Il existe de nombreuses preuves qui démontrent sphéricité de la Terre, même s’il convient de noter que notre planète n’est pas parfaitement ronde. En fait, selon le degré de rapprochement que l’on souhaite maintenir, la Terre peut être considérée comme un balleun géoïdeou un ellipsoïde de rotation. Voyons en détail quelles sont ces formes et pourquoi elles peuvent toutes, d’une manière ou d’une autre, être associées à la Terre.
L’étude de la forme de la Terre : la géodésie
Là géodésie c’est la discipline qui étudie le aspects physiques et mathématiques de la Terre. Son objectif est de définir la forme et la taille de la Terre, comment la mesurer et comment la représenter. La forme de notre planète est cependant très complexe et la géodésie a pour tâche de l’étudier en créant des dieux. des modèles qui permettent de le représenter au mieux mathématiquement.
Pour représenter la Terre « mathématiquement », la géodésie tente d’identifier laquelle solide géométrique elle ressemble davantage à la forme réelle de la Terre, de sorte qu’elle peut être utilisée dans des calculs à la surface de la Terre. Les solides géométriques sont des figures dont les points se trouvent dans un espace tridimensionnel, ils sont donc caractérisés par trois dimensions : hauteur, largeur et profondeur. Ainsi, tout solide possède une surface et un volume.
A ce stade, la question peut se poser : pourquoi est-il nécessaire d’utiliser un solide géométrique pour faire des calculs à la surface de la Terre ? Car à chaque solide géométrique correspond une formule qui le définit, afin de pouvoir calculer ses caractéristiques. En fait, chaque solide géométrique a une formule respective pour calculer son volume et sa surface. La Terre, cependant, en possède un forme trop complexe être défini mathématiquement, pour cette raison il faut se rapprocher à un solide géométrique, afin que ses dimensions puissent être calculées mathématiquement et que la position exacte des points sur sa surface puisse être déterminée.
La Terre de la sphère au géoïde
Une première approximation de la forme de la Terre proposée par la géodésie est la balle. Déjà du 3ème siècle avant JC certains érudits avaient soutenu que la Terre était sphérique. Ils ont également apporté leur soutien à cette thèse de nombreux tests. Par exemple, la disparition progressive d’éléments à l’horizon ou, inversement, l’apparition à l’horizon d’abord des éléments les plus hauts, comme les montagnes, et seulement à une distance plus courte des éléments les plus bas, comme les bâtiments.
En fait la Terre est assez loin d’être une sphère parfaite: sa forme dépend de multiples forces en jeu, dont des forces liées aux mouvements de la planète. Par exemple, en raison du Le mouvement de rotation de la Terrec’est-à-dire du mouvement que la Terre effectue en tournant sur elle-même, notre planète est légèrement aplati aux pôles et renflé à l’équateur. En fait, le rayon de la Terre à l’équateur est 6378 kmalors qu’aux pôles c’est 6356 km avec un dénivelé de 22 km. De plus, la surface de la Terre n’est pas parfaitement lisse, mais on y trouve des montagnes et des dépressions océaniques. La forme de la Terre est donc unique et très irrégulière et c’est pour cette raison que l’on définit le solide qui la représente le mieux. géoïde.
Compte tenu de la forme très complexe et irrégulière de la Terre, le solide qui décrit le mieux sa forme est le géoïde. Le géoïde est défini comme « la surface moyenne des océans qui tend à se disposer selon une surface équipotentielle du champ de gravité ». Cette définition très complexe indique simplement un solide qui suit la distribution des masses sur la planète : là où il y a des montagnes, le géoïde s’élève, tandis que là où il y a des dépressions, il descend, en maintenant toujours sa surface perpendiculaire à la direction de la force gravitationnelle.
Le géoïde est donc le solide moins approximatif et plus précis pour représenter la forme de la Terre, parvenant à mieux s’adapter à ses irrégularités. Cependant, même si sur le plan conceptuel il est assez simple à comprendre, le géoïde est beaucoup plus complexe. difficile à définir mathématiquement : il n’existe pas de formule mathématique qui définit ses caractéristiques. Cela signifie qu’il n’existe aucune formule permettant de calculer son volume ou sa superficie.
Cela représente un problème pour la géodésie, car cela rend impossible son utilisation comme solide pour effectuer des mesures à la surface de la Terre. Ainsi, bien que très précis, le géoïde est trop complexe et la forme de la Terre est représentée par un autre solide : l’ellipsoïde de rotation.
La Terre comme un ellipsoïde en rotation
LE’ellipsoïde de rotationcontrairement au géoïde, est un solide qui peut être décrit en termes géométriquesDonc:
- il est possible de le définir grâce à une formule mathématique ;
- Il existe des formules pour calculer son volume et sa surface.
En particulier, l’ellipsoïde de rotation est le solide descriptible en termes géométriques qui se rapproche le mieux de la surface de la Terre. Comme son nom l’indique, ce solide est un solide de rotation : c’est-à-dire qu’il est le résultat de la rotation d’une figure plate, qui tourne donc sur elle-même pour la créer.
Bien que le géoïde ressemble davantage à la forme réelle de la Terre, l’ellipsoïde de rotation est souvent utilisé pour décrire la forme de la Terre car il est beaucoup plus simple à définir et se rapproche mieux de la forme de la Terre que la sphère, car il prend en compte l’aplatissement. aux pôles et au renflement de l’équateur : l’ellipse de référence est celle avec le demi-axe équatorial plus long que le polaire.
Pour ces raisons, il a été adopté par la géodésie comme solide représentatif de la forme de la Terre. En fait, étant plus simple à définir, il est possible utiliser l’ellipsoïde pour effectuer des calculs et des mesures de notre planète. Il est par exemple possible de mesurer l’étendue de la surface terrestre ou de localiser ses points avec précision, grâce à la création de coordonnées géographiques.
Les dimensions de la Terre et les coordonnées géographiques
L’utilisation d’un solide géométrique mathématiquement définissable pour représenter la Terre a permis à la géodésie de calculer ses dimensions. Nous parlons évidemment de très grands nombres : la surface de la Terre est d’environ 510 100 000 km2alors que son volume est d’env. un billion de kilomètres cubes. L’ellipsoïde de rotation a également permis le développement d’un système de coordonnées à la surface de la Terre : Connaissant la formule qui se rapproche le mieux de la surface de la Terre, il a été possible de tracer une grille à la surface de la Terre composée de lignes appelées méridiens Et parallèle. Compter ces lignes imaginaires permet d’utiliser des coordonnées angulaires grâce auxquelles une correspondance unique peut être établie pour chaque point de la Terre.
