Ускорение свободного падения везде разное

Перуанцам живется легче, чем полярникам?

Недавно группа австралийских ученых составила предельно точную гравитационную карту нашей планеты. С ее помощью исследователи установили, в каком месте на Земле самое большое значение ускорения свободного падения, а в каком — самое маленькое. И, что самое интересное, обе эти аномалии оказались совсем не в тех краях, где предполагалось ранее.

Фото:

Все мы со школьной скамьи помним, что величина ускорения свободного падения (g), которое характеризует силу земного притяжения, на нашей планете равна 9,81 м/сек². Но мало кто задумывается над тем, что это значение является усредненным, то есть на самом деле в каждом конкретном месте предмет будет падать с более быстрым или белее медленным ускорением. Так, уже давно известно, что на экваторе сила притяжения слабее за счет центробежных сил, возникающих при вращении планеты, а, следовательно, и значение g будет меньше. Ну, а на полюсах — все наоборот.

Кроме того, если подумать, то согласно закону тяготения, вблизи больших масс сила притяжения (должна быть больше, и наоборот. Поэтому в тех участках Земли, где плотность слагающих ее горных пород превышает среднюю, величина g будет несколько превышать 9,81 м/сек², там, где их плотность не особенно велика, то она будет ниже. Однако года в середине прошлого века ученые разных стран провели измерения гравитационных аномалий, как положительных, так и отрицательных, то выяснили одну интересную вещь — на самом деле вблизи больших гор значение ускорения свободного падения ниже среднего. А вот в океанических глубинах (особенно в районах желобов) оно выше.

Объясняется это тем, что эффект притяжения самих горных массивов полностью компенсируется дефицитом массы под ними, поскольку под районами с высоким рельефом повсеместно залегают скопления вещества относительно малой плотности. А вот океаническое дно, наоборот, сложено куда более плотными породами, чем горы — отсюда и большее значение g. Так что можно смело сделать вывод о том, что в реальности земная гравитация не одинакова по всей планете, поскольку, во-первых, Земля не является идеальной сферой, а, во-вторых, она не обладает равномерной плотностью.

Долгое время ученые собирались составить гравитационную карту нашей планеты для того, что бы посмотреть, где именно величина ускорения свободного падения больше среднего значения, а где — меньше. Однако это стало возможно лишь в нынешнем веке — когда появились многочисленные данные измерений акселерометров спутников НАСА и Европейского космического агентства — эти измерения точно отображают гравитационное поле планеты в районе нескольких километров. Более того, сейчас имеется и возможность нормальной обработки всего этого немыслимого массива данных — если обычный компьютер потратил бы на это около пяти лет, то суперкомпьютер может выдать результат после трех недель работы.

Оставалось лишь ждать, пока найдутся ученые, которые не испугается подобной работы. И вот недавно это случилось — доктор Кристиан Херт из Университета Кертина (Австралия) и его коллеги смогли наконец-таки объединили гравитационные данные со спутников и топографическую информацию. В результате у них получилась подробная карта гравитационных аномалий, включающая в себя более чем 3 млрд точек с разрешением около 250 м на участке между 60° северной и 60° южной широты. Таким образом она охватила примерно 80% земной суши.

Интересно, что данная карта покончила с традиционными заблуждениями, согласно которым самое маленькое значение ускорения свободного падения наблюдается на экваторе (9,7803 м/с²), а самое большое (9,8322 м/с²) — на Северном полюсе. Херт и его коллеги установили пару новых чемпионов — так, согласно их исследованиям, самое маленькое притяжение наблюдается на горе Уаскаран в Перу (9,7639 м/с²), которая расположена все-таки не на экваторе, примерно в тысяче километров южнее. А самое большое значение g зарегистрировано на на поверхности Северного Ледовитого океана (9,8337 м/с²) в месте, отстоящем от полюса на сто километров.

"Уаскаран стала в каком-то смысле сюрпризом, потому что она расположена примерно в тысяче километров к югу от экватора. Увеличение силы тяжести по мере удаления от экватора более чем компенсировано высотой горы и местными аномалиями" — рассказывает ведущий автор исследования доктор Херт. Комментируя выводы своей группы, он приводит такой пример — представьте, что в районе горы Ускаран и в Ледовитом океане с высоты сто метров падает человек. Так вот, в Арктике он достигнет поверхности нашей планеты на 16 мск раньше. А когда группа наблюдателей, зафиксировавших это событие, переместиться оттуда в перуанские Анды, то каждый из них потеряет 1% своего веса.

Читайте также:Расширению Земли пришел конец

Впрочем, шутки шутками, а подобной карты люди с нетерпением ждали уже давно. Дело в том, что она нужна не только ученым — данные, полученные командой Херта, могут пригодиться строителям, что занимаются прокладкой, а также возведением дамб и высотных зданий. Да и для владельцев авиакомпаний они тоже представляют весьма большую ценность…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"