¿La Tierra es geoide? No, esta visualización de la NASA representa las variaciones de la gravedad

¿La forma real de la Tierra es un geoide? No precisamente. A partir de una imagen en 3D publicada por la NASA el 15 de julio sobre un modelo científico que refleja cómo cambia la gravedad en la Tierra, usuarios en plataformas digitales compartieron la figura junto con una descripción que asegura “se trata de la forma del planeta”. Pero esta interpretación es solo una referencia para medir nuestro mundo. 

“¡Olvídate de la esfera perfecta! La NASA difundió esta representación satelital que muestra la forma real de la Tierra: el geoide, un modelo que refleja cómo varía la gravedad por la distribución de la masa terrestre. ¿Te la imaginabas así?”, afirma una publicación en X con cerca de 100 visualizaciones. Otro contenido en Facebook suma 2 mil 300 interacciones, 253 comentarios y 176 veces compartido.

Sin embargo, esta narrativa es engañosa. Entonces, ¿qué significa realmente la imagen compartida por la NASA? 

No es la forma real de la Tierra, solo un modelo

La agencia estadounidense encargada de explorar el espacio dio a conocer el geoide, un modelo que muestra cómo sería la superficie de la Tierra si todo el planeta estuviera cubierto por un océano en calma, cuya forma dependiera únicamente de la gravedad. No muestra montañas, continentes ni océanos reales, sino una superficie imaginaria que sirve como referencia para medir alturas.  

“La altura del geoide varía desde más de 85 metros (Islandia) hasta menos 106 metros (sur de la India). En esta visualización, la altura del geoide está muy exagerada, por un factor de 10 mil”, se lee en la página de la NASA.

En otras palabras, esta superficie no es perfectamente lisa. En algunos lugares está un poco más alta y en otros un poco más baja debido a que la gravedad no es exactamente igual en todo el planeta. En la visualización, las ondulaciones se aumentaron 10 mil veces, por lo que el geoide parece muy deformado, aunque en realidad no lo está.

Estos datos provienen de un modelo llamado GOCO06s, que calcula la forma del geoide a partir de mediciones del campo gravitatorio de la Tierra. Según la agencia, ese modelo se elaboró con más de mil millones de observaciones recopiladas durante 15 años por 19 satélites, entre ellos las misiones del Experimento de Recuperación de la Gravedad y el Clima (GRACE) de la NASA y el Explorador de Campos Gravitatorios y Circulación Oceánica en Estado Estacionario (GOCE) de la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés).

“Debido al largo periodo de observación, el modelo no solo consta de un campo gravitatorio estático, sino que también incluye variaciones temporales modeladas. Estas se representan mediante coeficientes armónicos esféricos variables en el tiempo, utilizando un modelo determinista para una tendencia regularizada y una oscilación anual”, señala el artículo sobre el modelo GOCO.

Lo anterior se refiere a que la nueva versión de este modelo del campo gravitatorio de la Tierra es más precisa porque utiliza datos más recientes y mejores métodos de análisis. Además, no exhibe cómo es la gravedad del planeta en un momento específico, sino también cómo cambia con el tiempo.

¿Qué es un geoide?

Aunque comúnmente se dice que la Tierra tiene forma de esfera, en realidad los científicos usan distintos modelos para describirla y estudiarla. Uno de ellos es el geoide, que no representa el relieve del planeta (superficie terrestre), sino cómo sería el nivel medio del mar (altura promedio de la superficie del océano) si no existieran el viento, las corrientes marinas ni la mayoría de las mareas.

Ese modelo se prolonga de manera imaginaria a través de los continentes y permite establecer un punto de referencia común para medir alturas, pendientes y distancias.

El geoide es una herramienta esencial para la cartografía, la ingeniería y la geodesia, ya que ayuda a construir carreteras, puentes y otras obras de infraestructura con mayor precisión. También permite mejorar los mapas y comprender mejor cómo cambian el nivel del mar y la distribución del agua en el planeta.

La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos (NOAA, por sus siglas en inglés) explica en un artículo que la Tierra no es una esfera perfecta, como gira sobre su propio eje, se ensancha un poco en el ecuador y se aplana ligeramente en los polos. Además, la distribución de su masa no es uniforme; por ejemplo, una montaña concentra más masa que un valle, por lo que la gravedad es un poco más intensa cerca de ella.

Estas diferencias en la forma y en la distribución de la masa hacen que la gravedad no tenga exactamente la misma intensidad en todos los lugares del planeta. Por ello, si los océanos estuvieran completamente en calma, sin olas, mareas ni corrientes, el agua no formaría una superficie perfectamente lisa. En cambio, subiría ligeramente donde la gravedad es más fuerte y bajaría donde es más débil. Esa superficie irregular e imaginaria se llama geoide. 

“Es una superficie que define la elevación cero. Mediante cálculos matemáticos complejos y mediciones de gravedad en tierra, los topógrafos extienden esta línea imaginaria a través de los continentes. Este modelo se utiliza para medir elevaciones de la superficie con gran precisión”, apunta.

“La Tierra no tiene una forma perfecta, está en constante cambio”

En septiembre de 2006, la NASA ya había publicado sobre el término “geoide”. En el artículo habla sobre la geodesia, que estudia la forma de la Tierra, pero también cómo determinar ubicaciones precisas en el planeta.

“En lo que respecta al estudio del nivel del mar, la geodesia se vuelve fundamental. La Tierra no tiene una forma perfecta y está en constante cambio. Solo mediante un sistema de análisis meticulosamente diseñado, los científicos pueden lograr la precisión necesaria sobre la forma del planeta (el llamado geoide) para medir el nivel del mar desde el espacio”, precisa la agencia estadounidense.

Además del geoide, otro modelo para describir y estudiar la Tierra, es el elipsoide, un modelo matemático con forma de esfera ligeramente achatada en los polos. Entre sus limitaciones está que no considera irregularidades reales como montañas, valles o variaciones de masa terrestres. Su principal ventaja es que es una superficie regular, continua y fácil de modelar mediante fórmulas, según el sitio RMS Geoespacial.

De acuerdo con la Universidad Politécnica de Madrid, el modelo elipsoide se usa como base para hacer mapas y cálculos de posición, y es la superficie de referencia que emplean los sistemas de navegación GPS.

El experimento GRACE y el explorador GOCE

Respecto a las misiones que permitieron las observaciones del modelo 3D del geoide, en una hoja informativa de 2004, la NASA informó que el experimento GRACE fue lanzado por la agencia el 17 de marzo de 2002 a fin de que revelara información sobre el campo gravitatorio (la manera en que la gravedad actúa en cada punto de la Tierra) con una precisión “sin precedentes”.

GRACE constó de dos satélites que orbitaban uno detrás del otro y registraban cuidadosamente sus posiciones relativas mediante sensores de microondas. Al pasar sobre irregularidades en el campo gravitatorio terrestre, el satélite líder aceleraba o desaceleraba lo suficiente como para modificar esa distancia, lo que permitió identificar zonas con una gravedad ligeramente diferente y, por lo tanto, con una masa ligeramente diferente en la Tierra.

Con estos datos, la NASA elaboró mapas mensuales del campo gravitatorio. Además de proporcionar descripciones extremadamente detalladas de la topografía terrestre, estos mapas permitieron monitorear mejor los cambios en las aguas subterráneas, el aumento del nivel del mar, el hielo marino y la dinámica de las corrientes oceánicas profundas.  

En ese entonces, la NASA indicó que elaborar un modelo preciso del geoide era todo un desafío, pero que gracias a GRACE cada 30 días proporcionaba una cobertura global del campo gravitatorio, con una precisión al menos 100 veces superior a cualquier medición existente. No obstante, la misión terminó en 2017 debido a problemas con las baterías y al agotamiento del combustible.

Ahora la misión GRACE-FO —una colaboración entre la NASA y el Centro Alemán de Investigación de Geociencias (GFZ)— es la sucesora de la misión GRACE original, que fue lanzada el 22 de mayo de 2018.

En tanto, GOCE fue lanzado el 17 de marzo de 2009 por la ESA con la misión de cartografiar la gravedad terrestre. Sin embargo, el 21 de octubre de 2013 la misión llegó a su fin al agotarse el combustible. Tres semanas después, el 11 de noviembre, el satélite se desintegró en la atmósfera inferior. Aunque su vuelo terminó, sus datos recopilados se siguen usando incluso para comprender mejor el cambio climático.

En síntesis, la narrativa de que “la forma real de la Tierra es un geoide”, es engañosa, ya que está en constante cambio. El geoide es una superficie terrestre hipotética que representa el nivel medio del mar en ausencia de vientos, corrientes y la mayoría de las mareas.

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