Почему "гравитационная яма" становится глубже?
Форма Земли кажется почти сферической, однако ее гравитационное поле имеет другую геометрию. Если изобразить его в виде поверхности одинакового гравитационного потенциала – геоида – оно напоминает неровную "картофелину" с выступами и впадинами. Одна из самых глубоких таких впадин расположена под Антарктидой. Ее называют Antarctic Geoid Low – Антарктическая геоидная низменность, пишет ScienceAlert.
Смотрите также Гольфстрим приближается к коллапсу: ученые обнаружили новый признак будущей катастрофы
Гравитация напрямую зависит от распределения массы. В недрах планеты различные породы имеют разную плотность, а следовательно – по-разному влияют на силу тяжести. Разница не настолько велика, чтобы человек на поверхности почувствовал ее без приборов – колебания веса составили бы всего несколько граммов. Однако для геофизиков это ценное "окно" в глубины планеты.
Команда под руководством геофизика Алессандро Форте из Университета Флориды и его коллеги Петара Глишовича из Парижского института физики Земли использовала данные о сейсмических волнах. Землетрясения создают волны, которые проходят сквозь мантию и меняют скорость и направление в зависимости от плотности материала. По этому принципу ученые построили трехмерную модель плотности мантии – своеобразную "томографию" всей планеты.
Полученную модель сопоставили с высокоточными спутниковыми измерениями гравитации. Она хорошо воспроизвела современную форму геоида.
Гравитационная карта Земли, созданная спутниками: смотрите видео
Далее исследователи "отмотали" геологическое время назад – до начала кайнозоя, примерно 70 миллионов лет назад. Модель позволила проследить, как менялась гравитационная аномалия и согласуется ли это с реальными изменениями оси вращения Земли – явлением, известным как "настоящее полярное блуждание".
Результаты показали, что низменность существует по меньшей мере 70 миллионов лет. Однако около 50 миллионов лет назад ее положение и сила начали заметно меняться – примерно тогда же произошел резкий изгиб траектории полярного блуждания. Исследование было опубликовано в журнале Scientific Reports.
Почему существует аномалия?
- По расчетам, аномалия сформировалась из-за погружения тектонических плит под Антарктиду. Эти плиты опускались глубоко в мантию, изменяя распределение массы.
- Параллельно с этим в регионе поднимался большой объем горячего, менее плотного материала, что в течение последних 40 миллионов лет дополнительно усилил гравитационный минимум.
Эволюция антарктической геоидной низменности / Изображение Алессандро Форте и Петара Глишовича
Эти процессы могут иметь связь с оледенением Антарктиды, которое активно началось примерно 34 миллиона лет назад. Геоид определяет форму дна океана, поэтому снижение гравитационного потенциала могло привести к локальному понижению уровня моря вокруг континента.
Там, где гравитация слабее, поверхность океана может быть немного ниже относительно центра Земли, поскольку вода стекает в направлении областей с более сильной гравитацией. Из-за гравитационной ямы высота поверхности моря вокруг Антарктиды заметно ниже, чем могла бы быть,
– говорят ученые.
Теоретически это могло повлиять на стабильность и рост ледникового щита. Пока это лишь гипотеза, которая требует дополнительных проверок.
Несмотря на то, что изменения происходят чрезвычайно медленно, исследование демонстрирует тесную связь между мантийной конвекцией, гравитационным полем и даже положением оси вращения планеты. Гравитационная "яма" под Антарктидой – пример того, как глубинные процессы формируют поверхность Земли в течение десятков миллионов лет.