El mapa gravitacional más preciso jamás publicado acaba con todas las teorías sobre la forma del planeta azul: ni plano ni redondo
Redacción
La NASA acaba de publicar una imagen sorprendente que tirar por tierra todas las teorías sobre la forma del plantea. La Tierra no es ni plana ni redonda. El mapa dibujado por la agencia estatal estadounidense muestra un geoide que se sometido a un cambio de forma por culpa de la fuerza gravitatoria.
No se trata ni de un mapa en 3D ni de un relieve. La imagen difundida por el laboratorio de visualización científica de la NASA muestra un geoide con variaciones de hasta 191 metros entre el punto más alto y el más bajo, una cifra que parece pequeña comparada con los 12.742 kilómetros de diámetro medio de la Tierra, pero que tiene consecuencias enormes para la navegación, la ingeniería, los satélites y hasta para la definición oficial del nivel del mar.
Para entender qué es exactamente un geoide, conviene partir de lo que no es. La Tierra no es una esfera perfecta, eso ya lo sabían los griegos. Tampoco es un elipsoide perfecto, que es la figura matemática achatada por los polos y abultada por el ecuador que los astrónomos usan desde el siglo XVIII como modelo de referencia. La Tierra real es irregular porque su interior no tiene densidad uniforme. Hay zonas con roca más densa, mantos más calientes, depósitos minerales que concentran más masa y, por tanto, más gravedad. Esa distribución desigual de masa hace que la gravedad tire con distinta fuerza según el lugar del planeta donde se mida. Y todo ello sucede bajo nuestros pies, sin que notemos absolutamente nada.
El geoide es, en esencia, la superficie imaginaria donde esa fuerza gravitacional es idéntica en todos los puntos. Una superficie de nivel, técnicamente llamada superficie equipotencial. Si se dejara fluir agua libremente sobre la Tierra sin ninguna perturbación exterior, se quedaría quieta justo en esa superficie. No más arriba, no más abajo. Es, dicho de otro modo, el nivel del mar global que el planeta tendría si el mar cubriera toda su superficie y estuviera completamente en calma.
Lo que la imagen de la NASA muestra con colores, del azul intenso al rojo vivo, es cuánto se desvía ese geoide respecto al elipsoide matemático de referencia. Las zonas rojas son aquellas donde la gravedad es localmente más intensa. Las zonas azules son las depresiones, donde la gravedad es más débil y la superficie del geoide cae por debajo del modelo matemático. La diferencia máxima entre esas cotas extremas alcanza los 191 metros: 85 metros por encima del elipsoide en algunas zonas del norte del océano Atlántico, y cerca de 106 metros por debajo en el sur del océano Índico, frente a las costas de Sri Lanka.
Esos 191 metros son básicamente la altura del edificio Picasso de Madrid, el rascacielos más alto de España, colocado de pie sobre el ecuador imaginario. Una diferencia que no se nota al caminar por la calle, pero que los ingenieros que diseñan sistemas de posicionamiento por satélite, los que construyen gasoductos transcontinentales o los que calibran los altímetros de los aviones de pasajeros no pueden ignorar.
El geoide no es una curiosidad académica. Es una herramienta de trabajo que condiciona desde la altimetría de precisión hasta la medición del cambio climático.
Cuando un satélite altimétrico como los de la misión Copernicus de la Agencia Espacial Europea, o como el Jason-3 operado conjuntamente por la NASA y la agencia espacial francesa CNES, mide la altura del mar, lo que realmente mide es la distancia entre su órbita y la superficie del agua. Para saber si ese nivel del mar está subiendo o bajando hay que compararlo con algo fijo. Ese algo fijo es el geoide. Sin un modelo preciso del geoide, es imposible distinguir si el agua del mar ha subido o si la gravedad local simplemente hace que el satélite calcule mal su propia altitud.
Lo mismo ocurre con el sistema GPS. Cuando el navegador del teléfono dice que se está a 250 metros sobre el nivel del mar, ese dato se calcula referenciado a un elipsoide matemático. Pero el nivel del mar real en ese punto no coincide exactamente con el elipsoide sino con el geoide. La diferencia puede ser de decenas de metros según la zona del planeta. Para un senderista que mira cuánto le queda de subida, eso es anecdótico. Para un ingeniero que está tendiendo un oleoducto entre dos continentes y necesita saber con exactitud hacia dónde fluirá el líquido, no lo es en absoluto.
La misión que dibujó el planeta por dentro
El mapa que la NASA ha actualizado no se dibuja con cámaras ni con telescopios. Se construye con datos de gravedad recogidos durante décadas por misiones espaciales diseñadas específicamente para esa tarea. La más importante de la historia reciente es la misión GRACE, siglas en inglés de Gravity Recovery and Climate Experiment, un programa conjunto de la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán DLR que operó entre 2002 y 2017 con dos satélites gemelos separados por 220 kilómetros de distancia. Cuando el primero de los dos satélites pasaba sobre una zona de mayor gravedad, aceleraba ligerísimamente. Esa aceleración, medida con una precisión de micrómetros, revelaba la distribución de masa en el interior de la Tierra. En 2018 entró en servación la misión sucesora, GRACE-FO, o GRACE Follow-On, que sigue enviando datos hoy.
La imagen publicada por el laboratorio de visualización científica de la NASA, el Scientific Visualization Studio con sede en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de Maryland, combina esos datos satelitales con mediciones terrestres y oceánicas acumuladas durante más de 20 años. El resultado es el modelo de geoide más preciso que existe, denominado técnicamente EGM2008 en su versión de referencia ampliamente adoptada, aunque las misiones GRACE-FO siguen refinándolo con actualizaciones periódicas.
Fuente: Voz Populi
