Historia de las geociencias, geología, minería y paleontología

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Krümmel, 1886
Geoide - nivel del océano

Después de Gauss y otros manifestaron que la forma de la tierra capaz no es tan fácil a entender - en los años 1870 llegaron los cálculos matemáticos y los ensayos físicos a la conclusión que la tierra tiene anomalías de gravedad y por ende grandes anomalías en su forma.

Cabe mencionar en está época no tenían muy clara la composición interior de la tierra, menos la subducción o otros fenómenos.

Pero el primer calculo de un Geoide ya salió - en 1886.

Actualmente la ciencia ya está mucho más avanzada - gravímetros reemplazaron los péndulos y la exactitud de los datos no tiene comparación - ni hablar de sistemas satelitales.

Actualmente se conoce varios anomalías del nivel del mar, pero con el geoide actual las diferencias se mantienen alrededor de 190 metros y generalmente los razones son anomalías en las rocas de la corteza, astenosfera y capaz del manto.

Krümmel introduce la palabra "Kontinentalwelle" [ola continental] para el fenómeno de la atracción gravimétrica del agua por la masa continental colindante.

véase aplicación para determinar profundidad de los océanos (Siemens)

Texto del libro de Krümmel, 1886: Letras de fractura papel en estado bien delicado  - para programas de OCR un desafío y para leer un horror.

Foto/Scan - digitalmente renovado: (W.Griem, 2016; ScanJet HP-G3110 600dpi); De: Kruemmel (1886): Der Ozean, figura 78, página 159; dimensiones originales 10 cm x 7 cm.

Krümmel (1886): Der Ozean, Eine Einführung in die allgemeine Meereskunde. -  242 páginas, 77 figuras; G. Freytag, Leipzig.
[Colección W. Griem]

Figura escañada con HP-Scanjet G3110; 600dpi (2017). Figura digitalmente modificada (Corel Photo Paint): Especialmente nitidez, tamaño, tonalidades y limpieza general. La orientación de la figura corresponde al original.

Cuadro Informativo
Krümmel (1886) publicó 1886 una explicación de las anomalías del nivel del mar causado por anomalías del campo gravimétrico del globo terrestre:
Destaca la importancia del conocimiento exacto de la superficie del mar para medir e entender su verdadera profundidad.

Texto en español: Krümmel (1886)
Página 27 - 32: La cota del mar

Capítulo 2

Las profundidades del mar

Anteriormente ya hemos encontrado un valor plausible a respecto para la zona de los espacios marinos que ahora queremos determinar el volumen y la masa de los mismos, por lo que primero debemos orientarnos sobre la profundidad del mar.

1. El nivel del mar

La medición de la profundidad siempre sólo puede hacerse desde la superficie del mar, esta superficie el nivel del mar en ninguna manera es un fenómeno regular y simple. En el pasado, esto se suponía la regularidad es decir la superficie de agua plana, pero erróneamente.

Si no hubiera tierra firme [continentes], la superficie del mar tendría la forma despejada de un cuerpo celeste girando alrededor de su eje: La sección transversal del cuerpo celeste no representaría un círculo sino una elipse cuyo diámetro menor, más pequeño viene dado por el eje de rotación de polo a polo. Así, no todos los puntos de esta superficie estarían a la misma distancia del centro de este planeta, que consiste en agua; sino sólo aquellos puntos por debajo de la misma latitud. Por otro lado, todos los puntos en el ecuador se encuentran más lejos del centro de la tierra que los puntos de cualquier otra latitud - todas estas son conclusiones lógicos y evidentes.

Imaginase ahora, que existen continentes que se integran en esta cubierta de agua, esto provocará cambios mayores en la superficie del mar: Todos los cuerpos se atraen unos a otros en la proporción definida a su masa.
La tierra es 2,5 más pesada que el agua, así que si el volumen es igual, el agua atraerá 2,5 veces más de lo que es atraída por el agua misma. Este será ahora también el caso de los continentes. Cada líquido se ajusta en su superficie en un nivel, que luego corresponde a las fuerzas que actúan sobre él de tal manera que este nivel siempre se orienta perpendicular a una plomada puesta por encima de él. Si no hubiera continentes, el nivel del mar sólo estaría afectado por la gravedad y la fuerza centrífugal. En nuestras latitudes, una plomada suspendida parecería ser arrastrada hacia afuera por la fuerza centrifugar y hacia abajo desde la dirección hacia el centro de la tierra, lo que daría como resultado que la superficie del mar tomara la forma de un elipsoide rotacional.

Sin embargo, si masas continentales se ubican entre los océanos, atraen por su gravedad una plomada y afectan el nivel del mar, como se indica en el dibujo adjunto [arriba]. Si no existiera el continente atrayente C, M - M´ sería la superficie plana del mar; sin embargo, el continente le da al mar la nueva superficie plana N - N´ para que el mar se haga más profundo en nuestro dibujo esquemático en la costa alrededor de la pieza N´ - M´. Este fenómeno aparecerá ahora en todos los continentes, cuanto menos profundo sea el mar o más alto sea el continente, más fuerte será el fenómeno.

Con unos grandes diferencias y variedades en la naturaleza de las zonas costeras continentales, no es de extrañar que el nivel del mar, debido a la ocurrencia de esta llamada ola continental, la superficie del mar se convierta en un fenómeno muy complicado, con niveles regulares e irregulares, que por lo general está más alejada del centro de la tierra en la costa que en el mar abierto. Pero en ninguna parte esta nueva superficie plana se convierte en cóncava hacia el exterior, sino que permanece en todas las circunstancias convexa con el centro de su curvatura cerca del centro de la tierra.

Cálculos modernos ha demostrado que este efecto de la atracción del mar por parte de las masas rocosas de los continentes no es para nada insignificante. F. Bruns, bajo el supuesto simplificado de que un continente esquemático se extiende de polo a polo entre dos meridianos separados por 45° y tiene un tamaño medio de 300 m junto a una profundidad media de 3.000 m, encontró esta desviación de nivel del mar de 550 m cuando comparó la depresión más profunda de la superficie plana sobre el mar con la mayor elevación de la misma en el interior de este continente por debajo del ecuador.

De toda manera, con el "péndulo de segundos" tenemos un instrumento que muestra directamente esta desviación. Puesto que el péndulo oscilante libremente, es puesto en movimiento por la gravedad, es decir, la atracción que emana del centro de la tierra, esta fuerza disminuirá muy rápidamente, si la distancia del centro de la tierra se aumenta, los péndulos de la misma longitud sólo podrán completar el mismo número de oscilaciones durante 24 horas si están suspendidos a la misma distancia del centro de la tierra. Si están suspendidos a una distancia mayor, se volverán menos, si están suspendidos a una distancia menor, indican más oscilaciones en el mismo tiempo.

Pensamos en un globo terrestre cuyo tamaño expresamos dándole el mismo volumen con una esfera de 6.370 km de radio, pero con la forma de un elipsoide de rotación en el que la distancia del polo desde el centro de la tierra es 1/ 289 menor que la distancia del ecuador desde este centro, entonces no es difícil para todas las latitudes geográficas calcular la longitud de un péndulo que exactamente en 24 horas, es decir  86.400 oscilaciones, por lo que en cada segundo se completa que es el "péndulo de segundos".

Pero cuando el péndulo de la longitud calculada fue iniciado a oscilar en las diferentes regiones de la tierra, lo que fue llevado a cabo por la gran expedición de Edward Sabine, Henry Foster Louis de Freyeinet, Duperrey, Lüdtke y otros, resultó en forma muy general que el péndulo de segundos en los lugares costeros completó muy poco en la isla oceánica  demasiada oscilaciones en 24 horas.
Esto demostró la existencia de una ola continental.

Los valores de la diferencia entre nivel marino real y el nivel marino normal calculado se puede obtener fácilmente en forma aproximada en metros si multiplicamos la diferencia de la oscilación por 119.  Así que Lüdtke ha observado en las Islas Bonin al sureste de Japón en el Océano Pacífico Norte en 24 horas 11,83 oscilaciones más de lo normal para la latitud geográfica allí. A partir de esto se calcula una depresión del nivel del mar en ese lugar alrededor de 1400 metros. Levantando después de un método más exacto de 1310 m por debajo del nivel del elipsoide normal es sin duda la desviación más extrema del nivel normal que se conoce en la actualidad. Las islas oceánicas muestran alrededor de 2/3 de esta magnitud, como Santa Elena, donde el nivel del mar está 850 por debajo del nivel normal.

En las costas, por otro lado, tenemos niveles del mar mas elevadas de lo normal:

- en la desembocadura del río Amazonas + 570 m
- cerca de Madrás en el Golfo de Bengala + 450m
- cerca de Londres + 120 m

Así, el nivel del mar se presenta como una superficie deformada a causa de la tierra firme.

Los profesionales en geodesia  piensan que este superficie sigue a través de los continentes y llaman al cuerpo de tierra ideal así delimitado el "geoide" según los estudios de Listing [Johann Benedict Listing, 1871]. Todas las medidas de altura en tierra y todas las medidas de profundidad en el mar se refieren a esta superficie normada base.

Originaltext in Deutsch, el (1886):
p. 27-32
Krümmel: Die Meerestiefen [p. 27-32]
Kapitel 2
Die Meerestiefen
Hier in deutsch