Źródło zdjęcia: ESA
Nowe badanie ESA przewiduje, że niszczycielskie trzęsienie ziemi na Sumatrze, które spowodowało tragiczne tsunami w dniu 26 grudnia 2004 r., Pozostawi bliznę? na grawitację Ziemi, którą wyczułby nowy wrażliwy satelita, który ma wystartować w przyszłym roku.
Trzęsienie ziemi na Sumatrze mierzyło 9 w skali Richtera i spowodowało powszechne zniszczenia i śmierć, gdy uderzyło niespodziewanie pod koniec ubiegłego roku. Na szczęście trzęsienia ziemi o tej skali są rzadkimi zdarzeniami, które mogą mieć miejsce raz na dwie dekady.
Dane sejsmologiczne sugerują, że podczas tego wydarzenia dno morskie po obu stronach linii uskoków biegnących przez 1000 km wzdłuż dna Oceanu Indyjskiego dramatycznie zmieniło wysokość, tworząc półkę o wysokości 6 metrów. Taki ruch na dużą skalę zmieni pole grawitacyjne Ziemi. Roberto Sabadini i Giorgio Dalla Via, University of Milan, i koledzy obliczyli tę zmianę. Odkryli, że grawitacja Ziemi zmieniła się w jednej chwili o tyle, ile można się spodziewać po topnieniu przez sześć lat w Patagonian Ice Fields w południowej Ameryce Południowej.
Może wydawać się zaskakujące, że grawitacja Ziemi nie jest jednakowo silna we wszystkich punktach kuli ziemskiej. Zamiast tego różni się o niewielką część z powodu obecności takich rzeczy, jak góry lub głębokie rowy oceaniczne. Wzory cyrkulacji pływów i oceanów również wpływają na grawitację, podobnie jak obrót samej Ziemi, która wypycha równik planety i czyni jej średnicę o 21 kilometrów szerszą niż odległość między biegunami.
Aby zmierzyć odchylenia od średniego poziomu grawitacji, naukowcy Ziemi wymyślili pojęcie geoidy. Jest to trochę jak hi-tech wersja „poziomu morza”, która jest często używana do bezwzględnego pomiaru wysokości. Jednak współczesne pomiary wymagają czegoś dokładniejszego.
Geoida jest hipotetyczną powierzchnią, na której grawitacja Ziemi jest wszędzie taka sama. Owija się wokół Ziemi, oddalając się od rzeczywistej powierzchni, gdy znajduje się nad obszarami o większej gęstości, a zatem silniejszej grawitacji. W mniej gęstych regionach geoida zbliża się do rzeczywistej powierzchni.
Kiedy materiał jest przemieszczany, albo natychmiast w trzęsieniu ziemi, albo stopniowo, jak w topniejącym polu lodowym, grawitacja Ziemi w lokalnym regionie zmienia się, podobnie jak wysokość geoidy. Podczas trzęsienia ziemi na Sumatrze Sabadini i Dalla Via odkryli, że całkowity ruch geoidy wynosił około 18 mm? dużo za geoidę!
Eksplorator pola grawitacyjnego i cyrkulacji oceanicznej ESA (GOCE) został zaprojektowany do dokładnego badania pola grawitacyjnego Ziemi z orbity. Gdy statek kosmiczny przelatuje nad obszarami silniejszego i słabszego przyciągania grawitacyjnego, będzie podskakiwał w górę iw dół. Takie odchylenia są znacznie poniżej dopuszczalnych granic u ludzi, ale GOCE jest wyposażony w urządzenie zwane gradiometrem, które może wykryć te bardzo subtelne różnice. Mierząc odchylenia w geoidie, naukowcy mogą uzyskać unikalne okno na naszą planetę.
„Ta praca jest na pograniczu geofizyki i stanowi doskonałe uzupełnienie sejsmologii”. Sabadini mówi: „Sejsmologia jest dobra do wykrywania poślizgu uszkodzeń trzęsień ziemi i lokalizacji epicentrum, monitorowanie geoidy może określić, ile faktycznie przemieszcza się masa.”
Można go również wykorzystać w dążeniu do zrozumienia zmian klimatu, ponieważ cyrkulacja oceaniczna wpływa również na geoidę. Zmiany klimatu, które z kolei wpływają na cyrkulację oceanu, pojawią się jako coroczna zmiana geoidy. Z tak wielką ofertą satelita GOCE ma wystrzelić w 2006 roku. Artykuł o trzęsieniu ziemi na Sumatrze autorstwa Roberto Sabadiniego, Giorgio Dalla Via, Masja Hoogland, Abdelkrim Aoudia został opublikowany w EOS, czasopiśmie American Geophysical Union.
Oryginalne źródło: ESA News Release
