Geoide, modello della figura della Terra - cioè della dimensione e della forma del pianeta - che coincide con il livello medio del mare sopra gli oceani e continua nelle aree continentali come una superficie immaginaria del livello del mare definita dal livello dello spirito. Serve da superficie di riferimento da cui vengono misurate le altezze topografiche e le profondità oceaniche. La disciplina scientifica interessata alla figura precisa della Terra e alla sua determinazione e significato è conosciuta come geodesia.
Il geoide è ovunque perpendicolare all'attrazione della gravità e si avvicina alla forma di un normale sferoide oblato (cioè una sfera schiacciata). È irregolare, tuttavia, a causa delle concentrazioni locali di massa sepolta (scostamenti dall'omogeneità laterale in profondità) e delle differenze di elevazione tra continenti e fondali marini. Matematicamente parlando, il geoide è una superficie equipotenziale; cioè è caratterizzato dal fatto che per tutta la sua estensione la potenziale funzione è costante. Questa potenziale funzione descrive gli effetti combinati dell'attrazione gravitazionale della massa terrestre e la repulsione centrifuga causata dalla rotazione della Terra attorno al suo asse.
A causa delle distribuzioni di massa irregolari sulla Terra e delle conseguenti anomalie della gravità, il geoide non è una semplice superficie matematica. Di conseguenza non è una superficie di riferimento adatta per una figura geometrica della Terra. Come figure di riferimento della Terra, ma non per la sua topografia, vengono utilizzate semplici forme geometriche che si avvicinano al geoide. Per molti scopi un'adeguata rappresentazione geometrica della Terra è una sfera, per la quale deve essere indicato solo il raggio della sfera. Quando è richiesta una figura di riferimento più accurata, viene utilizzato un ellissoide di rivoluzione come rappresentazione della forma e delle dimensioni della Terra. È una superficie generata ruotando un'ellisse di 360 ° attorno al suo asse minore. Un ellissoide utilizzato nei calcoli geodetici per rappresentare la Terra è chiamato ellissoide di riferimento. Questo ellissoide di rivoluzione è la forma più spesso usata per rappresentare una semplice superficie di riferimento geometrica.
Un ellissoide di rivoluzione è specificato da due parametri: un asse seminale maggiore (raggio equatoriale per la Terra) e un asse semiminore (raggio polare), o l'appiattimento. L'appiattimento (f) è definito come la differenza di grandezza tra l'asse seminale maggiore (a) e l'asse semiminore (b) diviso per l'asse semima maggiore, o f = (a - b) / a. Per la Terra l'asse semima maggiore e l'asse semiminore differiscono di circa 21 chilometri (13 miglia) e l'appiattimento è di circa una parte su 300. Le partenze del geoide dall'ellissoide di rivoluzione più adatto sono di circa ± 100 metri (330 piedi); la differenza tra i due semiassiali dell'ellisse equatoriale nel caso di un ellissoide triassiale che si adatta alla Terra è solo di circa 80 metri.
Questo articolo esamina lo sviluppo di semplici rappresentazioni geometriche della Terra, a partire dagli antichi Greci. Discute quindi il concetto di geoide e i modi in cui il tracciamento dei satelliti artificiali e la mappatura satellitare della superficie dell'oceano hanno aiutato nella valutazione geodetica della forma terrestre e del campo di gravità. Conclude mostrando come questo lavoro abbia portato a valori più raffinati per raggio, massa e densità della Terra.
