31/08/2026
Mis kujuga on Maa? Geoid.
Kui jätta kõrvale vandenõufännide trollimine, siis küsimused Maa täpsest kujust pakuvad teadlastele huvi ka tänapäeval. Mitte selle pärast, et keegi selle üldises kerakujus kahtleks, vaid sellepärast, et nagu teaduses kombeks – mida täpsemalt midagi mõõta või uurida, seda rohkem huvitavaid nüansse välja tuleb.
Kui meid huvitab vaid üldpilt ja paarikümne kilomeetrine vertikaalne täpsus, siis võime julgelt Maa kerakujuliseks lugeda. Maa 12 700 kilomeetrise läbimõõdu juures eksime sel juhul tõelise kuju suhtes alati vähem kui 0,4%.
Juba 17. sajandil hakkasid füüsikud ja astronoomid oletama, et suurema täpsuse juures pole Maa üldkuju enam täpselt kera, vaid pigem pöördellipsoid – Maa läbimõõt põhjapooluselt lõunapooluseni on väiksem kui läbimõõt ühest ekvaatori punktist selle vastaspunkti. See oletus pärines füüsikast – pöördellipsoid on loomulik kuju, mille omandab oma telje ümber pöörlev vedelikukera. Tasub meeles pidada, et peale õhukese maakoore ei ole suurem osa Maa ainest planeedi sisemuses tahkes olekus, vaid vedela või viskoosse kivimassi kujul. Täpsed geodeetilised ja astronoomilised mõõtmised piki erinevaid meridiaanikaari kinnitasid seda oletust, kusjuures olulise panuse andis ka Eestis tuntud Struve kaare mõõtmine aastatel 1816-1855. Ellipsoid on Maa kujule piisavalt hea lähendus (püsides samas matemaatiliselt piisavalt lihtsana), et seda kasutatakse tänapäeval mitmete geograafiliste koordinaatsüsteemide alusena – kõige tuntum on vast WGS84, mida kasutavad muuhulgas ka GPS-süsteemid. WGS84 ellipsoidi järgi on Maa polaarläbimõõt 12 713 km ning ekvatoriaalläbimõõt 12 756 km. Erinevus seega 43 km.
Veel suuremat täpsust taga ajades tuleb hakata uurima Maa täpsemat massijaotust ning pinnamoe ebaühtlusi – viimased on selles mõõtkavas juba märkimisväärsed. Mariaani süviku ning Everesti tipu kõrguste erinevus keskmisest merepinna tasemest on kokku ligi 20 kilomeetrit. See „keskmine merepinna tase“ ongi aluseks veel täpsemale Maa kuju mudelile – geoidile, mis kirjeldab hüpoteetilist olukorda, kui Maa olekski vedelikukera, või alternatiivselt – üleni kaetud sügava ookeaniga. Ignoreerides ka tõusude-mõõnade ning ilmastiku mõju, peaks see hüpoteetiline globaalne veepind näitama gravitatsioonilist ekvipotentsiaalpinda. Selle keeruka sõna taga peidab end lihtsalt tõdemus, et vedelikud omandavad alati minimaalse energiaga tasakaaluolekule vastava kuju. Kui Maa siseehitus oleks kõikjal ühetaoline, oleks selleks pinnaks ellipsoid. Reaalsuses koosneb Maa koor ja vahevöö aga erineva tiheduse ja koostisega kivimitest, mis tähendab, et mõnes piirkonnas on kohalik gravitatsiooniväli veidi tugevam või veidi nõrgem. Selle tulemusena tekivad selle idealiseeritud vee-ellipsoidi pinnal ebaühtlused – justkui künkad ja orud, kuna ka vesi koondub raskusjõu mõjul tihenduste piirkondadesse. Maa puhul erineb geoidi ja ellipsoidi pind vaid umbes 100 meetri jagu, kuid sellega arvestamine on oluline näiteks geodeetiliste täppistööde juures, kuna kõik raskusjõu abil looditavad seadmed järgivad kohalikku raskusjõu vertikaali, mis võib lihtsustatud sfääri või ellipsoidi vertikaalsuunast piisavalt erineda, et täppismõõtmisi segada.
Kokkuvõttes – kui tekib küsimus, kuidas Maa kuju kirjeldada, tasub mõelda selle kirjelduse eesmärgi ja vajaliku täpsuse peale. Olukorras, kus pole probleemiks rannapalli või jalgpalli ümmarguseks nimetada, pole ka mingit takistust Maad samamoodi käsitleda. Kui juhtute aga olema FIFA tarbeks jalgpalle inspekteeriv ametnik või Maad mõõtev geodeet, ei ole paraku keerulisematest kirjeldustest pääsu.
