¿Cómo calculo el nivel del mar en un planeta sin mares?

Usamos el nivel del mar como línea base. En su mayor parte, no habrá mucha tierra por debajo de 0 a largo plazo. Así que el nivel del mar es un buen punto de referencia.

Pero tierra adentro (no cerca de la costa) a nadie le importa el nivel del mar en la vida diaria. Si bien es interesante saber que estamos a 300 pies sobre el nivel del mar, los cálculos de la vida real son más como "esa casa está a 1000 pies sobre mí".

Eventualmente, los científicos querrán una medida absoluta de altura para comparar áreas desplazadas geográficamente. No estoy seguro de cómo medirían esto con precisión en la década de 1700, pero suponiendo que encontraran un método, aquí hay algunas opciones que podrían considerar.

1. "Nivel del mar" arbitrario. Si son conscientes de otros mundos (quizás tratando de impresionar a un poder superior de uno de esos mundos), podrían tratar de mantener el concepto del nivel del mar. Esto implicaría adivinar un volumen de agua y calcular hasta dónde se elevaría, similar a los geoides de HDE 226868.

2. Base. Si el planeta está bien explorado o es relativamente plano, podrían decidir que el punto más bajo es 0 y medir todo desde allí.

3. Línea media. Similar a la línea de base, pero calculando una altura mediana y midiendo cosas desde ese punto como +/-.

4. Totalmente arbitrario. Creo que esto es lo más probable: como prueba, vea nuestras medidas de longitud. El científico a quien se le ocurre el concepto y lo populariza elegirá la elevación de su propia casa o la elevación de algún hito importante (templo, palacio, calzada) como 0 y todo se basará en eso sin ninguna razón obvia.

Podrías usar presión de aire. La presión varía con la altitud de manera regular, por lo que puede hacer altímetros basados ​​en la presión . La presión también varía con las condiciones climáticas, por lo que no es perfecta, pero al tomar la presión promedio durante largos períodos de tiempo, debería igualarse bastante bien.

Luego, simplemente elige una línea de base. Tal vez una ciudad capital, tal vez la altitud en la que vive la mayoría de la gente, tal vez sigues una manada de ciervos hasta que un lobo se los come. Entonces todo lo demás es relativo a ese punto. Si está tratando de hacer un nivel del mar "estándar", puede elegir el punto donde la presión del aire es ~ 1 bar / 14.7 psi / 100 kPa / cualquier otra unidad que desee.

El barómetro se inventó en 1643, por lo que encaja con el nivel tecnológico del siglo XVIII.

Usa un geoide .

Un geoide es, para citar a Wikipedia

la forma que tomaría la superficie de los océanos bajo la influencia de la gravedad y la rotación de la Tierra únicamente, en ausencia de otras influencias como los vientos y las mareas.

Se puede expresar en parte usando armónicos esféricos. Esto puede parecer demasiado complicado, pero Laplace había desarrollado los conceptos básicos de los armónicos esféricos a fines del siglo XVIII .

La recopilación de datos para calcular la forma precisa puede ser difícil, pero también lo sería cualquier otro método para recopilar suficientes datos para usar como punto de referencia.

Una métrica aún más simple es el elipsoide de referencia , pero un geoide está más cerca del nivel real del mar.

Una imagen colorida para representar un geoide (porque ¿por qué no?):

^{Imagen en el dominio público.}

El nivel del mar no tiene sentido si no hay mares. Pero creo que lo que estamos tratando de lograr es algún punto de referencia global. Así que creo que la pregunta debería ser: ¿qué podemos o debemos elegir como punto de referencia global?

En ausencia de mares, podríamos elegir la elevación promedio del suelo, suponiendo que podamos medirla con suficiente precisión.

Alternativamente, podríamos simplemente elegir el centro del planeta y medir todo con respecto a eso. Por practicidad, podríamos introducir un desplazamiento, digamos 6000 km, que es el radio de la tierra.

En el pasado, el nivel del mar simplemente se elegía, ya que proporcionaba un punto de referencia fácil al que se podía hacer referencia globalmente: fácil de definir, fácil de reproducir. Hoy en día sabemos que el nivel del mar no es un punto de referencia tan bueno como nos gustaría, ya que varía muchos metros alrededor del globo. Entonces comenzamos a usar un nivel del mar "virtual" que compensa esto.

En la práctica, las alturas se miden con respecto a algún punto de referencia local que es completamente arbitrario. Y a mayor escala, esos puntos de referencia se miden entre sí.

Cuando queremos elegir un punto de referencia global, una opción típica podría ser la elevación promedio del suelo. Como primera aproximación, este podría ser el promedio de todos los puntos de referencia definidos.

Altura de referencia

La "altura estándar" (Datum) será la altitud terrestre promedio.

Aunque el nivel del mar en realidad solo se aplica a la geografía de la Tierra, los científicos a menudo observan otros cuerpos y necesitan/quieren una altitud de referencia similar. Lo que se usa a menudo se llama el dato . Esto es

Dato :

El nivel arbitrario desde el cual se mide el desplazamiento vertical. El dato para la medición de la altura es el terreno directamente debajo de la aeronave o algún dato específico; por altitud de presión, el nivel en el que la presión atmosférica es de 29,92 pulgadas de mercurio (1013,2 m.bs); y para altitud verdadera, nivel medio del mar.

A menudo, lo que los científicos usan como altitud de referencia para cuerpos sin agua es la altura promedio.

Así es como se verían la Luna y Marte si suministraras suficiente agua para cubrirlos hasta el punto de referencia:

Imágenes de la Luna y Marte si se les suministra suficiente agua para que el datum medio se llene de agua:

Incluí la imagen como referencia visual.

La forma natural de medir sería comparar contigo mismo. A medida que pueda subsumirse en agrupaciones más grandes, extenderá su noción de sí mismo a organizaciones más grandes. Entonces, medievalmente, podrías relacionarte con el señor local. Hacia 1700, es posible que te identifiques con el castillo del rey o con un sitio de importancia religiosa (Ciudad del Vaticano, Jerusalén, La Meca, etc.).

Eventualmente, el mundo podría estandarizarse en una ubicación, la forma en que todas las zonas horarias se relacionan con Greenwich.

No me sorprendería si esta ubicación estándar fuera relativamente alta. Muchas de estas comparaciones son más fáciles de hacer sobre la base de la línea de visión, y las ubicaciones altas están dentro de la línea de visión de más de su entorno que las bajas. Entonces, en lugar de medir desde el nivel del mar, puede medir hacia abajo desde el nivel del Monte Everest.

La altura de diferentes lugares de la tierra se mide con la ayuda del 'altímetro'. El instrumento utilizado para medir la altura en un lugar es básicamente un barómetro. Al nivel del mar, la altura del líquido barométrico (mercurio) es de 76 cm. Cuando vamos a mayores altitudes, la altura barométrica sigue disminuyendo, y justo en la parte superior, donde la presión atmosférica es cero, la columna de mercurio también desciende a cero. Esta disminución no es uniforme. En diferentes rangos, la tasa de disminución también es diferente. En los barómetros modernos no se utiliza mercurio. Estos barómetros de tipo dial se denominan "barómetros aneroides". Cuando se fabrican tales barómetros, en lugar de graduar la presión, se gradúa la altura correspondiente. Este instrumento se llama 'Altímetro' y es utilizado en aviones por paracaidistas, alpinistas, etc.