Érdekes belegondolni néha, hogy a Földön is milyen hatalmas hegyek találhatók, de a marsi Olympus Mons még a mi hegyeinknél is magasabb a tekintélyes 21 km-es magasságával. De még érdekesebb lehet megtudni azt, hogy mégis milyen módszerek segítségével mérik meg ezeket a magasságokat, és mélységeket a Földön, és más naprendszeri égitestek esetében. Ezért először meg kell ismernünk az égitestek tökéletes alakját, azt hogyan jelölik ki a bolygókon, holdakon a nulla méteres viszonyítási pontot.

Magasságmérés a Földön:

Geoid: A Föld elméleti alakja

Az ókortól kezdődően (kb. Kr.e. 580-500) tökéletes gömbnek feltételezték a Föld alakját, Eratoszthenész pedig mérései által egész nagy pontossággal megtudta becsülni a Föld kerületét, csupán 2%-os eltéréssel számolt. A 16-17.századra a mérések, és felfedezések arra utaltak, hogy a Föld alakjának el kell térnie a tökéletes gömbtől. Ekkor a forgási ellipszoidot tekintették a Föld hivatalos alakjának. A 19. századtól egyre világosabbá vált, hogy a forgási ellipszoid sem írja le tökéletesen a bolygónk alakját. A geoid alakot Carl Friedrich Gauss fogalmazta meg, 1878-ban Johann Benedict Listing bevezette az elnevezést. Erre azért volt szükség mert a forgási ellipszoid bevezetésekor még nem voltak tisztában a Föld belsejének tömegegyenlőtlenségeivel.
A geoid pontos meghatározása: A gravitációs erő potenciáljának szintfelülete. Ez pontosan azt jelenti, hogy egy hatalmas kiterjedésű nyugodt vízfelület ezt az alakot venné fel a gravitáció és a Föld tengely körüli forgása által keltett centrifugális erőnek köszönhetően, végül ezt a felületet meghosszabbítjuk a kontinensek alatt is. Így már megtudjuk határozni a nulla méteres szintet, amihez viszonyítani tudjuk a többi felszínforma magasságát.
A felszíni alakzatok geoidtól való eltérését, vagyis magasságát már több módszerrel is meg lehet mérni. Ezeket a méréseket manapság a műholdas technológiával végzik pl.: radaros vagy lézeres letapogatás műholdakkal, repülőgépekkel, vagy a globális helymeghatározó rendszerek segítségével.

Magasságmérés a Mars, más kőzetbolygók, és a Hold esetében:

A Mars topográfiai térképe

A marsi nulla méteres szint meghatározása is gravitációs alapon működik, konkrétan a Mars esetében is egy areoid meghatározásával kezdődik. Ezt műholdas és felszíni gravitációs tér méréssel kezdődik. (Az areoid is egy „geoid” a Marshoz igazítva ugyanis a bolygó neve a római hadistenről kapta a nevét, a görög megfelelője pedig Árész. A marsi földrajzot pedig areográfiának hívják. A Holdunk esetében is van sajátos nevezéktan. A Hold földrajzát szelenográfiának nevezték el a kutatók. A holdistennő görög neve Szeléné, a római megfelelője Luna.)

A Hold topográfiai térképe

A műholdas gravitációs tér mérésével meg lehet állapítani a bolygók gravitációs potenciálját mélységében is. A nulla méteres magasság szint meghatározása pedig úgy zajlik, hogy kiválasztják azt a gravitációs potenciál „szintet”, ami megegyezik az átlagos egyenlítői átmérővel. Így már megvan a „tengerszintünk” légkör és víz/folyadék felület nélküli kőzetbolygók, törpebolygók, és a Hold esetében is. Ezt pedig kiegészítik radaros vagy lézeres magasságméréssel, amit a bolygó körül pályára állt űrszonda segítségével végeznek.

A Vénusz topográfiai térképe

Érdekesség: 2001-ig a marsi nulla méteres szint meghatározása a Mariner 9 űrszonda mérései alapján azt a magassági szintet választották, ahol a légnyomás 610,5 Pa (6,105 mbar), ugyanis marsi körülmények között ezen a szinten van a víz hármaspontja. Ezen magassági szint alatt már a nyomásnövekedés miatt az alacsony hőmérséklet miatt szilárd formában fordulhat elő, efelett pedig már alacsonyabb a nyomás és csak gázhalmazállapotban lehet jelen.

Magasságmérés gázóriásokon:
A gázóriások esetében teljesen más eljárást választottak a kutatók. Ugyanis ezek a bolygók nem rendelkeznek határozottan elkülönülő szilárd felszínnel. Ezért azt a magassági övet határozták meg a légkörben, ahol a légnyomás átlagos értéke eléri az 1 bar nyomást.

Jupiter a NASA Cassini űrszonda felvételén 2000 decemberében

Magasságmérés törpebolygókon, kisbolygókon, üstökösökön:
Mivel ezek a testek sokszor szabálytalanok ezért ezen testek esetében inkább a test főbb méreteit határozzák meg (pl.: átmérő), illetve kráterek átmérőit, felszíni sziklák méreteit.

 

Forrás:
https://curiositycoloredglasses.com/martian-mountains
https://space.stackexchange.com/questions/1704/how-do-we-measure-height-on-celestial-bodies-with-no-significant-atmospheric-pre
https://prezi.com/p/-cxzovqnth7v/hogyan-mertek-regen-es-most-a-hegyeket/
https://astropedia.astrogeology.usgs.gov/alfresco/d/d/workspace/SpacesStore/cff0ec29-ce29-4c39-a361-1500af5b696b/Duxbury.pdf
https://pubs.usgs.gov/of/2006/1367/ULCN2005-OpenFile.pdf
http://astro.u-szeged.hu/szakdolg/vegiandras/felhasznalas/foldalak.html