Гравитационная дыра под Антарктидой существует еще со времен динозавров, и теперь она растет
- Под ледяным покровом Антарктиды находится одна из самых мощных гравитационных аномалий планеты, которая сохраняется десятки миллионов лет и продолжает меняться.
- Исследование показывает, что гравитационная "яма" под Антарктидой может быть связана с оледенением Антарктиды и имеет потенциал влиять на стабильность ледникового щита.
Гравитационное поле Земли не идеально ровное. Мы знаем несколько участков, над которыми оно ослабевает из-за особенностей геологии ниже. Под ледяным покровом Антарктиды существует одна из самых мощных гравитационных аномалий планеты. Новые модели показывают, что она не только сохраняется десятки миллионов лет, но и продолжает меняться. Это может иметь более широкие последствия, чем казалось ранее.
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.