NASA công bố mô hình địa chất thực tế của Trái Đất dưới dạng geoide

Vào gần đây, NASA đã công bố một video hoạt hình mô tả mô hình vật lý và toán học phản ánh cấu trúc thực tế của Trái Đất, gọi là geoide. Thông qua các trang chính thức của mình, NASA cho thấy Trái Đất không phải là một quả cầu hoàn hảo như nhiều người vẫn tưởng mà có hình dáng hơi dẹt ở hai cực và phình ra ở những khu vực đại lục. Nguyên nhân là do trọng lực của hành tinh tác động lên hình dạng này.

Michael Watkins, nhà khoa học tại Phòng Thí nghiệm Động cơ Phản lực (Jet Propulsion Laboratory) của NASA, giải thích rằng sự phân bố vật chất không đồng đều trong lòng đất khiến trường trọng lực có những vùng cao và thấp, tương tự như các ngọn đồi và thung lũng trên một bề mặt. Ông nhấn mạnh rằng geoide được định nghĩa như một bề mặt có thế năng bằng nhau trong trường trọng lực của Trái Đất, vượt ra ngoài mô hình hình học thuần túy thường được sử dụng.

NASA cùng các cơ quan quốc tế đã hợp tác tiến hành các sứ mệnh không gian nổi bật như GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) để đo đạc trường trọng lực trên toàn cầu với độ chính xác đến từng milimet. Nhờ đó, họ có thể dựng lại mô hình geoide phản ánh sự biến đổi trọng lực theo từng khu vực trên Trái Đất, từ đó hiểu rõ hơn về địa chất và mật độ khối lượng ở các vùng khác nhau.

Mô hình do NASA công bố đã gây chú ý lớn trên mạng xã hội khi nhiều người mô tả hình dạng Trái Đất không phải là hình cầu mà giống một "củ khoai mềm có vết lõm". Michael Watkins cũng nói thêm rằng để làm cho các biến đổi trọng lực có thể được nhận biết bằng mắt thường, các nhà khoa học đã phóng đại chiều cao của các đặc điểm geoide trên mô hình. Tuy nhiên, nếu cầm geoide theo độ chính xác thực tế, bề mặt của nó sẽ mịn màng như một quả bi billiard.

Watkins cũng phân tích dễ hiểu rằng, trong lý thuyết, Trái Đất có thể được xem như có hai "bề mặt": một là mô hình hình học mượt mà và có thể tính toán được với các công thức toán học đơn giản, gọi là elip quay (ellipsoid) với hình dạng tương tự quả bóng bầu dục hơi dẹt ở hai cực; bề mặt còn lại chính là geoide, phản ánh hình dạng mà mặt nước đại dương nếu hoàn toàn tĩnh lặng sẽ có, trải rộng dưới các châu lục.

Do sự khác biệt về khối lượng và mật độ trong các lớp đá, núi và phần lõi Trái Đất nên trọng lực không đồng đều, kéo mặt nước lên xuống tương ứng theo từng khu vực, tạo nên hình dạng địa lý đặc biệt này.

Nhờ việc hiểu đúng và chính xác mô hình geoide, các nhà khoa học có thể cải thiện các phép đo định vị toàn cầu, nghiên cứu biến đổi khí hậu, và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực liên quan đến trọng lực và địa chất học.

Bài viết được biên tập với sự hỗ trợ của công cụ trí tuệ nhân tạo (AI), tổng hợp từ các nguồn tin dẫn bên dưới và đã qua kiểm duyệt của toà soạn Quang Minh Việt Nam.