Частина Канади позбавлена сили тяжіння

Частина Канади позбавлена сили тяжіння

На протязі ось вже 40 років, учені намагаються з'ясувати, куди пропала сила тяжіння на великій території одного з регіонів Канади, зокрема в районі Гудзон затоки. Іншими словами, сила тяжіння в цій області і в довколишніх регіонах украй мала, значно нижче, ніж в інших частинах світу. Феномен уперше був виявлений в 1960-х роках, коли було повністю вивчено гравітаційне поле Землі.


Для пояснення цієї аномалії були запропоновані дві теорії. Але перш, ніж звернутися до них, варто розглянути, що ж створює гравітацію. На базовому рівні, сила тяжіння пропорційна масі об'єкту. Тому, коли маса стає менше, то, отже, разом з нею зменшується і сила тяжіння. Гравітаційні показники можуть варіюватися в різних частинах Землі. Хоча ми уявляємо собі планету у вигляді кулі, насправді у неї є багато опуклостей на екваторі, і вона трохи сплюснута до полюсів із-за свого постійного обертання. Маса Землі не розподілена пропорційно, і час від часу положення міняється. Таким чином, учені запропонували дві теорії про те, як маса області Гудзон затоки могла скоротитися, вплинувши тим самим на значне зниження гравітаційних сил в регіоні.Одна з теорій концентрується на процесі, відомому як конвекція, який відбувається в земній мантії. Мантія - це шар розплавленої породи(магма), який розташований на глибині 100-200 км від поверхні Землі. Магма має дуже високу температуру, вона постійно обертається і пересувається, піднімаючись і опускаючись, створюючи тим самим конвекційні потоки. Конвекція направляє континентальні пластини Землі вниз, що зменшує масу в цій області і, отже, зменшує силу тяжіння.

Інша теорія пояснює відсутність гравітації в області Гудзон затоки наявністю льодовикового покриву, який покривав велику частину сучасної Канади і північ Сполучених Штатів. Товщина цього льодовикового покриву складала на більшій частині території 3,2 км, а в районі Гудзон затоки вона була 3,7 км. Він був дуже важким і тягнув Землю вниз. Впродовж 10000 років лід танув, а 10000 років тому зник повністю. Він залишив глибоке поглиблення в Землі.

Щоб отримати чіткіше уявлення про те, що сталося, натиснете пальцем на шматок хліба. Поки ви не відпускаєте палець, поглиблення залишається, але коли ви його приберете, форма відновиться. Аналогічна ситуація, на думку прибічників цієї теорії, сталася і у випадку з льодовиковим покривом, лише за тим виключенням, що Земля не так швидко набуває своєї колишньої форми(близько половини дюйма в рік). В той же час, область навкруги Гудзон затоки має меншу масу, оскільки частина Землі була розсунена льодовиковим покривом з боків. А менша маса, як вже було сказано, пов'язана з низькою силою тяжіння.Так яка ж з теорій вірна? Судячи з усього, обоє. Конвекція і зворотний ефект крижаного покриву - це обидві події, які відповідальні за низьку силу тяжіння на території Гудзон затоки.

Для розрахунку впливу льодовикового покриву учені з Гарвард-Смитсоновского центру астрофізики використали дані, зібрані супутниками під час експерименту по відновленню гравітації і клімату(GRACE) в період з квітня 2002 по квітень 2006 року. Супутники GRACE - це дуже складні по структурі апарати, які знаходилися на орбіті на відстані 500 км від поверхні Землі і 220 км один від одного. Супутники в змозі вимірювати відстані аж до мікрон, тому вони можуть виявити навіть самі незначні гравітаційні зміни.


Коли головний супутник пролітав над районом Гудзон затоки, дуже низька сила тяжіння призводила до того, що він рухався по напряму від Землі і від свого сестринського супутника. Це зрушення в дистанційному виявленні і використовується для розрахунку зміни сили тяжіння. Будь-які виявлені зрушення можуть бути використані для створення карти гравітаційних полів.

Дані GRACE дозволили ученим створити топографічну карту того, як приблизно виглядав Гудзоновий затока під час останнього льодовикового періоду. Отримані карти виявили деякі цікаві особливості району, у тому числі дві опуклі області в західній і східній частині затоки, де лід був набагато товщий. Зараз гравітація в цих областях ще нижча, ніж в цілому по регіону.За допомогою GRACE був зроблений ще один важливий висновок: виявляється, що крижаний покрив відповідальний тільки за 25-45 відсотків змін в гравітаційних відхиленнях Гудзон затоки і прилеглих областях. Виходить, що решта 55-75 відсотків відхилень сталася, швидше за все, за рахунок конвекції.

Територія Гудзон затоки матиме низьку силу тяжіння ще впродовж тривалого періоду часу. За оцінками, Землі потрібні на повне відновлення ще 650 футів, а на це знадобиться близько 5000 років. Проте, зворотний ефект все ще видно. Попри те, що рівень моря підвищується по всьому світу, в районі Гудзон затоки він знижується, оскільки Земля продовжує відновлюватися після льодовикового покриву.

Таким чином, таємниця, що оточує гравітаційні аномалії Канади в деякій мірі розкрита, але проведене дослідження має ширші наслідки. Учені були уражені, що вони змогли побачити, як виглядала Земля 20000 років тому. Ізолюючи вплив крижаного покриву, дослідники змогли краще зрозуміти, як конвекція вплинула на силу тяжіння. Нарешті, супутники GRACE надали ученим дані про багато льодовиків. Досліджуючи зміни клімату, які відбувалися декілька тисяч років назад, учені можуть краще зрозуміти, як глобальне потепління і підвищення рівня моря впливають на нашу планету сьогодні.