Гравітаційна діра під Антарктидою існує ще з часів динозаврів, і тепер вона росте
- Під крижаним покривом Антарктиди знаходиться одна з найпотужніших гравітаційних аномалій планети, яка зберігається десятки мільйонів років і продовжує змінюватися.
- Дослідження показує, що гравітаційна "яма" під Антарктидою може бути пов'язана зі зледенінням Антарктиди та має потенціал впливати на стабільність льодовикового щита.
Гравітаційне поле Землі не ідеально рівне. Ми знаємо кілька великих ділянок, над якими воно слабшає через особливості геології нижче. Під крижаним покривом Антарктиди існує одна з найпотужніших гравітаційних аномалій планети. Нові моделі показують, що вона не лише зберігається десятки мільйонів років, а й продовжує змінюватися. Це може мати ширші наслідки, ніж здавалося раніше.
Чому "гравітаційна яма" стає глибшою?
Форма Землі здається майже сферичною, однак її гравітаційне поле має іншу геометрію. Якщо зобразити його у вигляді поверхні однакового гравітаційного потенціалу – геоїда – воно нагадує нерівну "картоплину" з виступами та западинами. Одна з найглибших таких западин розташована під Антарктидою. Її називають Antarctic Geoid Low – Антарктична геоїдна низина, пише ScienceAlert.
Дивіться також Гольфстрім наближається до колапсу: вчені виявили нову ознаку майбутньої катастрофи
Гравітація безпосередньо залежить від розподілу маси. У надрах планети різні породи мають різну густину, а отже – по-різному впливають на силу тяжіння. Різниця не настільки велика, щоб людина на поверхні відчула її без приладів – коливання ваги становили б лише кілька грамів. Проте для геофізиків це цінне "вікно" у глибини планети.
Команда під керівництвом геофізика Алессандро Форте з Університету Флориди та його колеги Петара Глішовича з Паризького інституту фізики Землі використала дані про сейсмічні хвилі. Землетруси створюють хвилі, які проходять крізь мантію та змінюють швидкість і напрям залежно від густини матеріалу. За цим принципом науковці побудували тривимірну модель густини мантії – своєрідну "томографію" всієї планети.
Отриману модель зіставили з високоточними супутниковими вимірюваннями гравітації. Вона добре відтворила сучасну форму геоїда.
Гравітаційна мапа Землі, створена супутниками: дивіться відео
Далі дослідники "відмотали" геологічний час назад – до початку кайнозою, приблизно 70 мільйонів років тому. Модель дозволила простежити, як змінювалася гравітаційна аномалія та чи узгоджується це з реальними змінами осі обертання Землі – явищем, відомим як "справжнє полярне блукання".
Результати показали, що низовина існує щонайменше 70 мільйонів років. Однак близько 50 мільйонів років тому її положення і сила почали помітно змінюватися – приблизно тоді ж відбувся різкий вигин траєкторії полярного блукання. Дослідження було опубліковано в журналі Scientific Reports.
Чому існує аномалія?
- За розрахунками, аномалія сформувалася через занурення тектонічних плит під Антарктиду. Ці плити опускалися глибоко в мантію, змінюючи розподіл маси.
- Паралельно з цим у регіоні піднімався великий об'єм гарячого, менш щільного матеріалу, що протягом останніх 40 мільйонів років додатково посилив гравітаційний мінімум.
Еволюція антарктичної геоїдної низини / Зображення Алессандро Форте і Петара Глішовича
Ці процеси можуть мати зв'язок зі зледенінням Антарктиди, яке активно розпочалося приблизно 34 мільйони років тому. Геоїд визначає форму дна океану, тому зниження гравітаційного потенціалу могло призвести до локального пониження рівня моря навколо континенту.
Там, де гравітація слабша, поверхня океану може бути трохи нижчою відносно центру Землі, оскільки вода стікає в напрямку областей з сильнішою гравітацією. Через гравітаційну яму висота поверхні моря навколо Антарктиди помітно нижча, ніж могла б бути,
– кажуть учені.
Теоретично це могло вплинути на стабільність і зростання льодовикового щита. Поки що це лише гіпотеза, яка потребує додаткових перевірок.
Попри те, що зміни відбуваються надзвичайно повільно, дослідження демонструє тісний зв'язок між мантійною конвекцією, гравітаційним полем і навіть положенням осі обертання планети. Гравітаційна "яма" під Антарктидою – приклад того, як глибинні процеси формують поверхню Землі впродовж десятків мільйонів років.