Гравитацијата не влече подеднакво насекаде на Земјата.

Иако Земјата е приближно сферична, нејзиното гравитациско поле не се придржува до истата геометрија. 

Во визуализациите, таа повеќе наликува на компир, со испакнатини и вдлабнатини. Варијациите во внатрешната структура на планетата создаваат мерливи разлики во тоа колку силно ја влече површината. Најслабиот регион се наоѓа под Антарктикот.

Земјиниот геоид - нерамниот облик на компир на гравитациското поле - е нерамномерен бидејќи гравитацијата е поврзана со масата, а распределбата на масата во планетата е нерамномерна, поради различните композиции на карпи што имаат различни густини.

Во студија објавена во Научни извештаи (Scientific Reports), истражувачите покажуваат дека оваа ниска гравитација на континентално ниво се зајакнувала во текот на десетици милиони години, како што карпите длабоко во Земјата полека се поместувале. 

Промената се совпаѓа со клучна климатска транзиција, кога Антарктикот почнал да ги развива ледените покривки што сè уште ја обликуваат.

„Ако можеме подобро да разбереме како внатрешноста на Земјата ја обликува гравитацијата и нивото на морето, добиваме увид во факторите што можат да бидат важни за растот и стабилноста на големите ледени покривки“, рече коавторот на новата студија, Алесандро Форте од Универзитетот во Флорида.

Што е гравитациската дупка на Антарктикот?

Гравитацијата на Земјата одразува како масата е распоредена внатре во планетата. Погустите карпи влечат малку посилно; полесните или потоплите материјали влечат помалку. Разликите се суптилни, но сателитите можат да ги измерат со извонредна прецизност.

Антарктичкото ниско ниво на гравитација е една од најобемните вакви аномалии на планетата. Дури и откако ќе се земе предвид ротацијата на Земјата - која малку ја прераспределува масата и влијае на површинската гравитација - регионот под Антарктикот останува послаб од глобалниот просек.

Гравитацијата, исто така, помага во обликувањето на океаните. Каде што влечната сила е послаба, морската вода се поместува кон посилни региони. Како резултат на тоа, морската површина околу Антарктикот се наоѓа малку пониско во однос на центарот на Земјата отколку што би била поинаку, разлика мерена во сантиметри, но водена од процеси илјадници километри под површината.

Истражувачите ја мапирале оваа ниска гравитација со години користејќи сателитски мисии дизајнирани да го мерат гравитационото поле на Земјата. Она што не го знаеле е како се развивала или дали се менувала како што се менувала климата на Антарктикот.

Користење земјотреси за моделирање на внатрешноста

За да ја проследат таа историја, истражувачите се свртеле кон глобалните податоци за земјотреси собрани со децении. Како што сеизмичките бранови се движат низ Земјата, нивната брзина се менува во зависност од температурата и густината. 

Форте и неговиот колега, геофизичарот Петар Глишовиќ од Парискиот институт за физика на Земјата, со анализа на снимки од земјотреси низ целиот свет, научниците можат да состават тродимензионална слика од внатрешноста на планетата.

„Замислете да направите КТ скенирање на целата Земја, но немаме рендгенски зраци како што имаме во медицинска ординација. Имаме земјотреси. Земјотресните бранови ја обезбедуваат „светлината“ што ја осветлува внатрешноста на планетата“, рече Форте.

Користејќи ја оваа рамка, тимот ја реконструирал густината на карпите под Антарктикот и го пресметал гравитационото поле што тие структури би го произвеле. 

Моделираната гравитациона мапа тесно се совпаѓала со високопрецизните сателитски мерења - силен доказ дека реконструкцијата точно ја доловила внатрешноста на планетата.

Со таа валидација, истражувачите го спровеле моделот наназад низ геолошкото време, симулирајќи како плаштовиот материјал би течел и преуредувал во текот на десетици милиони години.

Реконструирање на 70 милиони години промени

Компјутерските симулации што ја следеле бавната циркулација на плаштовите карпи му овозможиле на тимот да реконструира како гравитационото поле на Антарктикот еволуирало во текот на изминатите 70 милиони години.

Гравитационото ниско ниво некогаш било послабо. Помеѓу околу 50 милиони и 30 милиони години, се интензивирало како што подлабоките структури на плашт ја менувале позицијата.

Тој прозорец се преклопува со почетокот на широко распространетото заледување на Антарктикот, кога одржливото ладење овозможило големи ледени покривки да се формираат и стабилизираат. 

Студијата не покажува дека промените во плаштовите предизвикале раст на мразот. Но паралелниот тајминг сугерира дека процесите во длабоката Земја можеби влијаеле врз нивото на морето, надморската височина на континентите или граничните услови што влијаеле врз стабилноста на ледената покривка.

Следниот чекор е да се моделираат тие врски подиректно, поврзувајќи ја гравитацијата, нивото на морето и покачувањето во една рамка.

Во својата суштина, истражувањето се враќа на фундаменталното прашање: „Како нашата клима се поврзува со она што се случува во нашата планета?“, рече Форте.

Гравитационата дупка под Антарктикот може да биде суптилна, но е потсетник дека дури и најбавните процеси длабоко во Земјата можат да остават траен впечаток врз светот над неа.

И не е единствена. Длабоко под Индискиот Океан, таа привлечна сила слабее до екстремно ниско ниво, оставајќи она што се смета за масивна гравитациска „дупка“ со големина од околу три милиони квадратни километри, приближно таму каде што морското дно тоне во огромна вдлабнатина.