Betrachten Sie Kartoffelland – den Atlantischen Ozean

Die Erde ist in den meisten Versionen eine glatte Kugel mit glänzendem Teint – eine blaue Murmel, wie uns Fotos aus dem Weltraum gezeigt haben. Geowissenschaftler wissen, dass das nicht ganz stimmt. Die Erde ist tatsächlich ein Ellipsoid, an den Polen etwas gequetscht und um den Äquator herum dick, ganz zu schweigen davon, dass sie mit Gebirgszügen gesprenkelt ist. Und dann gibt es noch die Geoid-Menschen – diejenigen, die die Erde weniger als eine unvollkommene Kugel, sondern eher als eine klumpige Kartoffel betrachten.

CK Shum, Professor an der Ohio State University, ist eine dieser Personen. Er arbeitet in der Geodäsie, bei der es um die Untersuchung des Schwerkraftfeldes der Erde geht, und er sieht den Planeten durch eine andere Linse als der Rest von uns. Stellen Sie sich vor, dass die Form der Erde nur dem Einfluss ihrer eigenen Schwerkraft unterliegt – keine Gezeiten, keine Winde, keine Strömungen – und dass sich das Wasser entsprechend über den gesamten Planeten verteilt. Vorsprünge entsprechen den dichteren Teilen des Planeten, die eine größere Schwerkraft ausüben; Die Einkerbungen zeigen die weniger dichten Teile an, die weniger Schwerkraft ausüben. Wissenschaftler nennen es das Geoid. Die Unterschiede in der Schwerkraft der Erde seien tatsächlich recht gering, daher seien die meisten visuellen Darstellungen des Geoids übertrieben, um die Unebenheiten hervorzuheben, sagte mir Shum. In dieser Ansicht scheint die Erde bereit zu sein, mit etwas Olivenöl beträufelt und mit Kräutern bestreut und dann in den Ofen geworfen zu werden.

Im Laufe der Jahre tauchten immer wieder Kartoffeln im Internet auf verwirrend Manche Menschen glauben fälschlicherweise, dass die Erde ohne Wasser so aussieht. Tatsächlich ist die Oberfläche unseres Planeten bei weitem nicht so holprig. Aber das Geoid erinnert daran, dass die Erde schiefer ist, als wir vielleicht gedacht haben – und das auf köstliche Weise. Schauen Sie sich unseren unvollkommenen Kartoffelplaneten an! Es ist seltsam, aber es gehört uns.

Das Geoid ist ein kompliziertes Konzept, insbesondere wenn Sie nicht zu den mehreren Experten gehören, die ich um eine Erklärung gebeten habe. Schließlich handelt es sich nicht um eine Form, die wir von Natur aus sehen können. „Wir können es nicht messen“, sagte mir E. Sinem Ince, Wissenschaftler am Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ. „Wir können nur Gravitationsdaten sammeln und diese grob modellieren.“ Die Idee stammt vom deutschen Mathematiker Carl Friedrich Gauß im frühen 19. Jahrhundert, aber erst mit dem Aufkommen der Satellitentechnologie im 20. Jahrhundert konnten Geodäten die Kartoffel mit wirklicher Präzision umschreiben. Eine bekannte Visualisierung des Geoids, Gebäude Zehntausende weltraumgestützte Messungen des Schwerefeldes der Erde stammen aus dem Institut, in dem Ince arbeitet, in Potsdam, Deutschland. Die Geodäsie-Community nennt es die Potsdamer Kartoffel.

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Die Potsdamer Kartoffel ist vielleicht nicht das, wie die Erde wirklich aussieht, aber sie ist es auch nicht vollständig imaginär. Das Geoid hat Anwendungen auf der Erde, wie wir sie kennen; Nach Ansicht der Geodäsieexperten ist ein imaginäres ruhendes Meer eine fantastische Referenz für die Infrastrukturplanung. Die Berücksichtigung des Geoids stellt beispielsweise sicher, dass jedes Stockwerk Ihres brandneuen Wolkenkratzers eben ist, sagte Shum – wenn es heute mit der Kraft der Kartoffel gebaut würde, stünde der Schiefe Turm von Pisa wahrscheinlich eher aufrecht.

Die Kartoffelerde ist kein statisches Modell, sagte mir Marcelo Santos, Geodäsieprofessor an der University of New Brunswick in Kanada. Dies liegt daran, dass sich die Erde selbst durch Vulkanismus und Plattentektonik ständig dreht und Masse verschiebt. „Jede Masse hat ihre eigene Schwerkraft. Wenn man also Masse bewegt, bewegt man auch die Schwerkraft“, sagte Santos. Manche Veränderungen vollziehen sich über Jahrtausende; Teile der Erde steigen nach dem Ende der letzten Eiszeit weiter an, wie ein Sofa, das sich wieder aufbläst, nachdem sein Bewohner aufgestanden ist, sagte er. Andere Veränderungen treten über kürzere Zeiträume auf, beispielsweise bei Überschwemmungen und Dürren.

Die Überwachung dieser Veränderungen hat echten wissenschaftlichen Wert. Die Untersuchung des Geoids hilft Wissenschaftlern, den Eisverlust in den Polarregionen aufgrund des Klimawandels zu messen, sagten mir die Geodäsie-Experten, und besser zu verstehen, was passiert, wenn unser Planet zu einer Ofenkartoffel wird. Es hilft ihnen auch, mehr über die geheimnisvollen Tiefen der Erde zu erfahren; Durch die Untersuchung von Orten auf dem Planeten, die eine über- oder unterdurchschnittliche Schwerkraft aufweisen, können Forscher die dort stattfindenden Massenverschiebungsprozesse untersuchen. Die 3D-Geoidversion hat zuletzt die mit a verbundenen Runden gemacht Geschichte über ein „Schwerkraftloch“ im Indischen Ozean und die Unterwassermagmawolken, die es verursachen kann.

Die Erde ist mit ihrer Unregelmäßigkeit nicht allein: Das Sonnensystem ist gravitativ gesehen voller Kartoffelwelten. Merkur, Mars, Venus und sogar unser eigener Mond „zeigen ebenfalls grobe Kartoffelmerkmale“, sagte mir Shin-Chan Han, Geodäsieprofessor an der Universität Newcastle in Australien. Im Vergleich zur Erde ist der Mars aufgrund seines riesigen Vulkans Olympus unebener. Himmelsknoten gibt es wahrscheinlich überall im Universum; Die Chancen stehen gut, dass Kartoffeln häufiger vorkommen als durch die Schwerkraft gleichmäßige Kugeln. (Ob außerirdische Geodäten sie mit außerirdischem Wurzelgemüse vergleichen, ist eine andere Frage.)

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Ich fragte Santos, wie das Leben aussehen würde, wenn die Erde eine homogene Felskugel und das Geoid daher eine perfekte Kugel wäre. Es würde nichts Katastrophales passieren, sagte er. Tatsächlich kann es etwas einfacher sein. Wissenschaftler müssen ihre Messungen des formverändernden Geoids nicht immer wieder verfeinern. „Es wäre langweilig und ich wäre arbeitslos“, sagte Santos. Eine ungeschicktere Welt ist viel interessanter. Es hat bereits verändert, wie ich die Welt sehe. Zunächst einmal werde ich eine Kartoffel nie wieder mit den gleichen Augen betrachten.