چهارشنبه ۱ مهر ۱۴۰۵ | ۱۷:۰۱
چرا نقشه جدید زمین هم نمی‌تواند دقیق باشد؟

چرا نقشه جدید زمین هم نمی‌تواند دقیق باشد؟

زمین بعد از ۴۵۰ سال صاحب نقشه‌ای جدید می‌شود، اما ترسیم دقیق نقشه‌های سیاره‌ای غیرممکن است. دلیل آن را در این گزارش بخوانید.

به گزارش ایسنا، اگر زمین مسطح بود، تهیه نقشه‌های دقیق از آن بسیار آسان‌تر می‌شد. سطح یک جرم سیاره‌ای ذاتاً سه‌بعدی است و این نه فقط به خاطر پستی‌ها و بلندی‌های آن (کوه‌ها و دره‌ها)، بلکه به این دلیل است که سطح آن باید کل کره را در برگیرد.

این موضوع بدیهی است، اما به‌راحتی فراموش می‌شود، چرا که زمین آن‌قدر بزرگ است که ما در زندگی روزمره آن را مسطح حس می‌کنیم. البته این مسئله چالشی بزرگ برای نقشه‌نگارانی است که قصد دارند نقشه‌های دوبعدی از جهان ترسیم کنند؛ نقشه‌هایی مانند «تصویرسازی مرکاتور»(Mercator projection) که برای همه آشنا است و یا طرحی که اخیراً با اکثریت قاطع آرا در مجمع عمومی سازمان ملل متحد تأیید شد و «زمین برابر»(Equal Earth) نام دارد.

همین دشواری‌ها در مورد اجرام دیگر غیر از زمین نیز صدق می‌کند، هرچند دست‌کم فعلاً اهمیت و حساسیت کمتری دارد.

هر نقشه‌ای ترکیبی از دقت و اعوجاج (تغییر شکل) است. کوری فورتزو(Corey Fortezzo)، زمین‌شناس و هماهنگ‌کننده نقشه‌برداری در «برنامه نقشه‌برداری زمین‌شناسی سیاره‌ای» که به‌طور مشترک توسط سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده (USGS) و ناسا اجرا می‌شود، می‌گوید: مهم است بدانیم که گاهی اوقات، درست مثل آمار یا هر چیز دیگر می‌توان با یک نقشه روایتی را بیان کرد و آن روایت لزوماً حقیقت ماجرا نیست.

دلیل آن این است که تبدیل یک سطح سه‌بعدی به نقشه‌ای دوبعدی، ذاتاً کاری پیچیده و همراه با نقص‌های اجتناب‌ناپذیر است. جو وانگ(Jue Wang)، دانشمند داده‌های نقشه‌نگاری در دانشگاه واشنگتن در سنت‌لوئیس می‌گوید: هر روش تصویرسازی (پروجکشن) انتخاب می‌کند که کدام ویژگی را حفظ کند. در برخی، مساحت حفظ می‌شود، در برخی شکل، در برخی دیگر فاصله و در بعضی جهت؛ اما هیچ‌کدام نمی‌توانند همه این ویژگی‌ها را همزمان حفظ کنند.

وی افزود: مسئله این نیست که کدام روش تصویرسازی، درست است، بلکه مهم این است که شما می‌خواهید با آن نقشه چه کاری انجام دهید.

در ایالات متحده، مردم بیش از همه با «تصویرسازی مرکاتور» آشنا هستند؛ روشی که قدمت آن به سال ۱۵۶۹ بازمی‌گردد، یعنی زمانی که یک نقشه‌نگار در منطقه‌ای که اکنون بلژیک نامیده می‌شود، نقشه‌ای طراحی کرد که در آن هر خط مستقیم، نشان‌دهنده یک جهت ثابت قطب‌نما بود.

وانگ می‌گوید: این روش برای اهداف ناوبری و مسیریابی ساخته شده است، بنابراین «تصویرسازی مرکاتور» زوایا را حفظ می‌کند؛ ویژگی بسیار مفیدی که باعث شده دریانوردان قرن‌ها از آن استفاده کنند.

البته اغلب ۸.۲ میلیارد نفری که در حال حاضر روی زمین زندگی می‌کنند، دریانورد نیستند و امروزه نقشه‌های جهان کمتر در مورد ناوبری و بیشتر در مورد درک جهانی که در آن زندگی می‌کنیم، هستند. این بدان معنا است که تعداد کمتری از مردم در دریا گم می‌شوند تا اینکه تحت این تصور اشتباه عمل کنند که گرینلند بزرگتر از آمریکای جنوبی است. این موضوع از جنبش طرح «زمین برابر» حمایت می‌کند تا جای مرکاتور را در محیط‌های رایج مانند کلاس‌های درس بگیرد.

این طرح اولویت را به حفظ مساحت نسبی کشورها و قاره‌ها می‌دهد، اما دقت زوایای طرح مرکاتور را فدا می‌کند. در نتیجه، بیشتر خطوط طول جغرافیایی شمال-جنوب در طرح «زمین برابر» خمیده می‌شوند، در حالی که خطوط عرض جغرافیایی شرق-غرب در نزدیکی قطب‌ها به جای دورتر، به هم نزدیک‌تر می‌شوند.

فراتر از زمین

نقشه‌برداری از جهان‌های فراتر از زمین تنها اندکی از تصویر مرکاتور جدیدتر است. قدیمی‌ترین نقشه شناخته‌شده از ماه به سال ۱۶۰۹ برمی‌گردد. از برخی جهات، فعالیت‌ها ذاتاً متفاوت هستند، زیرا نقشه‌برداری از زمین بر مشاهدات مردم در محل متکی بوده است، در حالی که پایه و اساس نقشه‌برداری فرازمینی، داده‌های از راه دور است که ابتدا با تلسکوپ‌ها و سپس با فضاپیماها جمع‌آوری شده‌اند.

اغلب این داده‌ها به شکل تصاویر ارائه شده‌اند که خود، بازنمایی‌های دوبعدی و تاب‌دار از یک سطح سه‌بعدی هستند. فورتزو می‌گوید: شما این لحاف از تصاویر را به هم می‌دوزید و مشکل این است که همه قطعات منحنی هستند و باید بفهمید که کجا به هم متصل می‌شوند.

یکی دیگر از ویژگی‌های عجیب این فرآیند این است که از آنجا که نه زمین و نه هیچ جرم دیگری در منظومه شمسی کاملاً کروی نیستند، سیستم‌های تصویرسازی نمی‌توانند به طور یکپارچه بین جهان‌ها ترجمه شوند و هر جهان به تعریف منحصر به فرد خود برای طول جغرافیایی صفر درجه نیاز دارد، ترجمه‌ای فرازمینی از برتری گرینویچ که توسط امپراتوری بریتانیا پشتیبانی می‌شود.

نقشه‌برداران هنوز در حال حل این چالش‌ها هستند، اگرچه اتحادیه بین‌المللی نجوم از سال ۱۹۷۹ یک گروه کاری مختص مختصات نقشه‌برداری را اداره می‌کند. در حال حاضر این کار ممکن است باعث شگفتی شود، اما با جدی‌تر و متنوع‌تر شدن تلاش‌های اکتشافی بلندمدت ماه و سایر اجرام، پیچیدگی نقشه‌برداری از این جهان‌ها ممکن است افزایش یابد.

نیازهای برنامه «آپولو» ناسا را که در آن مکان‌های فرود به سمت استوا در سمت نزدیک ماه متمرکز بودند، در مقایسه با برنامه فعلی «آرتمیس» در نظر بگیرید که قصد دارد ابتکارات را در قطب جنوب ماه متمرکز کند. در حالی که چیزی شبیه به نقشه‌های مرکاتور یا «زمین برابر» برای نقشه‌ای مربوط به «آپولو» منطقی به نظر می‌رسد، هیچ‌کدام در به تصویر کشیدن قطب‌ها برتری ندارند، همانطور که نحوه‌ نمایش قطب جنوب در آنها گواه بر این موضوع است.

البته این بارزترین تفاوت هنگام تهیه نقشه به فضا است؛ هیچ سطح دیگری از جهان پیچیدگی‌های تکه‌تکه قاره‌ها و اقیانوس‌های زمین را ندارد که می‌تواند بر تکنیک‌های تصویرسازی تأثیر بگذارد.

تصویرسازی به اصطلاح «پوست پرتقالی» را در نظر بگیرید؛ یک تصویرسازی عجیب و غریب که قاره‌ها را دست نخورده نگه می‌دارد و اندازه‌های نسبی آنها را به طور دقیق نشان می‌دهد، اما اقیانوس‌ها و مناطق قطبی را از هم جدا می‌کند.

در مقابل، به جز سطح آتشفشانی قمر «آیو» و سطح یخ‌آبی قمر «تایتان» که توسط مایعات آلی پوشیده شده است، کار یک نقشه‌بردار فرازمینی سرراست است. فورتزو می‌گوید: ما می‌توانیم فقط یک قطعه را برداریم و آن قطعه چیزی جز سنگ و یخ نخواهد داشت. این موضوع، کار را بسیار آسان‌تر می‌کند.

انتهای پیام

# علمی‌ و دانشگاهی

آخرین اخبار علمی‌ و دانشگاهی