трохи розтягнута відцентровою силою,
а відносно полюсів - трохи сплюснута. Фактично, Земля настІльки несферична, що
її екваторіАльний діаметр на 42 кіломе́три більший, аніж відстань від полюса до полюса. Тобто, якщо б ви вважали
Землю сферичною і зафіксували б рівень моря, сто́ячи на морському льоду́ поблизу́ північного по́люса,
то поверхня океану на екваторі буде на 21 км вИще рівня моря.
Це також пояснює, чому вершина вулкана Чимбора́со в Еквадорі, а не гора Еверест, є
насправді найвіддаленішою від центра Землі.
Тоді, як ми знаємо, якИм є рівень моря? Отож, вода утримується на землі силою тяжіння, так що ми могли б
змоделювати поверхню Землі як еліпсо́їд обертання, а потім розрахувати, яку висоту
прийму́ть океани під дією сили тяжіння на поверхні цього́ еліпсоїда.
За виключенням надр, Земля має нЕоднакову густину повсюди, а це означає, що гравітація
дещо сильніша чи слабша в різних точках по всій планеті, і океани прагнуть
розташуватися якнайближче до місць з більшою густиною. І це немалі зміни.
Рівень моря може варіюватися в межах ста метрів від правильного еліпсоїда залежно від густини
землі під ним. І понад це, буквально, є такі надокучливі речі, звані континентами,
що рухаються по земній поверхні. Це найбільші масиви суші, що випирають з еліпсоїда,
і їхня маса гравітаційно притя́гує океани, у той час як западини в океанському дні мають меншу
масу і океани над ними розтіка́ються.
І це справжня головоломка, тому що сама присутність гори (і континенту,
на якому вона міститься) змінює рівень моря: гравітаційне тяжіння маси́ву су́ші притягує
більше води поблизу́, піднімаючи море навко́ло. Таким чином, щоб визначити висоту гори
над рівнем моря, то нам слід використовувати висоту моря, яка була б, якби гори не було зовсім?
Або ж висоту моря, якби гори там не було, але її сила тяжіння булА?
Люди, які турбуються про такі речі, - геодезисти, - вирішили,
що ми повИнні визначати рівень моря, використовуючи силу тяжіння, так що вони прийшли до
створення неймовірно детальної моделі гравітаційного поля Землі, названої, креативно,
гравітаційною моделлю Землі. Вона включена в сучасні GPS-приймачі, щоб вони не повідомляли
вам, що ви на 100 м нижче рівня моря, коли насправді ви сидите на пляжі в Шрі-Ланці,
який має слабку гравітацію, що дозволило геодезистам правильно передбачити середній
рівень океану в межах метра повсюди на Землі. Саме тому ми використовуємо його, щоб визначити,
яким буде рівень моря під горою ... якби її там не було ... але її гравітація там... була.