
週六(4月25日)震撼尼泊爾的7.8級地震可能導致了世界上最高的山脈縮小了一點。但是科學家如何衡量這種變化?
官方措施珠穆朗瑪峰海拔29,029英尺(8,848米),但最近的衛星數據表明天空crap峰可能已經縮小大約1英寸(2.54厘米),因為底層構造板有所放鬆。
科羅拉多大學的地理學家彼得·莫爾納爾(Peter Molnar)說,自1800年代以來,測量值依賴於幾何公式和測量技術並不是很容易的壯舉,但令人驚訝的是,自1800年代以來,這些幾何公式和測量技術都沒有太大變化。 [照片:世界上最高的山脈這是給出的
歷史性的努力
從本質上講,測量山依賴於基本的九年級數學。為了計算山的高度,科學家將測量地面兩個點之間的距離,然後測量山頂和每個點之間的角度。
莫納爾告訴《現場科學》:“如果你有兩個角度,你就會知道第三個角度,因為角度的總和是180 [學位]。”
為了進行這些測量,測量師必須使用一個水平來識別水平表面(就像在五金店一樣,這種水平依賴於被困的氣泡,該氣泡在重力在傾斜時,滑動靠近或距離中央區域更遠)。從那裡開始,測量師會望向山頂,並藉助榮耀,高度準確的量角器(一種被稱為理想岩石的望遠鏡裝置)來測量角度。三角學以兩個角度和三角形的一側揭示了對方的長度,從而揭示了三角形的高度(山)。
威爾士測量師兼地理學家喬治·埃弗斯特爵士(Sir George Everest)僅使用這種重複的技術來測量1840年代喜馬拉雅山脈最高山的高度。當然,可能會誤會一種措施,因此,地理學家團隊從山頂的無數不同站點計算了山的尺寸,平均是由許多三角形計算出來的高度。
莫爾納說,當團隊平均所有這些測量值時,他們發現這座山高29,000英尺(8,839 m)。
莫爾納說:“他們沒想到有人相信這一點,所以故事是他們增加了2英尺[0.6 m],只是為了使它看起來更可信。”
珠穆朗瑪峰的官方高度基於1955年進行的一項調查。
次要調整
然而,如今,基本的三角學從圍繞全球的一組衛星大軍提高。當衛星在地球上的接收器塔上,它可以以令人難以置信的精度計算該點的位置。計算取決於兩個已知因素:無線電信號以光速傳播;衛星在給定時間相對於地球中心位於已知位置。由於地理學家在珠穆朗瑪峰頂部附近放置了一個接收器塔,因此他們能夠更精確地衡量其高度。
另外,地球是彎曲的。這意味著地面上兩個點之間的距離實際上是低估的,並且誤差與兩個點之間的距離成正比,除以地球的半徑。莫爾納說,這意味著在合理的錯誤蔓延之前,兩個測量站的相距不超過幾英里。 [關於地球的50個驚人事實這是給出的
即使那是一個近似值。地球不是完美的球形。它在赤道上有一個凸起,使兩極(26公里)比赤道上的點更靠近地球中心。莫爾納說,為了解決這一差異,測量師需要增加另一個更正期限。
攜帶海平面
基於傳統,山脈通常不是從他們的基地中來衡量的,而是從海平面來衡量的,海平面通常被認為是一個地區的低潮和高潮的平均水平。
很遺憾, ”海平面不是水平。 ”莫爾納說。
莫爾納說,從地球中心到海岸線的距離不僅是由於風和天氣,而且還因為地球的中部凸起凸起,這會導致水(以及其他所有)在赤道上散佈。此外,地球是塊狀的,具有巨大的地形特徵(例如山)改變周圍地區的重力。
莫納爾說:“如果您測量了從加爾各答到尼泊爾的海平面,或者來自孟買,您可能會以不同的答案結束。”
參考珠穆朗瑪峰的海平面首先是在大型三角調查中測量的,這是一項艱鉅的努力,以調查世界上最高的山脈的高度,以衡量英屬印度的地球曲率和平均海平面的曲率。人們“在”海平面上,帶來了在海岸內陸進行的測量,並從海岸到尼泊爾帶有兩條酒吧的數英里。他們通過使用安裝的,旋轉的水平來計算兩個條高度之間的差來測量在給定的地面距離上的高度變化,根據喜馬拉雅俱樂部的說法,一個攀登和探險俱樂部,提供有關喜馬拉雅山脈的學術信息和歷史。
如今,地理學家使用數學表達來估計海平面。他們想像,如果沒有風或潮汐,會發生什麼,而來自海洋的所有水都可以通過微小的狹窄渠道到達內部大陸區域。這會產生一個理想化的顛簸,不規則形狀的球體,代表平均海平面,稱為Geoid,然後可以從中測量海拔高度根據國家海洋和大氣管理。
儘管精緻的重量表,複雜的方程式和精美的工具,例如全球定位系統,珠穆朗瑪峰山的高度僅在一兩英尺之內精確。
莫爾納說:“我們所有的海拔都有一個錯誤。”
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