У гравітаційному полі Землі засікли аномалію: причиною стали зрушення маси в надрах планети

У 2007 році над східною частиною Атлантичного океану сталося щось дивне: супутники, що обертаються навколо Землі, помітили, що гравітаційне поле нашої планети розвинуло аномалію континентального масштабу, а потім повернулося до свого початкового стану, пише Science Alert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Ця дивна подія залишилася непоміченою для людей на поверхні планети, проте вчені засікли її за допомогою даних, зібраних супутниками гравітаційного моніторингу. Новий аналіз вказує на те, що причиною став колосальний перерозподіл маси глибоко під нашими ногами.

Аномалія в гравітаційному полі Землі

Дослідження було проведено групою вчених під керівництвом геофізикині Шарлотти Гогн Гурантон з Паризького міського університету у Франції. Команда виявила, що перерозподіл, ймовірно, був результатом фазового переходу речовини на глибині близько 3000 кілометрів, поблизу нижньої межі мантії.

Зазначимо, що аномалію було виявлено спільною місією DLR і NASA під назвою "Експеримент із гравітаційного відновлення і клімату" (GRACE). Пара супутників перебувала на орбіті Землі з 2002 по 2017 рік.

Супутники, що обертаються по низькій навколоземній орбіті, набагато чутливіші до змін гравітаційного поля Землі, ніж датчики на поверхні. Вони перебувають у певній близькості один від одного, утворюючи певну формацію, а відстань між ними змінюється в міру зміни напруженості гравітаційного поля.

Вчені вважають, що ці зміни можна пов'язати зі змінами розподілу мас на поверхні, які проявляються як незначні зміни в гравітаційному полі планети, зокрема:

• зміни в підземних водоймах;
• танення льодовиків;
• зміна рівня моря.

Команда припустила, що ці супутники могли зафіксувати якісь зсуви мас із глибших надр планети. Щоб перевірити цю теорію, вчені вивчили дані, зібрані під час місії GRACE, у пошуках ознак аномалії, що не відповідає поверхневій активності.

Перерозподіл маси Землі

Аномалія була зафіксована в період з 2006 по 2008 рік, з піком у січні 2007 року. Вчені виявили ледь помітну, але велику картину: сильніша гравітація в одній смузі й слабша відразу за нею, що охоплює близько 7000 кілометрів над східною частиною Атлантики. Дані вказують на перерозподіл маси, а не просто на її додавання або видалення.

Ще цікавішим стало те, що сигнал збігався з ривком магнітного поля Землі в тому ж регіоні, зареєстрованим іншими супутниками, відомими як геомагнітний ривок. Автори нового дослідження вважають, що ці зміни є результатом змін глибоко всередині планети, поблизу або навіть у рідкому зовнішньому ядрі.

Під час дослідження вчені змоделювали кілька сценаріїв, щоб визначити, чи може гравітаційна аномалія бути пов'язана з поверхневими процесами, приділяючи особливу увагу переміщенню води, як ґрунтової, так і океанічної.

За допомогою моделей вдалося не тільки зіставити місце розташування, масштаб або час аномалії, а й фізично неможливо визначити обсяг рухомої води, необхідний для виникнення аномалії спостережуваного масштабу. Коли поверхневі процеси були виключені, вченим залишилося з'ясувати, які процеси в надрах планети могли б бути відповідальні за це.

Найпоширенішим мінералом у мантії Землі є бриджманіт ((Mg,Fe)SiO₃). За певних умов мінера може зазнавати фазового переходу, переходячи з кристалічної структури перовскіту в постперовскітну. Простими словами, атоми всередині мінералу переходять в іншу конфігурацію решітки — це відбувається за дуже високих температур і тисків, які, як нам відомо, трапляються лише на кордоні ядра і мантії.

Ця зміна структури бриджаманіту тягне за собою значну зміну щільності матеріалу, що здатна перерозподілити масу в певній ділянці, викликаючи різкі зрушення гравітаційного поля під нею. Це також може пояснити геомагнітний ривок, що стався в той самий час.

Зазначимо, що результати дослідників ще доведеться перевірити, проте вчені виявили ще кілька цікавих особливостей. Наприклад, сейсмічні дані вказують на дивні згустки матеріалу поблизу ядра планети, властивості яких, мабуть, відрізняються від властивостей навколишнього матеріалу. Передбачуване місце розташування зсуву фази гравітаційної аномалії 2007 року знаходилося дуже близько до одного з цих згустків, що може вказувати на зв'язок цих двох явищ.

Нагадаємо, раніше ми писали про те, що в магнітному полі Землі знайдено величезну аномалію, що зростає.

Раніше Фокус писав про те, що магнітне поле Землі перевертається з моторошним звуком.