Гравітаційна діра під Антарктидою: походження та вплив на клімат

Під крижаним щитом Антарктиди розташована унікальна гравітаційна аномалія, відома як Антарктичний геоїдний мінімум (AGL) або «гравітаційна діра». Про це повідомляє Popsci.

Ця особливість, що сформувалася понад 70 мільйонів років тому, в епоху динозаврів, не становить загрози для людства, але відкриває вікно в минуле Землі.

Вона допомагає вченим розкрити таємниці еволюції крижаного щита Антарктиди та його ролі в глобальних кліматичних змінах, як повідомляє видання Popular Science та нові дослідження в Scientific Reports.

Що таке Антарктичний геоїдний мінімум (AGL)?

Антарктичний геоїдний мінімум (AGL) — це регіон де сила тяжіння Землі є найслабкішою на планеті. Тут рівень океану опускається на 130 метрів (близько 420 футів) нижче середнього глобального показника, оскільки вода «перетікає» до зон з сильнішою гравітацією.

Ця гравітаційна діра не є справжньою ямою в землі, а радше депресією в гравітаційному полі, спричиненою меншою щільністю гірських порід у мантії під континентом.

Гравітація на Землі не є рівномірною: вона варіюється залежно від маси та щільності порід у надрах. У регіонах з менш щільними матеріалами, як під Антарктидою, тяжіння слабше, що впливає на розподіл води в океанах.

Найпомітніше це проявляється саме в районі AGL, де геоїд (форма Землі, наближена до рівня моря) має найбільшу негативну аномалію.

Походження гравітаційної аномалії: від динозаврів до сучасності

Згідно з дослідженням геофізиків Алессандро Форте з Університету Флориди та Петара Глішовича з Інституту фізики Землі в Парижі, опублікованим у журналі Scientific Reports, гравітаційна діра почала формуватися близько 70 мільйонів років тому.

Тоді, в епоху динозаврів, під Антарктидою накопичувалися менш щільні породи в мантії через повільні конвекційні рухи — процеси, коли гарячі матеріали піднімаються, а холодні опускаються.

Спочатку аномалія була слабшою, але між 50 і 30 мільйонами років тому вона різко посилилася. Цей період збігається з драматичними змінами в кліматі Антарктиди: континент замерзав, формуючи сучасний крижаний щит.

Вчені використали дані з глобальних сейсмічних мереж і комп’ютерне моделювання, щоб «відмотати» час назад і реконструювати еволюцію AGL. Ці рухи мантії, швидкістю в кілька сантиметрів на рік, продовжують впливати на гравітацію сьогодні.

Вимірювання та відкриття: роль супутників і сейсмології

Аномалію вперше детально виміряли за допомогою супутників, таких як GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer) від Європейського космічного агентства.

Ці дані показали, що AGL охоплює велику територію та є найглибшою гравітаційною депресією на Землі. Сейсмічні хвилі від землетрусів допомогли вченим картувати внутрішню структуру планети, підтверджуючи роль менш щільних порід.

Дослідження також пов’язує гравітаційну аномалію з тектонікою плит: Антарктида колись була частиною суперконтиненту Гондвана, і розкол континентів вплинув на мантію. Це пояснює, чому подібні, але слабші аномалії існують в Індійському океані чи під Північним полюсом.

Вплив на клімат і майбутнє Землі

Гравітаційна діра під Антарктидою не лише цікава науково, але й має практичне значення. Вона впливає на стабільність крижаного щита Антарктиди, який містить 70% прісної води планети.

Зміни в гравітації можуть прискорювати танення льоду, сприяючи підйому рівня моря. Вчені вважають, що розуміння AGL допоможе прогнозувати кліматичні зміни, оскільки гравітаційні варіації впливають на океанічні течії та розподіл тепла.

Хоча явище не загрожує людству безпосередньо, воно нагадує про динамічну природу Землі. Майбутні місії, як GRACE-FO, продовжать моніторинг, аби краще зрозуміти еволюцію гравітації Землі та її роль у глобальному потеплінні.