Vuoren korkeuden mittaaminen

Vuorten ja muiden ympäristöstään selvästi erottuvien kohoumien korkeuden mittaamiseen ja ilmaisemiseen tarvitaan luonnollisesti jokin lähtökohta. Tähän tarkoitukseen käytetään yleensä merenpintaa, jolloin korkeus voidaan ilmaista metreinä merenpinnan tasosta. Merenpinta on todellakin hieman hankala lähtökohta mittauksille, sillä monet tekijät vaikuttavat siihen, miten korkealla merivesi kulloinkin tietyllä vesialueella on. Siksi tutkijat erottavat kaksi erilaista merenpintaa: fysikaalisen eli todellisen merenpinnan, jolla tarkoitetaan senhetkistä vedenkorkeutta, ja geodeettisen merenpinnan eli valtamerten keskivedenpinnan, geoidin. Geoidi on laskennallinen teoreettinen vertailupinta. Tällä pinnalla maapallon kaikkien valtamerten vesi on tasapainossa niin, että voidaan puhua valtamerten keskimääräisestä pinnasta. Pinnan katsotaan jatkuvan myös mannerten alle. Siksi geoidi sopii myös sisämaassa sijaitsevien vuorten korkeuden mittaamisen lähtökohdaksi. Äkkiseltään voisi ajatella, että laskennallista keskivedenpintaa kuvaava viiva olisi aivan suora. Asia ei ole aivan näin. Geoidi kuvaa nimittäin maapallon todellista muotoa ja on yksi painovoiman potentiaalin tasa-arvopinnoista, joka vastaa valtamerten keskivedenpintaa mahdollisimman tarkasti. Tyynellä avomerellä vedenpinta asettuu suunnilleen geoidin suuntaiseksi, mutta mantereiden kohdalla geoidi tunnetaan vain likimääräisesti. Manneralueilla geoidia on vaikeaa laskea tarkasti, koska maanpinnan alla olevien massojen tiheyksiä ei tiedetä. Maa- ja kallioperän ominaisuuksien vaihtelu aiheuttaa sen, että geoidi ”aaltoilee”. Laskennallinen keskivedenpinta voi olla esimerkiksi Välimeren eri osissa eri korkeudella. Jos esimerkiksi meren pohjoisosan pohja koostuisi eteläosaa tiheämmistä ja siten raskaammista aineksista, pohjoisosan kohdalla keskivedenpinnan taso olisi eteläosaa korkeammalla. Syynä eroon on se, että raskaampi massa vetää puoleensa – Newtonin gravitaatiolain mukaisesti – enemmän vettä kuin kevyempi. Samalla tavalla maanpinnan kohouman massa vaikuttaa geoidiin: raskaista kivilajeista koostuvan vuoren kohdalla keskivedenpintaa ilmaiseva viiva kaareutuu ylöspäin.