Utrzymująca się anomalia grawitacyjna pod Antarktydą zapewnia naukowcom unikalny wgląd w wewnętrzne funkcjonowanie planety. Ta „dziura grawitacyjna”, oficjalnie znana jako Minimum Geoidy Antarktyki, nie jest fizyczną pustką, ale długotrwałym śladem powolnych, ale potężnych ruchów w płaszczu Ziemi – procesów, które przekształcają naszą planetę przez dziesiątki milionów lat.
Okno na dynamikę głębokiej Ziemi
Naukowcy z Uniwersytetu Florydy zrekonstruowali ewolucję tej anomalii grawitacyjnej na przestrzeni ostatnich 70 milionów lat, potwierdzając jej stałą obecność. Badanie pokazuje, że cecha ta nie jest przypadkową fluktuacją, ale stałą cechą głębokich prądów ziemskich występujących tysiące kilometrów pod pokrywą lodową Antarktyki.
Anomalia odzwierciedla rozkład masy na planecie. Gorętsze i lżejsze skały płaszcza unoszą się, podczas gdy chłodniejsze i gęstsze płyty opadają. Te powolne, ale zakrojone na dużą skalę ruchy w subtelny sposób zmieniają kształt pola grawitacyjnego Ziemi. Tam, gdzie grawitacja jest słabsza, na przykład na Antarktydzie, „poziom powierzchni” oceanu (geoida) znajduje się bliżej środka planety. Tworzy to szeroką, gładką dolinę w ziemskim polu grawitacyjnym – najgłębszą na planecie dolinę o długich falach.
Wymiar nieuchwytnego
Wpływ tej anomalii na człowieka jest znikomy: osoba ważąca 90 kg ważyłaby w tym regionie około 5–6 gramów mniej. Z naukowego punktu widzenia ma to jednak ogromne znaczenie. To pokazuje, w jaki sposób materiał jest rozmieszczony w głębi Ziemi i jak to rozmieszczenie ewoluowało w czasie. Naukowcy rekonstruują przeszłość, odwracając modele fizyczne, korzystając z obrazów sejsmicznych współczesnego płaszcza.
Kluczowa jest niesamowita stabilność tej funkcji. Minimum grawitacyjne utrzymuje się przez większą część ostatnich 70 milionów lat, nasilając się mniej więcej w czasie przejścia Antarktydy w kontynent trwale pokryty lodem, około 34 miliony lat temu. Ta synchronizacja sugeruje potencjalne powiązanie: zmiany w polu grawitacyjnym Ziemi mogą w subtelny sposób wpływać na poziom mórz w regionie, wpływając na powstawanie pokryw lodowych.
Implikacje dla nauk o klimacie i planetach
Obecnie minimum geoidy Antarktyki powoduje, że powierzchnia oceanu, określona przez grawitację, znajduje się około 120 metrów poniżej średniej światowej. W ciągu milionów lat takie przesunięcia grawitacyjne mogły mieć wpływ na warunki na obrzeżach pokryw lodowych. Choć zlodowacenie było spowodowane wieloma czynnikami, w tym poziomem CO₂ i prądami oceanicznymi, niniejsze badanie podkreśla wewnętrzny proces na Ziemi, który nastąpił we właściwym czasie i na odpowiednią skalę, aby potencjalnie wpłynąć na powierzchnię oceanu.
Ziemia nie jest jedyną planetą z anomaliami grawitacyjnymi. Różnice długości fal na Marsie i Wenus wskazują na struktury wewnętrzne i starożytną aktywność geologiczną. Ziemia jest jednak wyjątkowa pod tym względem, że pomiary grawimetryczne można porównać z danymi sejsmologicznymi i geologicznymi, co pozwala naukowcom zrekonstruować ewolucję tych obiektów w czasie.
„Nasze badanie pokazuje, jak dynamika głębokiej Ziemi może zmienić kształt pola grawitacyjnego w geologicznych skalach czasu” – mówi współautor badania Alessandro Forte. „To, czy wpływa to w wymierny sposób na klimat/lód, to osobna kwestia, która wymaga dodatkowych powiązanych modeli i dowodów”.
Zrozumienie tych procesów zachodzących głęboko w Ziemi dostarcza ważnych informacji na temat ewolucji planet. Trwała studnia grawitacyjna na Antarktydzie jest potężnym przypomnieniem, że siły kształtujące naszą planetę rozciągają się daleko poza powierzchnię, stale zmieniając pole grawitacyjne Ziemi w sposób, który naukowcy dopiero zaczynają rozumieć.
