Під льодом Антарктиди ховається «гравітаційна діра»: і вона посилилася разом із замерзанням континенту
Гравітація здається чимось незмінним. Але насправді вона трохи відрізняється в різних частинах планети. І якщо врахувати обертання Землі, то найслабша сила тяжіння спостерігається… під Антарктидою. Науковці називають це явище «гравітаційною дірою». Йдеться не про відсутність гравітації, а про те, що її значення там помітно нижче, ніж очікувалося б за розрахунками.
Нове дослідження, опубліковане в журналі Scientific Reports, показує: ця аномалія виникла не через процеси на поверхні, а через повільні зміни глибоко всередині планети, які тривали десятки мільйонів років.
Гравітація різна — але ми цього не відчуваємо
Різниця в силі тяжіння настільки мала, що людина її не помітить. Проте для океану навіть крихітні зміни мають значення. Гравітація «формує» поверхню Світового океану. Там, де вона трохи слабша, вода ніби відтікає в регіони з сильнішим притяганням. У результаті рівень океану навколо Антарктиди трохи нижчий відносно центру Землі, ніж міг би бути без цієї аномалії. Це не означає, що «гравітаційна діра» керує крижаними щитами. Але вона є частиною фізичного фону, який впливає на розподіл води, берегову лінію та рівень моря.
Причина — глибоко під корою
Дослідники дійшли висновку, що гравітаційний мінімум пов’язаний із різницею щільності порід у надрах Землі. Всередині планети речовина неоднорідна: є щільніші та менш щільні ділянки. А щільність безпосередньо впливає на гравітаційне поле на поверхні.
Роботу очолили геофізики Алессандро Форте з University of Florida та Петар Глішович із Paris Institute of Earth Physics. Їхня мета полягала в тому, щоб не лише зафіксувати аномалію, а й зрозуміти, як вона формувалася протягом мільйонів років.
Як «просвітити» планету
Щоб зазирнути всередину Землі, вчені використали дані про землетруси. Принцип подібний до комп’ютерної томографії, але замість рентгенівських променів — сейсмічні хвилі.
Коли хвилі проходять крізь різні шари планети, вони змінюють швидкість залежно від властивостей порід. Аналізуючи ці зміни по всьому світу, дослідники створюють тривимірну модель внутрішньої структури Землі. А знаючи розподіл щільності, можна передбачити й розподіл гравітації. Отриману модель перевірили за допомогою супутникових вимірювань гравітаційного поля — і вона добре збіглася з реальними даними.
Повернення на 70 мільйонів років назад
Далі команда пішла ще далі: за допомогою комп’ютерного моделювання вони «відмотали» процеси в надрах приблизно на 70 мільйонів років — у часи динозаврів.
Моделі показали, що гравітаційна аномалія Антарктиди спочатку була слабшою. А приблизно між 50 і 30 мільйонами років тому вона почала посилюватися. Цей період збігається з великими кліматичними змінами — саме тоді Антарктида почала перетворюватися на крижаний континент із потужними льодовими щитами.
Чи пов’язані надра і клімат?
Дослідження не стверджує, що зміни гравітації спричинили формування льодовиків. Але часовий збіг змушує поставити запитання: чи могли глибинні процеси вплинути на умови на поверхні? Можливі механізми дуже тонкі. Через зміну гравітації могло трохи змінитися розташування океанських вод. Або ж повільний рух мантії міг вплинути на висоту континенту, що своєю чергою позначилося на кліматі та стабільності льоду.
Інакше кажучи, клімат — це не лише атмосфера й океан. Є ще повільна, майже непомітна, але потужна система всередині планети, яка протягом мільйонів років змінює форму континентів і басейнів океану.
Більше запитань, ніж відповідей
Відкриття не дає остаточного пояснення, але відкриває новий напрям досліджень. Якщо зв’язок між глибинними процесами та кліматом підтвердиться, це означатиме, що тверда Земля і кліматична система набагато тісніше пов’язані, ніж вважалося раніше.
Антарктична «гравітаційна діра» — це не сенсація з наукової фантастики. Це нагадування про те, що навіть такі фундаментальні речі, як сила тяжіння, можуть змінюватися. І ці зміни можуть відігравати роль у великих історіях планети — від руху мантії до народження крижаного континенту.