Reprezentarea formei Pământului

La sfârşitul secolului al XV-lea, vechea credinţă a grecilor că Pământul este rotund şi ideile lui Ptolemeu despre latitudine şi longitudine erau acceptate la scară largă.

Cartografia a început să se dezvolte, hărţile fiind realizate deopotrivă pe hârtie şi pe globuri sferice. Reprezentarea geografică era încă rudimentară – Columb credea că Indiile de Vest pe care le descoperise erau insule de pe coasta de est a Asiei dar europenii înţeleseseră cu toţii că, dacă ar călători spre vest sau est, la un moment dat s-ar fi întors în punctul din care au plecat (Reprezentarea formei Pământului).

Pe măsură ce geografia s-a conturat mai bine în urma marilor călătorii ale secolului al XVI- lea, s-au dezvoltat şi mijloacele tehnice de măsurare a Pământului, triangulaţia fiind menţionată pentru prima dată într-o carte publicată în Antwerp în 1533.

În secolul al XVII-lea, au apărut telescoapele cu fire reticulare, pentru reperarea poziţiilor care intrau în procesul triangulaţiei. Ele au fost introduse pentru prima dată la sugestia lui Jean-Dominique Cassini în Franţa, prima ţară care a vrut să aibă o clară reprezentare a geografiei sale.


Observatorul din Paris, construit între 1667- 1672. Primul său director a fost Jean-Dominique Cassini. A devenit cel mai important centru astronomic şi topografic al Europei.

Măsurătorile au modificat linia coastei de vest din hărţile deja existente cu un grad şi jumătate longitudine estică faţă de meridianul care trece prin Paris şi linia coastei sudice cu o jumătate de grad latitudine nordică.

Brest s-a mutat astfel pe hartă cu 176 km şi Marsilia cu 64 km. Când, în 1682, regele Ludovic al XlV-lea a vizitat observatorul astronomic regal – pe care îl fondase în scopul întocmirii unei hărţi a ţării – şi i s-a arătat noua hartă a regatului său ciopârţit, le-a spus topografilor: „Călătoria voastră m-a costat o mare parte din regat!“

Unul dintre primele globuri pământeşti care s-au păstrat, făcut în Niirnberg de către Johannes Schoner în 1520. Se bazează pe harta lumii făcută de Martin Waldseemuller în 1507, în care America de Nord şi de Sud sunt despărţite de o strâmtoare, iar Japonia este o insulă mare la vest de America de Nord.

Dincolo de Canalul Mânecii, la Cambridge, Newton s-a folosit de datele obţinute de francezi legate de măsurile Pământului pentru a finaliza calculele forţei gravitaţiei.

Noua sa teorie revoluţionară a gravitaţiei a condus la o importantă intuiţie.
Pământul, a spus Newton, nu este o sferă perfectă. Forţa centrifugă, determinată de rotirea în jurul axei sale, era adusă la o stare de echilibru de forţa gravitaţională, dar aceasta nu era aceeaşi în oricare punct al globului. Ecuatorul se roteşte mai repede decât regiunile polare. Aceasta ar determina o uşoară bombare a Pământului în zona ecuatorială şi o turtire a celor doi poli, obţinându-se un elipsoid turtit la poli. Pământul este de fapt ca o roşie turtită. De asemenea, atracţia gravitaţională ar trebui să fie puţin mai mare la poli şi mai mică la ecuator, din moment ce teoria lui Newton spunea că gravitaţia scade odată cu creşterea distanţei faţă de centrul Pământului.

Pentru a-şi susţine teoria, Newton a adus câteva argumente esenţiale.

Mai întâi, a reanalizat reprezentarea pe care francezii o dăduseră meridianului, pentru a arăta că gradul latitudinii părea că se măreşte puţin către nord – creştere firească dacă se acceptă ideea unui ecuator bombat şi a unor poli turtiţi. Apoi, Newton a observat că o pendulă aşezată la ecuator se mişcă mai încet, gravitaţia fiind mai mică – aspect remarcat şi de un savant francez care a dus un astfel de ceas în Caraibe în 1672. În continuare, a adus argumentul că astronomii au observat că planeta Jupiter este turtită la poli. În final, a arătat cum atracţia gravitaţională a Soarelui şi a lunii la ecuator ar putea da seama de rotirea Pământului în jurul axei sale, mişcare despre care se ştie încă din Antichitate că a determinat succesiunea echinocţiilor.

Topografii francezi, aflaţi acum sub conducerea fiului lui Cassini, nu au fost convinşi şi au susţinut în continuare că datele lor arătau contrariul: Pământul este un elipsoid alungit, turtit la ecuator şi mai bombat la poli.

Abia în 1740, după moartea lui Newton, chestiunea a fost tranşată în favoarea acestuia, în urma a două expediţii dificile conduse de savanţii francezi pentru a măsura latitudinea în Laponia, lângă Pol, şi în Peru, lângă ecuator. Acestea au fost suficiente, a spus Voltaire, un adept al lui Newton, „pentru a turti atât polii, cât şi familia Cassini“.

Pământul turtit. Cunoscut şi ca geoid, acest model pe computer arată variaţia atracţiei gravitaţionale în puncte diferite ale globului, inclusiv o bombare a ecuatorului din cauza gravitaţiei mai slabe, aşa cum a susţinut pentru prima dată Newton prin teoria gravitaţiei. La suprafaţa geoidului, potenţialul gravitaţional este constant.

Geoidul acesta arată cum ar fi Pământul dacă nu ar exista uscat, iar apa ar cuprinde toate suprafeţele de dedesubtul uscatului.

Aşa se obţine nivelul global al apei. Deviaţiile în înălţime ale suprafeţelor pot atinge 100 m. Până la inventarea GPS, geoidul a fost punctul de referinţă pentru determinarea înălţimilor pe glob.

Jean-Dominique Cassini (1625-1712), întemeietorul familiei care a întocmit harta Franţei. în secolul care s-a încheiat cu Revoluţia Franceză, patru generaţii Cassini au dat topografii Franţei şi au publicat La Carte de Cassini, prima întreprindere topografică ştiinţifică la nivel naţional.

Sir Isaac Newton (1642-1727), fondatorul fizicii moderne, a cărui teorie a gravitaţiei s-a bazat pe măsurătorile lui Cassini.

Măsura lucrurilor, de Andrew Robinson, Cap. I