Brontekst bekijken van Afplatting van de Aarde

[[Bestand:OblateSpheroid.PNG|thumb|Afplatting van de Aarde]]
De '''afplatting van de Aarde''' is het verschijnsel waardoor de [[Aarde (planeet)|Aarde]] platter is aan de [[Geografische pool|polen]] dan aan de [[evenaar]] en dus afwijkt van een perfecte [[Bol (lichaam)|bolvorm]]. Omdat de Aarde om haar [[Aardas|as]] draait, lijkt het alsof er een [[Middelpuntvliedende kracht|centrifugaalkracht]] op werkt, die op de [[evenaar]] het grootste is en aan de polen nul. Het binnenste van de Aarde is [[Plastische vervorming|plastisch]], dus treedt een [[deformatie (geologie)|vervorming]] op. De [[vorm van de Aarde]] is daarmee [[Afplatting|afgeplat]], er is dus sprake van een [[planetaire afplatting]].

Het resultaat is dat de [[Zeeniveau|zeespiegel]] de vorm van een [[sferoïde]] aanneemt, waarvan de polaire straal ongeveer 21,38&nbsp;km korter is dan de equatoriale straal. De afplatting is daarom:

:<math>f = \frac{(a - b)}{a} = \frac{1}{298,2575}</math>

Waarin <math>f</math> de aardafplatting is, <math>a</math> de equatoriale straal en <math>b</math> de polaire straal.

Het punt op de Aarde, dat het verst van het [[Middelpunt (meetkunde)|middelpunt]] van de Aarde is verwijderd, is de top van de [[Chimborazo (vulkaan)|Chimborazo]] in Ecuador. De [[Mount Everest]] is ten opzichte van [[zeeniveau]] toch de [[hoogste berg]], omdat het zeeniveau op het oppervlak van de sferoïde ligt.

== Ontdekking van de afplatting ==
[[Bestand:Houghton LSoc 1621.3.10 - La Condamine, title.jpg|thumb|Meting door [[Charles Marie de La Condamine|La Condamine]] bewees de afplatting]]

In de [[17de eeuw]] kwamen [[Christiaan Huygens]] en [[Isaac Newton]] door berekeningen tot de bevinding dat de aardbol aan de polen afgeplat was. Het bewijs hiervan werd in [[1735]] geleverd door aardmetingen van een [[booggraad]] in [[Lapland]], door [[Pierre Louis de Maupertuis]], en [[Peru]], door [[Charles Marie de La Condamine]], uitgevoerd op bevel van koning [[Lodewijk XV van Frankrijk]].

== Invloed van de interne structuur van de Aarde ==
[[Bestand:Gravity anomalies on Earth.jpg|thumb|Afwijkingen in het [[zwaartekrachtsveld]] van de Aarde]]

Hoewel de [[vorm van de Aarde]] dus op het eerste gezicht simpel [[Wiskunde|wiskundig]] is te beschrijven, is dit niet zo omdat zowel met de zwaartekracht als de interne opbouw van de Aarde rekening moet worden gehouden. Het is een resultaat van de theorie van de [[hydrostatica]], dat een om zijn as roterend [[Lichaam (natuurkunde)|lichaam]] zoals de Aarde, dat [[Homogeniteit (natuurkunde)|homogeen]] van samenstelling is, een gemiddelde [[Dichtheid (natuurkunde)|dichtheid]] van 5,521&nbsp;g/cm³ en een [[Rotatieperiode|omwentelingstijd]] van 23&nbsp;uur en 56&nbsp;minuten heeft, een geometrische afplatting van 1:230 moet hebben. De vorm van de Aarde is een zogenaamde MacLaurinellipsoïde, genoemd naar [[Colin Maclaurin|C.&nbsp;Maclaurin]].

In werkelijkheid heeft de Aarde met een afplatting van 1:298 een minder afgeplatte vorm dan als wordt aangenomen, dat de Aarde een constante dichtheid heeft. Er is in de [[aardmassa]] een dichtheidsverschil tussen de aardkern en [[aardmantel]], waarvan de aardkern zich dichter bij de aardas bevindt. De eerste die dit doorhad was de Duitse geofysicus [[Emil Wiechert|E.&nbsp;Wiechert]], die een twee-schillen-model opstelde. In dit model liggen de voorspelde waarden dichter bij het werkelijke zwaarteveld van de Aarde. Wiecherts model bleek ook goed overeen te stemmen met [[Seismologie|seismologische]] waarnemingen van het binnenste van de Aarde.

Tegenwoordig worden nog verfijndere modellen gebruikt, waarin zowel [[aardkorst]], mantel en kern in twee schillen worden verdeeld. In zulke modellen moeten massa, druk, dichtheid en gravitatie per schil en in totaal met waarnemingen overeenstemmen. Ook mag het verloop van temperatuur (de [[geotherm]]) en de [[elasticiteitsmodulus]] binnenin de Aarde niet [[Discontinuïteit|discontinu]] zijn. De huidige modellen maken het mogelijk de vorm van de Aarde en het zwaarteveld met een nauwkeurigheid van 0,0001% te berekenen, dit komt in de praktijk neer op een aantal centimeters.

== Verschil tussen noordelijk en zuidelijk halfrond ==
[[Bestand:Vanguard 1.jpg|thumb|De [[Vanguard 1]] mat vanaf 1958 vanuit de ruimte.]]

Theoretisch zou de vorm van de Aarde, in ieder geval van de [[geoïde]], een perfecte [[sferoïde]] moeten zijn. Deze sferoïde noemt men een [[referentie-ellipsoïde]]. In werkelijkheid is de [[zuidpool]] verder afgeplat dan de [[noordpool]]. Dat komt door de ongelijke verdeling tussen [[Oceaan|oceanen]] en [[continent]]en tussen het [[Noordelijk halfrond|noordelijk]] en [[zuidelijk halfrond]].

Sinds de lancering van de Amerikaanse [[Vanguard 1|Vanguard 1 satelliet]] in 1958 weet men dat de afplatting op het zuidelijk halfrond sterker is dan op het noordelijk halfrond, men spreekt wel van een peervorm. De polaire straal van de ellipsoïde is in het noorden 32 meter langer dan in het zuiden. Dit zorgt voor [[Storingsrekening|perturbaties]] in de omloopbaan van de Aarde om de [[Zon]].

Tegenwoordig is het mogelijk de vorm van de geoïde zeer nauwkeurig te bepalen. Dit gebeurt zowel op het oppervlak zelf als door middel van satellieten. De kennis over de vorm van de Aarde komt van pas bij [[global positioning system]]s en bij de [[ruimtevaart]].

== Zwaarteafplatting ==
De zwaartekracht is aan de polen ongeveer 0,53% groter dan aan de evenaar. Hiervan komt 0,33% voor rekening van het verschil in centrifugaalkracht en 0,2% in verband met de afplatting van de Aarde.

De [[valversnelling]] is aan de polen 9,83218&nbsp;m/s², aan de evenaar 9,78032&nbsp;m/s² en in Midden-Europa ongeveer 9,806 tot 9,811&nbsp;m/s². Dit zorgt ervoor dat een persoon die op de evenaar 800&nbsp;[[Newton (eenheid)|N]] weegt, op de polen op dezelfde [[Weegschaal (voorwerp)|weegschaal]] 804,24 N zou wegen. Die aanduiding is wel afhankelijk van het meetprincipe van de weegschaal.

De zwaarte-afplatting is gedefinieerd als:

<math>\beta = ({g_P} - {g_A}) / {g_E}</math>

Waarin β de zwaarte-afplatting is en g<sub>E</sub> en g<sub>P</sub> de valversnelling op respectievelijk de evenaar en de polen. Volgens het internationaal meestgebruikte model [[GRS 80]] bedraagt de zwaarte-afplatting 0,0053025. In dit model wordt ook met de [[opbouw van de Aarde|interne structuur van de Aarde]] rekening gehouden.

De afplatting is van invloed op het [[Traagheidsmoment van de aarde|traagheidsmoment van de Aarde]].

== Parameters voor de afplatting ==
Een [[referentie-ellipsoïde]] is een [[sferoïde]], die een benadering voor de vorm van de Aarde vormt. De definitie van een referentie-ellipsoïde bestaat uit de lengte van de halve lange [[aardas]] <math>a</math>, van middelpunt van de Aarde tot de evenaar, en een van de twee: of de lengte van de halve korte as <math>b</math>, van middelpunt van de Aarde tot de pool, of de excentriciteit <math>e</math>.

Er is een verband tussen deze parameters, die door een aantal vergelijkingen wordt gegeven, die in het algemeen voor iedere [[planetaire afplatting]] gelden.

[[Categorie:Geodesie]]
[[Categorie:Geofysica]]
[[Categorie:Planetologie]]