Ce este o anomalie gravitațională? În termeni simpli, o anomalie gravitațională apare atunci când există o diferență între valoarea prezisă a câmpului gravitațional al planetei și accelerația reală de cădere liberă observată la suprafața planetei. În general, aceste anomalii sunt descrise ca fiind un fenomen local.
Fără îndoială, gravitația este vitală pentru supraviețuirea noastră. Datorită gravitației Soarelui, Pământul nu se rătăcește și orbitează pe o traiectorie fixă. În mod similar, gravitația Pământului menține intactă Luna, care este responsabilă pentru cea mai mare parte a ciclului vieții marine și pentru înclinarea stabilă a axei Pământului. Dar știați că gravitația nu este aceeași peste tot pe Pământ?
De ce se întâmplă acest lucru? Există vreun motiv complex sau o explicație simplă? În această ediție, vom încerca să înțelegem de ce observăm o gravitație inegală pe suprafața Pământului.
Relația dintre masă și gravitație
O descriere cvadridimensională a universului care include înălțimea, lățimea, lungimea și timpul.
Conform înțelegerii actuale a fizicii, orice obiect care are masă are propria sa gravitație. Dacă obiectele au o masă mai mare, atunci vor avea o atracție gravitațională mai mare și invers. În comparație cu celelalte corpuri planetare din sistemul nostru solar, Pământul este cea mai densă dintre toate planetele și are o masă estimată la aproximativ 5,97237×1024 Kg sau, cu alte cuvinte, 5,972 sextilioane (1.000 de trilioane) de tone metrice.
Acest lucru se datorează pur și simplu faptului că tot ceea ce există pe această planetă are masă. De la apă la uscat, totul pe Pământ are masă, însă această masă nu este distribuită uniform. Gravitația Pământului nostru provine din toată masa sa. Iar masa Pământului este cea care inserează o atracție gravitațională combinată asupra corpului tău. Asta este ceea ce îți dă greutate.
Așadar, dacă ați fi pe Lună, care are o masă mai mică în comparație cu Pământul, ați cântări mai puțin decât pe această planetă. În mod similar, dacă ați fi pe o planetă cu o masă mai mare decât cea a Pământului, atunci ați cântări considerabil mai mult decât pe Pământ.
Imaginile de mai jos arată cum o concentrație mai mare de masă duce la un câmp gravitațional puternic în zona respectivă și viceversa.
Munții au câmpuri gravitaționale mult mai puternice Image Courtesy: NASA
Șanțurile oceanice, cum ar fi Șanțul Marina, au cea mai mică concentrație de masă.
Anomalii gravitaționale observate pe Pământ
Un fenomen ciudat a fost descoperit în anii 1960, când au fost cartografiate pentru prima dată câmpurile gravitaționale globale ale Pământului. Cercetătorii au rămas nedumeriți după ce au constatat că gravitația în unele părți ale Canadei, în special în apropierea regiunii Golfului Hudson, este mult mai scăzută decât în alte părți ale lumii.
O altă regiune în care se observă o anomalie gravitațională la scară extrem de mare este deasupra Insulelor Britanice. Aici sunt observate atât anomalii negative, cât și pozitive, datorită diferenței de distribuție a densității rocilor care se găsesc sub suprafață. Există multe alte regiuni în care sunt observate anomalii la scară mică, cum ar fi Anton Dohrn, Caledonidele scoțiene și falia Walls Boundary.
În secolul XXI, anomaliile gravitaționale deasupra Pământului pot fi detectate cu ajutorul sateliților. Unul dintre acești sateliți este misiunea GRACE a NASA, care a fost compusă din doi sateliți, capabili să detecteze chiar și anomaliile gravitaționale la scară mică de pe Pământ pe o perioadă de timp.
O altă astfel de misiune a fost GOCE sau Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer (exploratorul câmpului gravitațional și al circulației oceanice în regim staționar) al ESA, care a cartografiat câmpul magnetic al Pământului până când a fost închisă în 2013. Acești sateliți au urmărit o colectare precisă și detaliată a câmpului gravitațional al Pământului cu ajutorul unor instrumente sofisticate, construite special pentru această sarcină. Datele obținute în cadrul acestor misiuni au ajutat, de asemenea, cercetătorii să cerceteze adânc în interiorul Pământului.
Așadar, de ce observăm o gravitație inegală pe Pământ?
Harta anomaliilor gravitaționale realizată de satelitul GRACE al NASA
Până în prezent, am adunat o înțelegere de bază conform căreia gravitația depinde de masă, adică dacă un obiect are o masă relativ mai mare, atunci va avea o forță gravitațională mai mare sau invers. Acum cred că ați înțeles de ce observăm aceste variații ale gravitației pe suprafața Pământului.
Anomaliile gravitaționale sunt direct legate de distribuția neregulată a densității pe Pământ. Și, de asemenea, ne ajută să înțelegem mai bine interiorul Pământului. În cazul regiunii Golfului Hudson, Canada, cercetătorii cred că dispariția calotei glaciare Laurentide, care acoperea cea mai mare parte a Canadei și nordul Statelor Unite în urmă cu aproape 2 milioane de ani, a lăsat o depresiune uriașă în acea regiune.
Această pierdere de masă a afectat cel mai mult Golful Hudson, deoarece o parte din Pământ a fost împinsă în lateral de stratul de gheață, iar o masă mai mică înseamnă mai puțină gravitație. Oamenii de știință au reușit să calculeze impactul stratului de gheață antic asupra acelei regiuni din datele sateliților GRACE, ceea ce le-a permis să recreeze setările topologice ale golfului Hudson în urmă cu aproximativ un milion de ani, în timpul ultimei ere glaciare.
Citește și: 15 fapte interesante despre Pământ pe care poate nu le știi
Datele au scos la iveală câteva caracteristici geografice fascinante din jurul zonei, inclusiv două protuberanțe mari de o parte și de alta a golfului, care indică existența unor straturi de gheață mai groase în acea regiune. În prezent, acele zone se numără printre cele mai afectate de gravitația redusă a Golfului Hudson.
