Trước tiên, chúng ta phải biết Trái Đất là gì trong vũ trụ bao la.

Hình minh họa.

Trái Đất là hành tinh thứ 3 trong Hệ Mặt Trời, hình thành cách đây 4,6 tỷ năm và là hành tinh duy nhất có sự sống. Đây cũng là hành tinh lớn thứ 5 trong Hệ Mặt Trời.

Khoảng cách trung bình từ Mặt Trời đến Trái Đất là 149.597.890 km. Nhờ có không khí và nước bao phủ 70,8% Trái Đất, nên sự sống đa dạng sinh sôi và phát triển.

Trái Đất độc đáo bởi là hành tinh mặt đất lớn nhất, căn cứ vào khối lượng, mật độ và đường kính. (Hành tinh mặt đất nghĩa là được kiến tạo bằng lớp đá mỏng, trái ngược lại các hành tinh do chất khí tạo thành như sao Mộc và sao Thổ).

Kích thước Trái Đất

Vì là hành tinh mặt đất lớn nhất nên Trái Đất nặng 5,972 × 10^24kg. Hơn nữa, Trái Đất bao gồm lớp vỏ trong, vỏ ngoài và lõi nên được coi là hành tinh có mật độ đất đá dày đặc nhất.

Vỏ ngoài của Trái Đất là những lớp đất đá mỏng nhất. Lớp vỏ bên trong chiếm 84% thể tích Trái Đất và trải rộng 2.900km dưới mặt đất.

Hình minh họa.

Tuy nhiên, phần dày đặc nhất của Trái Đất lại là lõi. Trái Đất là hành tinh mặt đất duy nhất có lõi ngoài bằng chất lỏng bao quanh lõi bên trong rắn chắc.

Mật độ đất đá trung bình của Trái Đất là 5.515 × 10 kg/m3, khác với sao Hỏa - là hành tinh mặt đất nhỏ nhất, chỉ dày đặc bằng 70% so với Trái Đất.

Trái Đất được xếp là hành tinh mặt đất lớn nhất còn bởi chu vi và đường kính của nó. Dựa vào đường xích đạo, chu vi của Trái Đất là 4.007.516km.

Đường xích đạo Trái Đất là 127.561 km, nhưng chu vi ở Bắc Cực và Nam Cực nhỏ lại thành 40.008km. Sao Mộc mới là hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt Trời, với đường kính 142.984 km.

Hình dạng Trái Đất

Chu vi và đường kính của Trái Đất khác biệt bởi hình dạng của Trái Đất là hình cầu dẹt hay hình bầu dục, không phải là quả cầu tròn.

Trái Đất hình bầu dục.

Nghĩa là chu vi Trái Đất không đều nhau, đường xích đạo phình ra làm đường kính và chu vi Trái Đất lớn hơn.

Đường xích đạo phình ra 4.272km nên làm cho hành tinh chúng ta xoay tròn và có lực hấp dẫn thu hút những thứ trên không trung và tạo thành hình cầu.

Vì thế, Trái Đất luôn có xu hướng kéo mọi thứ về phía trọng tâm lực hấp dẫn là lõi Trái Đất.

Bởi Trái Đất xoay tròn nên quả cầu bị lực ly tâm bóp méo làm đẩy xa mọi thứ ra khỏi trọng tâm lực hấp dẫn.

Do đó, khi Trái Đất xoay tròn, lực ly tâm trên đường xích đạo là mạnh nhất, đẩy chỗ phình ra xa, làm cho chu vi và đường kính rộng ra.

Địa hình địa phương giữ vai trò quan trọng đối với hình dáng Trái Đất nhưng trên quy mô nhỏ.

Điểm khác biệt lớn nhất về địa hình địa phương trên toàn thế giới là núi Everest – điểm cao nhất so với mức nước biển là 8.850m. Và Rãnh Mariana là điểm thấp nhất so với mức nước biển là 10.924m. Sự chênh lệch chỉ là 19km nhưng bao hàm mọi điều.

Nếu coi đường xích đạo phình ra là điểm cao nhất và cách xa tâm điểm Trái Đất nhất thì phải nói đến đỉnh núi lửa Chimborazo ở Ecuador. Đỉnh núi cao 6.267m, được coi là đỉnh núi cao nhất và gần đường xích đạo nhất.

Đo đạc Trái Đất

Đo lường là một ngành khoa học chuyên nghiên cứu và đo đạc, khảo sát, tính toán cho chúng ta biết kích thước và hình dạng Trái Đất.

Từ xa xưa, đo lường đã là ngành khoa học quan trọng thu hút nhiều nhà khoa học và hiền triết nghiên cứu xác định hình dáng Trái Đất.

Nhà hiền triết Aristotle (384 – 322 trước CN), người Hy Lạp, là người đầu tiên tính toán ra kích thước Trái Đất nên được coi là nhà đo lường đầu tiên.

Chân dung nhà hiền triết Aristotle.

Sau đó, nhà hiền triết người Hy Lạp Eratosthenes (276 – 194 trước CN) ước tính chu vi Trái Đất chỉ chênh lệch so với phép tính ngày nay một chút.

Để nghiên cứu Trái Đất và đo lường như ngày nay, các nhà nghiên cứu thường dùng thể elip, thể địa cầu và các phép tính toán.

Thể elip là hình mẫu giả thuyết thuật toán cho thấy đặc tính đơn giản và mềm mại của bề mặt Trái Đất. Nên thể elip được dùng để đo khoảng cách bề mặt mà không cần tính đến những yếu tố khác, như: biến đổi độ cao và địa hình.

Để tính toán thực tế của bề mặt Trái Đất, các nhà đo lường dùng thể địa cầu tròn xoe, nghĩa là có tính đến biến đổi độ cao.

Nền tảng của chuyên ngành đo lường ngày nay là các phép tính toán. Những cuộc khảo sát toàn cầu thường tham khảo các bộ dữ liệu.

Trong nghành đo lường, có 2 phép tính toán chính được dùng trong giao thông và định vị tại Mỹ, làm nên Hệ thống tham vấn không gian.

Hệ thống vệ tinh và định vị toàn cầu ngày nay cho phép các nhà đo lường và các nhà khoa học tính toán chính xác tuyệt đối bề mặt Trái Đất. Chính xác đến mức các nhà nghiên cứu đo được mọi biến đổi nhỏ đến từng cm trên bề mặt Trái Đất để xác định chính xác hình dạng và kích thước "ngôi nhà chung của chúng ta".