Cпециалисты ЕКА представили новую модель гравитационного поля Земли

Cпециалисты Европейского космического агентства (ЕКА) представили новую модель гравитационного поля Земли, которое в трехмерном изображении оказалось больше похоже на картофелину, чем на сферу с плоскими полюсами. Данные получены с уникального спутника GOCE, который летает на очень низкой орбите и оснащен шестью необычайно чувствительными акселерометрами. Оказалось, что самый низкий показатель гравитации находится в Южной Индии. Самый высокий - в районе Кордильер и в Австралии.

Фото: Фото: AP

Новая модель была представлена в конце марта на конференции в Техническом университете Мюнхена после обработки данных, полученные со спутника GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer). Спутник в течение двух лет делал соответствующие замеры, чтобы выяснить форму гравитационного поля планеты, определяемого как "геоид" - условное геометрическое тело, отражающее распределение силы тяжести на Земле.

Геоид можно себе представить как Мировой океан, условно продолженный под материком в спокойном состоянии, то есть без течений и приливов. Это основная уровенная поверхность, относительно которой ведется отсчет высот над уровнем моря и уровня самого океана, измеряется его циркуляция и динамика движения льдов. Ранее считалось, что геоид имеет форму эллипса, сплющенного на полюсах. Однако европейцы доказали, что геоид кое-где имеет "наросты", а в других местах - "впадины", словом, имеет форму картофелины.

Cтартовавший в 2009 году спутник GOCE, фиксирует отклонения значения ускорения свободного падения в разных точках Земли по отношению к известной величине равной 9,80665 м/c². Аппарат летает на очень низкой орбите (255км.), и оснащен шестью необычайно чувствительными акселерометрами, способными почувствовать отклонение в силе притяжения в одну десятитриллионную от нормального уровня.

Читайте также: В черных дырах возможны цивилизации?

Идея состоит в следующем. Пара тел (акселерометр) последовательно закреплена на пружинах. При облете планеты одно из них оказывается чуть ближе к ней, и испытывает чуть более сильное притяжение, слегка сильнее натягивая пружинный подвес. Разница между натяжением пружин у обоих тел, как ни мала, может быть измерена и позволяет составить детальную карту гравитационного поля планеты. Точность измерений нереальна и достигает 1-2 сантиметра по высоте на 100-километровом отрезке. Для поддержания низкой орбиты спутник оснащен непрерывно работающим ионным двигателем, использующим для создания импульса ионизированные атомы ксенона.

Новая модель геоида показывают, что сила тяжести значительно разнится по территории планеты. Самый низкий показатель гравитации находится в Южной Индии. Североамериканский регион имеет слабое гравитационное поле, которое в новой модели окрашено в синий цвет. Желтым цветом представлены области, где сила тяжести наибольшая. Это, например, западная часть Южной Америки, район Кордильер и Австралия. Практически это означает, что если в России, со средним показателем силы тяжести, ваш вес составляет 60 килограмм, то в Шри- Ланке- на 7 грамм меньше, а в Исландии на 3 больше.

Причин аномалий  гравитации много. Например, форма планеты, положение гор и океанских разломов, а также разница в плотности земных пород.  Интересно, что GOCE видит также отклонения в гравитации с высокой степенью  детализации, что позволяет замечать тектонические разломы, вычислять распределение масс в толщах горных хребтов и так далее. Так, например,  по данным акселерометров, около  Японии есть "неучтенный"  разлом (к востоку от островов).

Сопоставляя полученную информацию о форме геоида с информацией о высоте поверхности океана, ученые выясняют, как двигаются океанические течения и как распределяется солнечное тепло по планете. Отмечено, что течения Северной Атлантики имеют решающее значение в регулировании климата Земли, а поверхностные водные потоки могут разносить антропогенные загрязнения на значительные расстояния.

Согласно новым данным девятибалльное землетрясение в Японии 11 марта изменило форму океанов. Так, Роналд Пэйл, эксперт Мюнхенского политехнического университета заявил, что "массивные подвижки" земной коры изменили форму Земли и океана, и теперь нашу планету уже сложно считать геоидом.

"Землетрясение было вызвано движением тектонических плит под океаном. Его нельзя было наблюдать непосредственно из космоса. Однако землетрясение изменяет гравиметрические данные, которые могут быть использованы для понимания процессов, ведущих к этим стихийным бедствиям, и, в конечном счете, для предсказания таких событий", - говорит ученый.

Читайте также: Сонолюминесценция: звук, рождающий свет

Европейские ученые заявили, что запасов рабочего тела (ксенона) в ионных двигателях спутника хватит до конца года. А  может быть и на два, поскольку, как сообщает   официальный сайт ЕКА, солнечная активность сейчас чрезвычайно низкая. Следовательно, ксенон расходуется медленнее. Поэтому не исключено, что GOCE подарит исследователям еще много удивительных открытий.