A Terra, seus movimentos, sua forma e dimensões

A Terra é um planeta integrante do sistema solar, que se encontra envolto em uma camada gasosa cuja espessura e características físicas ainda carecem de estudos mais aprofundados para sua exata definição.

A superfície física do globo terrestre apresenta duas porções: uma sólida, a litosfera, camada sólida e outra líquida, a hidrosfera.

Dentre os vários movimentos que a Terra está sujeita, destacam-se: o de rotação e o de translação. No primeiro, a Terra gira em torno do eixo de rotação, perfazendo uma rotação completa em um dia sideral [Intervalo de tempo decorrido entre duas passagens consecutivas do ponto vernal pelo mesmo meridiano (lugar)], ou seja, em 86.164,091 segundos de tempo solar médio (23h 56min 04,09s) [tempo solar médio é o tempo regulado pelo movimento diurno do Sol médio: Sol fictício, suposto descrever o equador celeste com velocidade constante, ao mesmo tempo em que o Sol verdadeiro descreve a eclíptica]. A consequência desse movimento é o surgimento dos dias e das noites. Sob o efeito do segundo movimento, a Terra desloca-se no espaço descrevendo uma trajetória elíptica ao redor do Sol [considerado fixo e ocupando um dos focos da elipse] denominada eclíptica, no decorrer de um ano sideral, ou seja, 365,256366 dias de tempo solar médio (365d 06h 09min 10,1s). Como resultado deste movimento e devido a inclinação da eclíptica em relação ao equador, surgem as quatro estações do ano: primavera, verão, outono e inverno.

No movimento de translação, cuja velocidade angular é de pequena amplitude, praticamente nenhuma aceleração apreciável se faz sentir sobre os pontos na superfície terrestre. Porém o movimento de rotação causa uma aceleração centrífuga crescente dos pólos ao equador, devido ao aumento do afastamento dos pontos da superfície terrestre em relação ao eixo de rotação. Entretanto, a esta força centrífuga se contrapõe a atração newtoniana: força de atração mútua entre as várias massas elementares que formam o globo terrestre. A resultante desta composição de forças é a aceleração da gravidade.

E a forma da Terra? O interesse nas especulações sobre a sua forma remonta às mais antigas cosmogonias. No Apêndice A, o leitor encontrará um breve histórico a respeito das primeiras idéias apresentadas por geniais estudiosos da época acerca da forma da Terra.

Aqui diremos apenas que, graças às opiniões discordantes de NEWTON e CASSINI (1620) ficou comprovado que a Terra se assemelha a um elipsoide de revolução, com o eixo menor deste paralelo ao eixo de rotação. O elipsoide de revolução é a figura gerada pela rotação de uma elipse em torno de seu eixo menor; por ser uma figura regular, simples e de fácil tratamento matemático, é esta a forma geométrica adotada pela Geodésia como superfície de referência e sobre a qual são efetuados os cálculos geodésicos. GAUSS [in: GEMAEL, 1987], postulou que a verdadeira forma da Terra assemelha-se à superfície livre das águas dos mares (nível médio) em equilíbrio, prolongada através dos continentes é normal em cada ponto à direção da gravidade. A esta superfície LISTING denominou de geóide. É pois, o geoide, uma superfície equipotencial cuja equação matemática tem sido alvo de exaustivos estudos com vistas a sua determinação, principalmente devido ao escasso conhecimento (nos oceanos em particular) do campo gravitacional terrestre (Atualmente, graças às modernas técnicas de rastreio de satélites artificiais aliadas às observações terrestres (gravimetria), é possível modelar o geopotencial com precisão em torno de 2 m. Segundo SEEBER [1993], mais de 30 modelos já foram publicados, e este número tende a crescer face a busca incessante do modelo "ideal" do potencial terrestre.

A pesquisa dos parâmetros do "melhor elipsoide" ou do elipsoide terrestre foi concentrada pela Geodésia durante praticamente todo o século XIX. Os parâmetros que definem a forma e dimensão de um elipsóide de revolução são: o semi-eixo maior a e o achatamento a. Na Tabela 1, estão relacionados os valores dos parâmetros de alguns elipsoides terrestres.

Na Figura 1.1, o segmento AO=OB representa o semi-eixo maior a ou raio equatorial; OP=OP’ representa o semi-eixo menor b; a relação entre a e b dada pela Equação 1 representa o achatamento a do elipsóide de revolução; o segmento PP’ representa o eixo de rotação e o ponto O, o seu centro de gravidade; os pontos P e P’, extremidades do eixo de rotação sobre a superfície do elipsóide terrestre, representam os pólos terrestres; as intersecções PCP'C’ dos planos que contêm o eixo de rotação, com a superfície do elipsóide terrestre, representam os meridianos terrestres (estes são elipses); o círculo máximo ACBC’, perpendicular ao eixo de rotação PP’ e cujo centro coincide com o centro de gravidade do elipsóide, representa o equador terrestre (circunferência); círculos menores, EFG por exemplo,

Para atingir o seu objetivo (estudo da forma e dimensão da Terra), a Geodésia lança mão de operações geométricas conduzidas sobre a real superfície terrestre (medidas angulares e de distância), associadas a esparsas determinações astronômicas - Geodésia geométrica; ou efetua medidas gravimétricas cujos resultados conduzem ao conhecimento detalhado do campo da gravidade - Geodésia física; ou, modernamente, utiliza-se de medidas efetuadas a partir de satélites artificiais - Geodésia celeste. Na implantação e densificação de pontos geodésicos para fins de mapeamento, a Geodésia adota uma segunda aproximação para a forma da Terra - à de uma esfera cujo raio é igual à média dos raios de curvatura das secções normais [dentre as infinitas secções normais passantes por um ponto do elipsóide, são principais: a secção meridiana (M) e a secção primeiro vertical (N); na hipótese de se adotar o modelo esférico para a Terra, o raio deste será a média geométrica dos raios de curvatura principais: R = (M.N)1/2, calculado para a latitude média da região considerada] passantes por um ponto sobre a superfície do elipsóide terrestre. Assim, as triangulações geodésicas [levantamentos geodésicos especiais, de grande extensão, cobrindo um país ou continente. O conjunto de coordenadas geodésicas dos vértices dos triângulos irá compor o Sistema Fundamental de Coordenadas] são tratadas como redes ou cadeias de triângulos esféricos.

Fonte:

http://www.topografia.ufsc.br/cap1-3.html