Trái Đất méo mó như củ khoai tây qua mô hình của NASA

NASA mới đây công bố mô hình ba chiều mang tên “The Geoid”, mô phỏng Trái Đất với hàng loạt vùng lồi lõm, màu sắc khác nhau, trông giống một củ khoai tây méo mó.

Tuy nhiên, đây không phải hình dạng thực của hành tinh, mà là bản đồ trực quan hóa sự thay đổi của trường hấp dẫn trên toàn cầu. Các phần nhô lên thể hiện nơi lực hấp dẫn mạnh hơn, trong khi vùng lõm tương ứng với khu vực có lực hút yếu hơn.

Mô hình giúp con người quan sát những chênh lệch vốn rất nhỏ, không thể nhận thấy bằng mắt thường, đồng thời hé lộ cách vật chất phân bố bên dưới bề mặt Trái Đất.

Video Trái Đất méo mó như củ khoai dựa trên mô hình ba chiều The Geoid. (Nguồn: NASA)

Mỗi nơi trên Trái Đất có trọng lực khác nhau

Trong cuộc sống hằng ngày, con người gần như không cảm nhận được sự khác biệt của trọng lực giữa các khu vực. Thực tế, lực hấp dẫn không hoàn toàn đồng đều trên toàn bộ Trái Đất.

Nguyên nhân là mỗi nơi có cấu trúc địa chất và mật độ vật chất khác nhau. Những khu vực chứa nhiều đá đặc hoặc khối lượng vật chất lớn sẽ tạo ra lực hút mạnh hơn đôi chút, trong khi nơi có vật chất nhẹ hơn hoặc cấu trúc bên dưới khác biệt sẽ có lực hấp dẫn yếu hơn.

Sự chênh lệch này rất nhỏ, chỉ các vệ tinh đo trọng lực với độ chính xác cực cao mới có thể ghi nhận được.

NASA mô tả Geoid là bề mặt mà mực nước biển sẽ tạo thành nếu toàn bộ đại dương hoàn toàn đứng yên, không chịu tác động của sóng, thủy triều, gió hay dòng hải lưu. Do trường hấp dẫn không đồng đều, bề mặt tưởng tượng này cũng không phải hình cầu hoàn hảo mà nhấp nhô theo từng khu vực.

Đó chính là hình dạng mà mô hình The Geoid tái hiện.

Vì sao Trái Đất trông như một củ khoai?

Điểm gây tò mò nhất của mô hình là hàng loạt phần lồi lõm trên bề mặt. Thực tế, những biến đổi này nhỏ hơn rất nhiều so với những gì mắt người nhìn thấy trên mô hình.

Theo NASA, điểm cao nhất của geoid chỉ cao hơn bề mặt tham chiếu khoảng 85 m, nằm gần Iceland, trong khi điểm thấp nhất ở phía nam Ấn Độ thấp hơn khoảng 106 m. Chênh lệch giữa hai điểm chỉ khoảng 191 m, rất nhỏ so với đường kính gần 12.742 km của Trái Đất.

Nếu giữ đúng tỷ lệ thật, bề mặt The Geoid gần như phẳng đối với mắt người.

Vì vậy, NASA đã phóng đại toàn bộ độ nhấp nhô lên 10.000 lần để người xem dễ dàng quan sát sự thay đổi của trường hấp dẫn. Chính hiệu ứng phóng đại này khiến Trái Đất trông giống một củ khoai tây méo mó.

Không chỉ các phần lồi lõm, màu sắc trên mô hình cũng mang ý nghĩa khoa học.

Các vùng màu đỏ và vàng thể hiện nơi trường hấp dẫn mạnh hơn mức trung bình, trong khi màu xanh biểu thị khu vực có lực hấp dẫn yếu hơn.

Điều này không đồng nghĩa những nơi đó có địa hình cao hay thấp. Một vùng đồng bằng hoàn toàn có thể có trọng lực mạnh hơn một khu vực núi cao nếu bên dưới tồn tại khối vật chất lớn hơn.

Không chỉ là một mô hình đẹp mắt

Để xây dựng mô hình này, các nhà khoa học không đo trực tiếp mặt đất mà sử dụng dữ liệu từ các vệ tinh quan sát trọng lực.

NASA cho biết The Geoid được xây dựng từ mô hình trọng trường toàn cầu GOCO06s, tổng hợp hơn một tỷ phép đo thu thập trong 15 năm từ 19 vệ tinh, trong đó có cặp vệ tinh GRACE của NASA và GOCE của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA).

Các vệ tinh liên tục theo dõi khoảng cách giữa chúng khi bay quanh Trái Đất. Khi đi qua khu vực có lực hấp dẫn mạnh hơn, vệ tinh phía trước sẽ bị kéo nhanh hơn một chút, làm thay đổi khoảng cách giữa hai vệ tinh chỉ vài micromet.

Từ những thay đổi cực nhỏ này, các nhà khoa học có thể tính toán sự phân bố khối lượng bên trong hành tinh và dựng nên bản đồ trường hấp dẫn với độ chính xác rất cao.

Theo NASA, Geoid là mốc tham chiếu quan trọng trong nhiều lĩnh vực khoa học.

Mô hình này được sử dụng để xác định mực nước biển trung bình toàn cầu, nghiên cứu dòng hải lưu, theo dõi băng tan, quan sát biến đổi khí hậu, đồng thời giúp nâng cao độ chính xác của hệ thống định vị vệ tinh (GPS) và các phép đo trắc địa.

Bản đồ trường hấp dẫn cũng cho phép các nhà khoa học nghiên cứu những cấu trúc khổng lồ nằm sâu trong lớp phủ Trái Đất - nơi con người không thể quan sát trực tiếp.

Vì vậy, mô hình “Trái Đất hình củ khoai” không phản ánh hình dạng thực của hành tinh, mà là cách NASA trực quan hóa những khác biệt rất nhỏ của trường hấp dẫn. Những chỗ lồi lõm gây ấn tượng mạnh chỉ là hiệu ứng phóng đại, giúp con người nhìn thấy các biến đổi vốn gần như vô hình ở kích thước thật.