El mismo nivel del mar para todos
Los mapas generalmente indican la elevación en metros sobre el nivel del mar. Pero el nivel del mar no es el mismo en todas partes ¿Qué podemos hacer para tomar un nivel único de referencia?
Por eso, un grupo de expertos encabezado por la Universidad Técnica de Munich (TUM), ha desarrollado un Sistema Internacional de Referencia de Altura (International Height Reference System, IHRS) que unificará las mediciones geodésicas en todo el mundo.
¿Qué altura tiene el monte Everest? ¿8848 metros? ¿8844 metros? ¿O 8850 metros? Durante años, China y Nepal no pudieron ponerse de acuerdo. En 2019, Nepal envió un equipo de geodesistas para medir la montaña más alta del mundo. Un año después, un equipo de China subió a la cima. El pasado mes de diciembre los dos gobiernos anunciaron conjuntamente el resultado de la nueva medida: 8848,86 metros.
El hecho de que tanto China como Nepal reconozcan este resultado debe considerarse un éxito diplomático. Fue posible gracias al nuevo Sistema Internacional de Referencia de Alturas (IHRS), utilizado por primera vez por los especialistas en geodésica que realizan la nueva medición.
Los científicos de TUM desempeñaron un papel de liderazgo en el desarrollo del nuevo sistema y en establecer un nivel cero generalmente acordado como base para todas las mediciones futuras. Por tanto, sustituye al nivel medio del mar, que tradicionalmente ha servido como nivel cero para los topógrafos y, por tanto, para todos los mapas topográficos.
Un artículo en el Journal of Geodesy, escrito conjuntamente por científicos de TUM y grupos de investigación internacionales, describe los antecedentes científicos y el concepto teórico del IHRS, así como la estrategia para implementarlo.
Cuando cero no siempre es cero
El estándar utilizado hasta ahora, el nivel medio del mar, fue defectuoso desde el principio: nunca hubo una definición fija. Cada país podría utilizar mareógrafos arbitrarios para definir su propio nivel cero. Como resultado, el nivel del mar oficial de Alemania es 31 centímetros más alto que el de Italia, 50 cm más alto que el utilizado en España y en realidad 2,33 m más alto que en Bélgica, donde la altura cero se basa en el nivel de agua en Ostende.
Cuando los mapas topográficos solo se utilizan para hacer senderismo, a nadie le molestan esas diferencias. Pero para los especialistas en geodésica que intentan llegar a una altura universalmente acordada (para el Monte Everest, por ejemplo, la mitad en Nepal y la mitad en China), los niveles cero inconsistentes son un problema mayor. Y puede ser muy costoso cuando los planificadores de estructuras transfronterizas, como puentes y túneles, se olvidan de verificar las diferentes coordenadas utilizadas por los equipos y convertirlas según sea necesario. En el Hochrheinbrucke, un puente que conecta Alemania y Suiza, se advirtió justo a tiempo una discrepancia de este tipo.
"La introducción de un sistema de referencia de altura válido a nivel internacional estaba pendiente desde hace mucho tiempo", dice la investigadora de TUM, Dra. Laura Sánchez, del Deutsches Geodatisches Forschungsinstitut (DGFI-TUM), quien ha encabezado grupos de trabajo que estudian aspectos teóricos e implementan la nueva altura global sistema de referencia en la Asociación Internacional de Geodesia durante varios años.
Un nivel cero universalmente aceptado
El nuevo Sistema Internacional de Referencia de Altura (IHRS) define cómo se puede calcular: tiene en cuenta la forma de la Tierra, que es casi esférica, pero aplanada en los polos y ligeramente abultada en el ecuador debido a su rotación, y la distribución desigual de masas en el interior y en la superficie.
Las irregularidades resultantes en el campo de gravedad son la base para calcular el sistema de alturas porque la fuerza y la dirección de la fuerza determinan la distribución del agua en los océanos. Si asumimos que la superficie de la Tierra está completamente cubierta de agua, se puede calcular con precisión la altura de un nivel del mar hipotético y, por lo tanto, el nivel cero para todo el globo.
En los proyectos de construcción, incluso las desviaciones más pequeñas pueden ser cruciales.
"Se hizo posible realizar el IHRS solo con la disponibilidad de datos globales de misiones satelitales como el satélite de observación de la tierra de la ESA GOCE (Explorador de circulación oceánica en estado estable y campo de gravedad)", dice el Prof. Roland Pail de la Cátedra TUM de Geodesia Astronómica y Física (APG). Su equipo jugó un papel integral en el análisis de las mediciones de GOCE y su uso para calcular modelos globales del campo de gravedad de la Tierra.
"La información obtenida de esta manera proporciona la base para calcular el nivel medio del mar para cada punto de la Tierra con el nuevo Sistema Internacional de Referencia de Alturas, independientemente de si se encuentra en un continente o en un océano, y así calcular el cero aceptado internacionalmente nivel ", explica Sánchez.
¿Es necesario volver a dibujar todos los mapas?
"No será tan dramático", dice Sánchez. "En los países industriales, donde han estado haciendo mediciones de gravedad durante décadas, las desviaciones son bastante pequeñas, solo en el rango de decímetros". Pero con los proyectos de construcción, por ejemplo, incluso las pequeñas desviaciones pueden causar serios problemas. En consecuencia, la científica confía en que el nuevo sistema de referencia ganará aceptación rápidamente.
Referencia
Strategy for the realisation of the International Height Reference System (IHRS). Laura Sánchez, Jonas Ågren, Jianliang Huang, Yan Ming Wang, Jaakko Mäkinen, Roland Pail, Riccardo Barzaghi, Georgios S. Vergos, Kevin Ahlgren & Qing Liu. Journal of Geodesy volume 95, Article number: 33 (2021).
https://link.springer.com/arti...