O "gaură gravitaţională" de sub Antarctica oferă oamenilor de ştiinţă o privire rară asupra interiorului profund al Pământului, o înregistrare dinamică a proceselor lente care au remodelat planeta noastră timp de zeci de milioane de ani, transmite Space.com, care citează un studiu publicat în revista Scientific Reports.
Această anomalie gravitaţională este o depresiune imensă şi blândă în câmpul gravitaţional al Pământului, cunoscută oficial sub numele de Depresiune Geoidă Antarctică şi reflectă modul în care masa este distribuită în adâncul planetei, scrie Agerpres.
În noul studiu, condus de cercetătorii de la Universitatea din Florida, oamenii de ştiinţă au reconstituit modul în care această anomalie gravitaţională a evoluat în ultimii 70 de milioane de ani, dezvăluind că această caracteristică nu este o ciudăţenie trecătoare, ci o amprentă persistentă şi schimbătoare a unor curenţi lenţi şi puternici de rocă topită care se propagă la mii de kilometri sub Antarctica.
"O fereastră către mișcările adânci ale Pământului"
Ascunsă sub calota glaciară a Antarcticii, anomalia nu este un vid, ci o semnătură, o amprentă de lungă durată a motorului intern lent al Pământului, care remodelează continuu înţelegerea noastră asupra interiorului dinamic al planetei.
"Este o fereastră către mişcările adânci ale Pământului de-a lungul a zeci de milioane de ani şi arată cum procesele care se desfăşoară mult sub picioarele noastre pot remodela câmpul gravitaţional al planetei în moduri surprinzătoare şi pe care le putem măsura astăzi", a explicat co-autorul studiului, Alessandro Forte, doctor în filosofie şi profesor de geofizică la Universitatea din Florida.
Termenul "gaură gravitaţională" poate suna alarmant, sugerând un pericol local, când, de fapt, efectul asupra oamenilor este imperceptibil: o persoană de 90 de kilograme ar cântări doar cu aproximativ 5 până la 6 grame mai puţin acolo. Din punct de vedere ştiinţific, însă, anomalia este profundă, dezvăluind modul în care materialul este aranjat în adâncul Pământului şi cum a evoluat această distribuţie de-a lungul timpului geologic, a explicat Forte.
"Ceea ce oamenii numesc 'gaură gravitaţională' nu este o gaură literală în pământ şi nu este un loc în care gravitaţia dispare. Este o depresiune foarte largă şi blândă în câmpul gravitaţional al Pământului", a spus Forte.
Cum este remodelat câmpul gravitațional
Gravitaţia variază uşor pe glob, deoarece interiorul Pământului nu este uniform. Rocile mai fierbinţi care plutesc în mantaua terestră se ridică spre suprafaţă; plăcile mai reci şi mai dense ale unui fund oceanic antic se scufundă. Astfel de mişcări lente, dar masive, redistribuie masa în interiorul planetei, remodelându-i subtil câmpul gravitaţional. Acolo unde atracţia gravitaţională a Pământului este puţin mai slabă, cum ar fi în Antarctica, "suprafaţa plană" a oceanului, definită de gravitaţie, numită geoid, se află mai aproape de centrul planetei.
Dacă Pământul ar fi acoperit de un ocean perfect calm, fără valuri sau curenţi, apa s-ar aşeza în depresiunile largi definite exclusiv de gravitaţie. Depresiunea Geoidului Antarctic este una dintre acestea şi, în modelele geodinamice, este cea mai adâncă depresiune cu lungime de undă lungă de pe planetă, conform studiului.
Folosind imagini seismice ale mantalei actuale a Pământului, construite din undele cutremurelor care străbat interiorul planetei, cercetătorii au rulat modele bazate pe fizică înapoi în timp pe computere de înaltă performanţă. Deoarece oamenii de ştiinţă pot observa direct mantaua doar aşa cum există astăzi, reconstrucţia trecutului său necesită simularea modului în care rocile curg de-a lungul a milioane de ani şi testarea diferitelor presupuneri despre proprietăţi precum vâscozitatea sau cât de rezistente sunt rocile mantalei la deformare.
"Ceea ce m-a surprins cel mai mult este cât de coerentă pare a fi povestea pe termen lung. Minima gravitaţională nu este o caracteristică aleatorie, de scurtă durată", a spus Forte. "În reconstrucţiile noastre, aceasta persistă de-a lungul unei mari părţi din ultimii aproximativ 70 de milioane de ani, dar intensitatea şi geometria sa evoluează în moduri care sunt în concordanţă cu reorganizările majore ale fluxului de roci adânc sub Antarctica", a mai explicat el.
Această persistenţă este ceea ce face ca descoperirea să fie atât de interesantă. Minima gravitaţională antarctică pare să se fi intensificat cam în aceeaşi perioadă în care Antarctica a devenit un continent permanent acoperit de gheaţă, acum aproximativ 34 de milioane de ani. Momentul sugerează o ipoteză potenţial testabilă: schimbările pe lungime de undă mare în câmpul gravitaţional al Pământului ar putea modifica subtil linia de bază a nivelului regional al mării, influenţând potenţial condiţiile limită ale calotei glaciare.
Astăzi, în Depresiunea Geoidă Antarctică, suprafaţa mării definită de gravitaţie se află la aproximativ 120 de metri sub media globală - o diferenţă izbitoare în termeni geofizici. De-a lungul a milioane de ani, schimbările treptate ale peisajului gravitaţional ar putea schimba modul în care nivelul regional al mării este măsurat în raport cu uscatul.
Cu toate acestea, glaciaţia din Antarctica a fost determinată de forţe multiple, a explicat Forte, inclusiv scăderea nivelului de dioxid de carbon, schimbarea tiparelor de circulaţie oceanică şi schimbările tectonice. Deşi noul studiu nu leagă direct schimbările gravitaţionale de creşterea masei de gheaţă, acesta evidenţiază un proces intern al Pământului care a avut loc la momentul potrivit şi la scara spaţială potrivită pentru a influenţa potenţial forma suprafeţei mării.
"Studiul nostru arată cum dinamica profundă a Pământului poate remodela câmpul gravitaţional de-a lungul timpului geologic", a declarat Forte pentru Space.com. "Dacă acest lucru s-a tradus într-o influenţă măsurabilă asupra climei/gheţii este o întrebare separată care necesită modelare şi dovezi suplimentare cuplate. Acesta este, într-adevăr, următorul proiect la care lucrăm acum", a adăugat omul de ştiinţă.
Anomaliile gravitaţionale de lungime de undă mare sunt amprente ale dinamicii interioare
Pământul are şi alte anomalii gravitaţionale mari, dar ceea ce face ca gaura gravitaţională a Antarcticii să iasă în evidenţă este neobişnuita sa amplitudine pe lungime de undă mare şi persistenţa de-a lungul a zeci de milioane de ani. În modelele care izolează semnalele conduse de manta, aceasta formează cea mai profundă depresiune gravitaţională de lungime de undă mare de pe planetă. Forte a explicat că, în funcţie de modul în care este luată în considerare forma eliptică a Pământului, datele satelitare pot arăta uneori cea mai "mare" depresiune gravitaţională din alte părţi, dar caracteristica antarctică rămâne de neegalat în semnătura sa condusă de manta.
Dincolo de Pământ, studiul are implicaţii pentru ştiinţa planetară. Anomaliile gravitaţionale de lungime de undă mare sunt amprente ale dinamicii interioare - indicii despre cum se disipează căldura de pe planetă, cum se scufundă materialul dens şi cum se ridică materialul flotant. Pe lumi precum Marte şi Venus, datele obţinute de sondele orbitale dezvăluie variaţii gravitaţionale care sugerează structuri interioare şi activitate geologică străvechi.
Pământul este unic deoarece măsurătorile gravitaţionale pot fi verificate încrucişat cu seismologia şi registrul geologic, permiţând oamenilor de ştiinţă să reconstruiască nu doar ceea ce există astăzi, ci şi cum a evoluat - iar această perspectivă evolutivă este cea mai interesantă poveste, conform lui Forte.
- Te-ar putea interesa si:
- Ce au observat oamenii de știință în jurul planetei Uranus, cu ajutorul telescopului James Webb...
- Planeta Jupiter este mai mică şi mai plată decât s-a crezut până acum
- Gravitaţia lui Marte are o influenţă neaşteptat de mare asupra climei pe Terra
