A szakértők elmagyarázzák: Hogyan mérjünk egy hegyet

Egy új mérés során Kína és Nepál bejelentette, hogy a Mount Everest 86 cm-rel magasabb, mint a globálisan eddig elfogadott 8848 m. Hogyan számolta ki az eredeti magasságot a Survey of India? Mit jelent a revízió? A Survey of India két legmagasabb rangú tisztviselője magyarázza a The Indian Expressnek adott interjújában.

Egy madár repül a Mount Everesttel a háttérben Namche Bajarból, Solukhumbu kerületből, Nepálból. (AP/PTI fotó)

Először is, hogyan kell mérni egy hegy magasságát?

A korábban használt alapelv nagyon egyszerű, és csak olyan trigonometriát használ, amelyet a legtöbben ismerünk, vagy legalábbis fel tudunk idézni. Minden háromszögnek három oldala és három szöge van. Ha ismerünk ezek közül a mennyiségek közül bármelyik hármat, feltéve, hogy az egyik oldal, akkor az összes többi kiszámítható. Egy derékszögű háromszögben az egyik szög már ismert, tehát ha ismerünk más szöget és valamelyik oldalt, akkor a többi is kideríthető. Ez az elv bármely tárgy magasságának mérésére alkalmazható, amely nem kínálja azt a kényelmet, hogy a mérőszalagot felülről lefelé ejtse, vagy ha nem tud felmászni a csúcsra, hogy kifinomult műszereket használjon.

Mérés szögekkel: Ha a magasság közvetlen mérése nem lehetséges, a földmérő trigonometriához folyamodik

Tegyük fel, hogy meg kell mérnünk egy oszlop, vagy egy épület magasságát. Bármely tetszőleges pontot megjelölhetünk a földön az épülettől bizonyos távolságra. Ez lehet a mi megfigyelési pontunk. Most két dologra van szükségünk: az épület távolságára a megfigyelési ponttól, és az épület tetejének emelkedési szögére a földön lévő megfigyelési ponttal. A távolságot nem nehéz elérni. A emelkedési szög az a szög, amelyet egy képzeletbeli vonal bezárna, ha a talajon lévő megfigyelési pontot az épület tetejével összekötné. Vannak egyszerű műszerek, amelyek segítségével ezt a szöget meg lehet mérni.

Tehát, ha a megfigyelési pont és az épület távolsága d, a emelkedési szög pedig E, akkor az épület magassága d × tan(E).

Girish Kumar altábornagy India főfelügyelője, Nitin Joshi pedig a Survey of India főfelügyelő-helyettese. A Survey of India feladata a hiteles térképek elkészítése, munkája kiterjedt földmérések elvégzésére és topográfiai adottságok feltérképezésére terjed ki. 1952-től kezdődően a Survey of India gyakorlatot végzett a Mount Everest (akkor XV-csúcsként ismert) magasságának mérésére. Ez a gyakorlat a magasságot 8848 m-ben (29 028 lábban) méri, ami eddig a globálisan elfogadott szabvány maradt.

Ilyen egyszerű lehet egy hegyet megmérni?

Az elv ugyanaz, és végső soron ugyanazt a módszert használjuk, de van néhány komplikáció. A fő probléma az, hogy bár ismered a csúcsot, a hegy alját nem ismered. A kérdés az, hogy melyik felületről méred a magasságot. Általában gyakorlati célokra a magasságokat az átlagos tengerszint felett (MSL) mérik. Sőt, meg kell találnunk a távolságot a hegytől. Ma egyszerűnek tűnik, de az 1950-es években nem volt GPS vagy műholdkép. Tehát hogyan lehet megtalálni a hegy távolságát, ahová fizikailag nem tud eljutni? Addig még a Mount Everestet sem mászta meg senki.

Ezt a problémát úgy tudjuk megkerülni, hogy ugyanabban a látóvonalban két különböző megfigyelési pontból mérjük a magassági szögeket. A különböző megfigyelési pontok közötti távolságok mérhetők. Most két különböző háromszöggel lesz dolgunk, de közös karral és két különböző emelkedési szöggel. Ismét a középiskolai trigonometria egyszerű szabályainak betartásával, a hegy magassága meglehetősen pontosan kiszámítható. Valójában mi is így csináltuk a GPS, a műholdak és más modern technikák megjelenése előtt.

Mennyire pontos ez?

Kisebb dombok és hegyek esetében, amelyek teteje viszonylag közelről is megfigyelhető, ez meglehetősen pontos méréseket ad. A Mount Everest és más magas hegyek esetében azonban vannak más bonyodalmak is.

Ezek megint abból fakadnak, hogy nem tudjuk, hol van a hegy alja. Más szóval, hol találkozik pontosan a hegy sík talajfelszínnel. Vagy, hogy a megfigyelési pont és a hegy alja azonos vízszintes szinten van-e.

A Föld felszíne nem minden helyen egyenletes. Emiatt a magasságot az átlagos tengerszinttől mérjük. Ez a nagy pontosságú szintezésnek nevezett gondos eljárással történik. A partvonaltól kiindulva, speciális műszerekkel lépésről lépésre kiszámítjuk a magasságkülönbséget. Így tudjuk bármely város magasságát az átlagos tengerszinttől.

De van még egy probléma, amellyel meg kell küzdeni: a gravitáció. A gravitáció különböző helyeken eltérő. Ez azt jelenti, hogy még a tengerszint sem tekinthető minden helyen egyenletesnek. A Mount Everest esetében például egy ekkora tömeg koncentrációja azt jelentené, hogy a tengerszint a gravitáció hatására felfelé húzódna. Tehát a helyi gravitációt is megmérik a helyi tengerszint kiszámításához. Napjainkban kifinomult hordozható graviméterek állnak rendelkezésre, amelyek akár hegycsúcsokra is felvihetők.

De a szintezés nem terjeszthető ki magas csúcsokra. Tehát a magasságok méréséhez ugyanarra a háromszögelési technikára kell visszatérnünk. De van egy másik probléma is. A levegő sűrűsége csökken, ahogy feljebb megyünk. A levegő sűrűségének ez a változása a fénysugarak elhajlását okozza, ezt a jelenséget fénytörésnek nevezik. A megfigyelési pont és a hegycsúcs magasságkülönbsége miatt a fénytörés a függőleges szög mérésénél hibát okoz. Ezt korrigálni kell. A fénytörés korrekciójának becslése önmagában is kihívás. Kövesse az Express Explained a Telegramon

Ezen a 2020. május 27-i fotón egy kínai földmérő csapat tagjai a Mount Everest csúcsa felé tartanak, amelyet helyi nevén Qomolangma-nak is neveznek. (AP/PTI fotó)

A technológia nem kínál könnyebb megoldásokat?

Manapság a GPS-t széles körben használják a koordináták és magasságok meghatározására, még a hegyek esetében is. A GPS azonban pontos koordinátákat ad egy hegy csúcsának egy ellipszoidhoz viszonyítva, amely egy képzeletbeli felület, amelyet matematikailag úgy modelleztek, hogy reprezentálja a Földet. Ez a felszín eltér az átlagos tengerszinttől. Hasonlóképpen, a lézersugárral (LiDAR) felszerelt felülrepülő gépek is használhatók a koordináták megszerzésére.

De ezek a módszerek, beleértve a GPS-t is, nem veszik figyelembe a gravitációt. Így a GPS-en vagy lézersugarakon keresztül kapott információkat egy másik modellbe táplálják be, amely figyelembe veszi a gravitációt, hogy a számítás elkészüljön.

Figyelembe véve, hogy 1952-1954 között, amikor sem GPS, sem műholdas technika, sem kifinomult graviméter nem állt rendelkezésre, a Mount Everest magasságának meghatározása nem volt könnyű feladat.

Nepál és Kína azt mondta, hogy a Mount Everestet 86 cm-rel magasabbnak mérték, mint az ismert 8848 m. Mit jelentene ez?

A 8848 méteres (29 028 láb) mérést a Survey of India végezte 1954-ben, és azóta világszerte elfogadott. A mérést azokban az időkben végezték, amikor még nem volt GPS vagy más modern kifinomult műszer. Ez azt mutatja, mennyire pontosak voltak még akkoriban is.

Az elmúlt években több kísérletet is tettek az Everest újramérésére, és ezek egy része olyan eredményeket produkált, amelyek néhány lábbal eltérnek az elfogadott magasságtól. De ezeket olyan geológiai folyamatokkal magyarázták, amelyek megváltoztathatják az Everest magasságát. Az 1954-es eredmény pontosságát soha nem kérdőjelezték meg.

A legtöbb tudós ma már úgy véli, hogy a Mount Everest magassága nagyon lassan növekszik. Ennek oka az indiai tektonikus lemez északi irányú mozgása, amely felfelé nyomja a felszínt. Éppen ez a mozgalom hozta létre a nagy Himalája-hegységet. Ugyanez a folyamat teszi ezt a régiót hajlamossá a földrengésekre. Egy nagy földrengés, mint amilyen Nepálban történt 2015-ben, megváltoztathatja a hegyek magasságát. Ilyen események a múltban is előfordultak. Valójában ez a földrengés indította el az Everest újramérését, hogy kiderüljön, volt-e valamilyen hatás.

A 86 cm-es emelkedés nem lenne meglepő. Nagyon valószínű, hogy a magasság ennyi év alatt nőtt. De ugyanakkor a 86 cm 8848 méteres magasságban nagyon kicsi hosszúság. A nepáli és kínai Everest mérésére tett erőfeszítéseinek részletes eredményeit még publikálni kell egy folyóiratban. Ennek a mérésnek az igazi jelentősége csak ezután válik nyilvánvalóvá.

Oszd Meg A Barátaiddal: