La Tierra esférica o curvatura terrestre se refiere a la aproximación de la figura de la Tierra a una esfera . El concepto de una Tierra esférica desplazó gradualmente las creencias anteriores sobre una Tierra plana durante la Antigüedad clásica y la Edad Media . La figura de la Tierra se describe con mayor precisión como un elipsoide , que se realizó en el período moderno temprano .
La Tierra es lo suficientemente masiva como para que la fuerza de gravedad mantenga su forma aproximadamente esférica. La mayor parte de su desviación de la forma esférica se debe a la fuerza centrífuga causada por la rotación alrededor de su eje norte-sur. Esta fuerza deforma la esfera hasta convertirla en un elipsoide achatado . [1]
El Sistema Solar se formó a partir de una nube de polvo que era, al menos parcialmente, el remanente de una o más supernovas que produjeron elementos pesados por nucleosíntesis . Los granos de materia se acumularon mediante interacción electrostática. A medida que crecían en masa, la gravedad tomó el control y reunió aún más masa, liberando la energía potencial de sus colisiones y cayendo en forma de calor . El disco protoplanetario también tenía una mayor proporción de elementos radiactivos que la Tierra actual porque, con el tiempo, esos elementos se desintegraron . Su desintegración calentó aún más la Tierra primitiva y sigue contribuyendo al balance térmico interno de la Tierra . Por lo tanto, la Tierra primitiva era principalmente líquida.
Una esfera es la única forma estable para un líquido que no gira y se atrae gravitacionalmente. La aceleración hacia afuera causada por la rotación de la Tierra es mayor en el ecuador que en los polos (donde es cero), por lo que la esfera se deforma en un elipsoide , que representa la forma que tiene la energía potencial más baja para un cuerpo fluido giratorio. Este elipsoide es ligeramente más grueso alrededor del ecuador de lo que sería una esfera perfecta. La forma de la Tierra también es ligeramente irregular porque está compuesta de diferentes materiales de diferentes densidades que ejercen cantidades ligeramente diferentes de fuerza gravitacional por volumen.
La liquidez de un planeta caliente recién formado permite que los elementos más pesados se hundan hasta el centro y obliga a los elementos más ligeros a acercarse a la superficie, un proceso conocido como diferenciación planetaria . Este evento se conoce como la catástrofe del hierro ; los elementos más pesados más abundantes fueron el hierro y el níquel , que ahora forman el núcleo de la Tierra .
Aunque las rocas de la superficie de la Tierra se han enfriado lo suficiente como para solidificarse, el núcleo exterior del planeta todavía está lo suficientemente caliente como para permanecer líquido. Todavía se está liberando energía; la actividad volcánica y tectónica ha empujado rocas hacia colinas y montañas y las ha expulsado de las calderas . Los meteoritos también causan cráteres de impacto y crestas circundantes. Sin embargo, si la liberación de energía de estos procesos se detiene, entonces tienden a erosionarse con el tiempo y regresar hacia la curva de energía potencial más baja del elipsoide. El clima impulsado por la energía solar también puede mover agua, rocas y suelo para hacer que la Tierra sea ligeramente deforme.
La Tierra se ondula a medida que la forma de su energía potencial más baja cambia diariamente debido a la gravedad del Sol y la Luna a medida que se mueven con respecto a la Tierra. Esto es lo que provoca las mareas en el agua de los océanos , que puede fluir libremente a lo largo del potencial cambiante.
La forma esférica de la Tierra era conocida y medida por astrónomos, matemáticos y navegantes de una variedad de culturas antiguas alfabetizadas, incluyendo el mundo helénico y la antigua India. Se ha interpretado que el etnógrafo griego Megástenes , c. 300 a. C. , afirmó que los brahmanes contemporáneos de la India creían en una Tierra esférica como el centro del universo. [2] El conocimiento de los griegos fue heredado por la Antigua Roma y los reinos cristiano e islámico en la Edad Media. La circunnavegación del mundo en la Era de los Descubrimientos proporcionó evidencia directa. Las mejoras en el transporte y otras tecnologías refinaron las estimaciones del tamaño de la Tierra y ayudaron a difundir su conocimiento.
La primera mención documentada del concepto data de alrededor del siglo V a. C., cuando aparece en los escritos de los filósofos griegos . [3] [4] En el siglo III a. C., la astronomía helenística estableció la forma aproximadamente esférica de la Tierra como un hecho físico y calculó la circunferencia de la Tierra . Este conocimiento fue adoptado gradualmente en todo el Viejo Mundo durante la Antigüedad tardía y la Edad Media . [5] [6] [7] [8] Una demostración práctica de la esfericidad de la Tierra fue lograda por la circunnavegación de Fernando de Magallanes y Juan Sebastián Elcano (1519-1522). [9]
El concepto de una Tierra esférica desplazó las creencias anteriores sobre una Tierra plana : en la mitología mesopotámica temprana , el mundo era representado como un disco flotando en el océano con una cúpula celeste hemisférica encima, [10] y esto forma la premisa para los primeros mapamundis como los de Anaximandro y Hecateo de Mileto . Otras especulaciones sobre la forma de la Tierra incluyen un zigurat de siete capas o montaña cósmica , a la que se alude en el Avesta y en los escritos persas antiguos (véase siete climas ).
La comprensión de que la figura de la Tierra se describe con mayor precisión como un elipsoide data del siglo XVII, como lo describe Isaac Newton en Principia . A principios del siglo XIX, se determinó que el aplanamiento del elipsoide terrestre era del orden de 1/300 ( Delambre , Everest ). El valor moderno determinado por el Sistema Geodésico Mundial del Departamento de Defensa de los EE. UU. desde la década de 1960 es cercano a 1/298,25. [11]
La geodesia , también llamada geodésica, es la disciplina científica que se ocupa de la medición y representación de la Tierra, su campo gravitacional y los fenómenos geodinámicos ( movimiento polar , mareas terrestres y movimiento de la corteza) en un espacio tridimensional variable en el tiempo.
La geodesia se ocupa principalmente del posicionamiento y del campo gravitatorio y de los aspectos geométricos de sus variaciones temporales, aunque también puede incluir el estudio del campo magnético de la Tierra . Especialmente en el mundo de habla alemana , la geodesia se divide en geomensura ("Erdmessung" o "höhere Geodäsie"), que se ocupa de medir la Tierra a escala global, y topografía ("Ingenieurgeodäsie"), que se ocupa de medir partes de la superficie.
La forma de la Tierra se puede considerar de al menos dos maneras:
A medida que la geodesia fue midiendo la Tierra con mayor precisión, se descubrió por primera vez que la forma del geoide no era la de una esfera perfecta, sino que se aproximaba a un esferoide achatado , un tipo específico de elipsoide . Mediciones más recientes [¿ cuándo? ] han medido el geoide con una precisión sin precedentes, revelando concentraciones de masa debajo de la superficie de la Tierra.
La forma aproximadamente esférica de la Tierra se puede comprobar empíricamente mediante distintos tipos de observación , desde el nivel del suelo, en vuelo o en órbita. La forma esférica provoca una serie de efectos y fenómenos que, combinados, desmienten las creencias de que la Tierra es plana .
Estos incluyen la visibilidad de objetos distantes en la superficie de la Tierra; eclipses lunares; apariencia de la Luna; observación del cielo desde cierta altitud; observación de ciertas estrellas fijas desde diferentes ubicaciones; observación del Sol; navegación de superficie; distorsión de la cuadrícula en una superficie esférica; sistemas meteorológicos; gravedad; y tecnología moderna.