La Tierra esférica o curvatura de la Tierra se refiere a la aproximación de la figura de la Tierra como una esfera . La primera mención documentada del concepto data aproximadamente del siglo V a.C., cuando aparece en los escritos de los filósofos griegos . [1] [2] 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 . [3] [4] [5] [6] La circunnavegación de Fernando de Magallanes y Juan Sebastián Elcano (1519-1522) logró una demostración práctica de la esfericidad de la Tierra . [7]
El concepto de una Tierra esférica desplazó las creencias anteriores sobre una Tierra plana : en la mitología mesopotámica temprana , el mundo era retratado como un disco flotando en el océano con una cúpula celeste hemisférica encima, [8] y esto forma la premisa de los primeros mapas del mundo. como los de Anaximandro y Hecateo de Mileto . Otras especulaciones sobre la forma de la Tierra incluyen un zigurat o montaña cósmica de siete capas , aludido en el Avesta y en los antiguos escritos persas (ver siete climas ).
La comprensión de que la figura de la Tierra se describe con mayor precisión como un elipsoide se remonta al siglo XVII, como lo describe Isaac Newton en Principia . A principios del siglo XIX, se determinó que el achatamiento 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 EE. UU. desde la década de 1960 es cercano a 1/298,25. [9]
La Tierra es lo suficientemente masiva como para que la atracción de la gravedad mantenga su forma aproximadamente esférica. La mayor parte de su desviación de lo esférico 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 . [10]
El Sistema Solar se formó a partir de una nube de polvo que era, al menos parcialmente, remanente de una o más supernovas que producían elementos pesados mediante nucleosíntesis . Granos de materia acumulados mediante interacción electrostática. A medida que crecieron en masa, la gravedad se hizo cargo de reunir 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 continúa contribuyendo al presupuesto de calor interno de la Tierra . Por tanto, la Tierra primitiva era mayoritariamente líquida.
Una esfera es la única forma estable de 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 en rotación. Este elipsoide es un poco 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 suceso se conoce como la catástrofe del hierro ; Los elementos más pesados más abundantes fueron el hierro y el níquel , que hoy 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 externo 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 provocan cráteres de impacto y crestas circundantes. Sin embargo, si la liberación de energía de estos procesos se detiene, tienden a erosionarse con el tiempo y regresar hacia la curva de energía potencial más baja del elipsoide. El clima impulsado por energía solar también puede mover el agua, las rocas y el suelo para hacer que la Tierra esté ligeramente desviada.
La Tierra 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 pueden fluir libremente según el potencial cambiante.
La forma esférica de la Tierra era conocida y medida por astrónomos, matemáticos y navegantes de una variedad de culturas antiguas alfabetizadas, incluido el mundo helénico y la antigua India. Etnógrafo griego Megasthenes , c. 300 a. C. , se ha interpretado en el sentido de que los brahmanes contemporáneos de la India creían en una Tierra esférica como centro del universo. [11] 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 pruebas directas. Las mejoras en el transporte y otras tecnologías refinaron las estimaciones del tamaño de la Tierra y ayudaron a difundir su conocimiento.
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 terrestre) en un espacio tridimensional que varía 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 terrestre . Especialmente en el mundo de habla alemana , la geodesia se divide en geomensuración ("Erdmessung" o "höhere Geodäsie"), que se ocupa de medir la Tierra a escala global, y topografía ("Ingenieurodäsie"), que se ocupa de medir partes del planeta. superficie.
La forma de la Tierra se puede considerar al menos de dos maneras:
A medida que la ciencia de la geodesia midió la Tierra con mayor precisión, se descubrió por primera vez que la forma del geoide no era una esfera perfecta sino que se aproximaba a un esferoide achatado , un tipo específico de elipsoide . Más reciente [ ¿ cuándo? ] Las mediciones 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 puede evidenciarse empíricamente mediante muchos tipos diferentes de observación , que van desde el nivel del suelo, el vuelo o la órbita. La forma esférica provoca una serie de efectos y fenómenos que combinados desmienten las creencias sobre la Tierra plana .
Estos incluyen la visibilidad de objetos distantes en la superficie de la Tierra; eclipses lunares; aparición de la Luna; observación del cielo desde la altura; observación de determinadas estrellas fijas desde distintos lugares; observar el sol; navegación de superficie; distorsión de la rejilla en una superficie esférica; sistemas meteorológicos; gravedad; y tecnología moderna.