El campo de dificultad de la Tierra como cojín para un sistema internacional de remisión de consideración – ScienceDaily

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Los mapas generalmente indican la altitud en metros sobre el nivel del mar. Pero el nivel del mar no es el mismo en todas partes. Un grupo de expertos dirigido por la Universidad Técnica de Munich (TUM) ha desarrollado un Sistema Internacional de Referencia de Altura (IHRS) que unificará las mediciones geodésicas en todo el mundo.

¿Qué altura tiene el monte Everest? 8848 metros? 8844 metros? ¿O 8850 metros? Durante años, China y Nepal no han podido ponerse de acuerdo. En 2019, Nepal envió un equipo de geodésicos para medir la montaña más alta del mundo. Un año después, un equipo chino subió a la cima. El pasado mes de diciembre los dos gobiernos anunciaron conjuntamente el resultado de la nueva medida: 8848,86 metros.

El hecho de que tanto China como Nepal reconozcan este logro debe considerarse un éxito diplomático. Esto fue posible gracias al nuevo Sistema Internacional de Referencia de Alturas (IHRS), utilizado por primera vez por los especialistas en geodésica que llevan a cabo la nueva medición. Los científicos de TUM desempeñaron un papel de liderazgo en el desarrollo del nuevo sistema. Establece un nivel cero generalmente acordado como base para todas las mediciones futuras. Por tanto, sustituye al nivel medio del mar, que tradicionalmente servía como nivel cero para los topógrafos y, por tanto, para todos los mapas topográficos. Un documento en Revista de geodesia, creado conjuntamente por científicos de TUM y grupos de investigación internacionales, describe los antecedentes científicos y el concepto teórico del IHRS, así como la estrategia para implementarlo.

Cuando cero no siempre es cero

El estándar utilizado hasta ahora, el nivel medio del mar, fue defectuoso desde el principio: nunca hubo una definición fija. Cada país podría utilizar mareómetros arbitrarios para definir su nivel cero. Como resultado, el nivel oficial del mar en Alemania es 31 cm más alto que el italiano, 50 cm más alto que el utilizado en España y en realidad 2,33 m más alto que en Bélgica, donde la altura cero se basa en la marea baja de Ostende.

Cuando los mapas topográficos solo se utilizan para hacer senderismo, a nadie le molestan esas diferencias. Pero para los especialistas en geodésica que intentan llegar a una altura universalmente aceptada (para el Monte Everest, por ejemplo, la mitad en Nepal y la mitad en China), los niveles cero inconsistentes son un problema mayor. Y puede ser muy costoso cuando los diseñadores de estructuras transfronterizas como puentes y túneles se olvidan de verificar las diferentes coordenadas utilizadas por los equipos y convertirlas según sea necesario. En el Hochrheinbrücke, un puente que conecta Alemania y Suiza, tal discrepancia se notó justo a tiempo.

Alivios de la órbita

«La introducción de un sistema de referencia de altura válido a nivel internacional estaba muy atrasada», dice la investigadora de TUM, Dra. Laura Sánchez del Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut (DGFI-TUM), quien dirigió grupos de trabajo que estudian teóricos de aspectos e implementan el nuevo sistema de referencia de altura global Asociación Internacional de Geodesia durante varios años.

Lo que se necesita es obvio: un nivel cero universalmente aceptado. El nuevo Sistema Internacional de Referencia de Alturas (IHRS) define cómo se puede calcular: tiene en cuenta la forma de la Tierra, que está cerca de la forma esférica, pero aplanada en los polos y ligeramente sobresaliente en el ecuador debido a su rotación. y la distribución irregular de las masas en el interior y en la superficie. Las irregularidades resultantes en el campo de gravedad son la base para calcular el sistema de altura porque la fuerza y ​​la dirección de la fuerza determinan la distribución del agua en los océanos. Si asumimos que la superficie de la tierra está completamente cubierta de agua, es posible calcular con precisión la altura de un nivel del mar hipotético y, por lo tanto, el nivel cero de todo el globo.

En proyectos de construcción, incluso las desviaciones más pequeñas pueden ser cruciales.

«Solo fue posible realizar el IHRS con la disponibilidad de datos globales de misiones satelitales como el Satélite de Observación de la Tierra GOCE (Explorador de Circulación Oceánica de campo gravitacional y de estado estable) de la ESA», dice el prof. Roland Pail de la Cátedra TUM de Geodesia Astronómica y Física (APG). Su equipo jugó un papel fundamental en el análisis de las mediciones de GOCE y su uso para calcular modelos globales del campo gravitacional de la Tierra. «La información obtenida de esta manera proporciona la base para calcular el nivel medio del mar para cualquier punto de la Tierra con el nuevo sistema internacional de referencia de altitud, independientemente de si se encuentra en un continente o en un océano, y luego para calcular el nivel cero aceptado internacionalmente ”, explica Sánchez.

¿Es necesario volver a dibujar todos los mapas? «No será tan dramático», dice Sánchez. «En los países industrializados, donde se han realizado mediciones de la gravedad durante décadas, las desviaciones son bastante pequeñas, solo del orden de los decímetros». Pero con los proyectos de construcción, por ejemplo, incluso pequeñas desviaciones pueden causar serios problemas. Como resultado, el científico confía en que el nuevo marco de referencia ganará rápidamente la aceptación.

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