Các bản đồ thường chỉ ra độ cao tính bằng mét so với mực nước biển nhưng mực nước biển lại không giống nhau ở mọi nơi. Một nhóm chuyên gia đứng đầu tại Đại học Kỹ thuật Munich (TUM), đã phát triển Hệ thống tham chiếu độ cao quốc tế (IHRS) sẽ thống nhất các phép đo trắc địa trên toàn thế giới.
Đỉnh Everest cao bao nhiêu? 8848 mét? 8844 mét? Hay 8850 mét? Trong nhiều năm, Trung Quốc và Nepal đã không thể thống nhất điều này. Năm 2019, Nepal đã cử một nhóm các nhà trắc địa đến đo ngọn núi cao nhất thế giới này. Một năm sau, một nhóm trắc địa khác đến từ Trung Quốc cũng đã leo lên đỉnh núi để đo độ cao của nó. Tháng 12 năm ngoái, hai chính phủ cùng công bố kết quả của phép đo mới là: 8848,86 mét.
Việc cả Trung Quốc và Nepal đều công nhận kết quả này phải được xem là một thành công về mặt ngoại giao. Nó được thực hiện nhờ Hệ thống tham chiếu độ cao quốc tế mới (IHRS), lần đầu tiên được sử dụng bởi các chuyên gia trắc địa. Các nhà khoa học từ TUM đã đóng vai trò hàng đầu trong việc phát triển hệ thống mới này. Nó thiết lập một mức 0 thống nhất chung để làm cơ sở cho tất cả các phép đo trong tương lai. Do đó, nó thay thế mực nước biển trung bình, vốn có truyền thống là mức 0 đối với các nhà khảo sát cũng như đối với tất cả các bản đồ địa hình. Một bài báo trên Tạp chí Geodesy, do các nhà khoa học của TUM và các nhóm nghiên cứu quốc tế làm đồng tác giả, phác thảo nền tảng khoa học và khái niệm lý thuyết của IHRS cũng như chiến lược thực hiện nó.
Khi số 0 không phải lúc nào cũng bằng không
Tiêu chuẩn được sử dụng cho đến nay - mực nước biển trung bình - ngay từ đầu đã thiếu sót: Không bao giờ có một định nghĩa cố định. Mỗi quốc gia đều có thể sử dụng các thiết bị đo thủy triều tùy ý để xác định mức 0 của riêng mình. Kết quả là, mực nước biển chính thức của Đức cao hơn Ý 31 cm, cao hơn 50 cm so với mực nước biển được sử dụng ở Tây Ban Nha và thực tế cao hơn 23,3 cm so với Bỉ (nơi có độ cao bằng 0 dựa trên mực nước thấp ở Ostend). Khi bản đồ địa hình chỉ được sử dụng để đi bộ đường dài, không ai thấy phiền với sự khác biệt đó cả. Nhưng đối với các chuyên gia trắc địa đang cố gắng đạt được sự thống nhất chung - ví dụ như đối với đỉnh Everest, một nửa thuộc Nepal và nửa kia lại thuộc Trung Quốc - thì mức 0 không nhất quán là một vấn đề lớn hơn và có thể gây tốn kém khi quy hoạch các công trình xuyên biên giới như cầu và đường hầm mà quên kiểm tra các tọa độ khác nhau và chuyển đổi chúng khi cần thiết. Trên Hochrheinbrucke, một cây cầu nối Đức và Thụy Sĩ, một sự khác biệt kiểu này đã được nhận thấy đúng lúc.
Các cuộc khảo sát từ quỹ đạo
Một nhà nghiên cứu của TUM, Tiến sĩ Laura Sanchez của Viện nghiên cứu địa chất Đức (DGFI-TUM), người đứng đầu các nhóm làm việc nghiên cứu các khía cạnh lý thuyết và thực hiện đo độ cao toàn cầu mới cho biết về hệ thống tham chiếu này tại Hiệp hội Trắc địa Quốc tế: "Việc giới thiệu một hệ tham chiếu độ cao có giá trị quốc tế đã cần thiết từ lâu".
Điều cần thiết hiển nhiên là: một mức 0 được chấp nhận rộng rãi. Hệ thống tham chiếu độ cao quốc tế mới (IHRS) xác định cách tính nó như sau: Nó tính đến hình dạng của Trái Đất - gần là hình cầu, nhưng dẹt ở các cực và hơi phình ra ở xích đạo do chuyển động quay của nó - và sự phân bố không đồng đều của các khối lượng ở bên trong và trên bề mặt. Các kết quả không đều trong trường trọng lực là cơ sở để tính toán hệ thống độ cao vì cường độ và hướng của lực quyết định sự phân bố của nước trong các đại dương. Nếu chúng ta giả định rằng bề mặt Trái Đất được bao phủ hoàn toàn bởi nước, thì sẽ đo được độ cao của mực nước biển giả định và do đó mức 0 cho toàn bộ địa cầu có thể được tính toán một cách chính xác.
Trong các dự án xây dựng, ngay cả những sai lệch nhỏ nhất cũng có thể rất quan trọng
Giáo sư Roland Pail, người đứng đầu bộ phận Trắc địa Thiên văn và Vật lý (APG) của TUM cho biết: "Có thể thực hiện IHRS chỉ với sự sẵn có của dữ liệu toàn cầu từ các sứ mệnh vệ tinh như vệ tinh quan sát Trái Đất GOCE của ESA". Nhóm của ông đóng một vai trò không thể thiếu trong việc phân tích các phép đo GOCE và sử dụng chúng để tính toán các mô hình toàn cầu về trường trọng lực của Trái Đất.
Sanchez giải thích: “Thông tin thu được theo cách này cung cấp cơ sở để tính toán mực nước biển trung bình cho mọi điểm trên Trái Đất bằng Hệ thống tham chiếu độ cao quốc tế mới, bất kể đó là trên lục địa hay trong đại dương, và do đó tính toán được mức 0 được quốc tế chấp nhận”.
Có phải mọi bản đồ sẽ phải được vẽ lại không? Sanchez nói: “Nó sẽ không quá khó khăn.Ở các nước công nghiệp, nơi họ đã thực hiện các phép đo trọng lực trong nhiều thập kỷ, sự sai lệch là khá nhỏ - chỉ trong phạm vi decimet”. Nhưng với các dự án xây dựng chẳng hạn, những sai lệch dù nhỏ cũng có thể gây ra những phiền toái nghiêm trọng. Do đó, nhà khoa học này tin tưởng rằng hệ quy chiếu mới sẽ nhanh chóng được chấp nhận.
Minh Phương
Theo Space Daily
