Хората са склонни да мислят гравитацията тук на Земята като еднообразно и последователно нещо. Това се дължи на комбинация от фактори, като неравномерното разпределение на масата в океаните, континентите и дълбоката вътрешност, както и на променливите, свързани с климата, като водния баланс на континентите и топенето или нарастването на ледниците.
И сега, за първи път, тези варианти са заснети в образа, известен като „картоф на гравитацията в Потсдам“ - визуализация на модела на гравитационното поле на Земята, произведен от Немския изследователски център за геофизика (GFZ) Хелмхолц в центъра на Потсдам , Германия.
И както можете да видите от изображението по-горе, той има поразителна прилика с картоф. Но това, което е по-поразително, е фактът, че чрез тези модели гравитационното поле на Земята е изобразено не като твърдо тяло, а като динамична повърхност, която се променя във времето. Този нов модел на гравитационно поле (който е обозначен EIGEN-6C) използвайки измервания, получени от спътниците LAGEOS, GRACE и GOCE, както и наземни измервания на гравитацията и данни от сателитната алтиметрия.
В сравнение с предишния модел, получен през 2005 г. (показан по-горе), EIGEN-6C има четирикратно увеличение на пространствената разделителна способност.
„От особено значение е включването на измервания от спътника GOCE, от който GFZ направи собствено изчисление на гравитационното поле“, казва д-р Кристоф Фоерсте, който ръководи работната група за гравитационно поле в GFZ заедно с д-р Франк Флехтнер.
Мисията на ESA GOCE (гравитационно поле и стационарен океански изследовател на циркулацията) стартира в средата на март 2009 г. и оттогава измерва гравитационното поле на Земята с помощта на сателитна градиометрия - изучаването и измерването на колебанията в ускорението поради гравитацията.
„Това позволява измерването на гравитацията в непристъпни региони с безпрецедентна точност, например в Централна Африка и Хималаите“, казва д-р Флехтнер. В допълнение, спътниците GOCE предлагат предимства, когато става въпрос за измерване на океаните.
В многото открити пространства, разположени под морето, гравитационното поле на Земята показва вариации. GOCE е в състояние по-добре да картографира тези, както и отклоненията в повърхността на океана - фактор, известен като „динамична топография на океана“ - резултат от земната гравитация, влияеща на равновесието на повърхността на океана.
В модела бяха включени и данни за дългосрочни измервания от двойната спътникова мисия GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment) на GFZ. Чрез мониторинг на климатични променливи като топенето на големи ледници в полярните райони и количеството сезонна вода, съхранявана в големи речни системи, GRACE успя да определи влиянието на мащабните времеви промени върху гравитационното поле.
Предвид временния характер на процесите, свързани с климата - да не говорим за ролята, която играят промените в климата - са необходими текущи мисии, за да видим как те влияят върху нашата планета в дългосрочен план. Особено след като мисията на GRACE трябва да приключи през 2015 г.
Общо около 800 милиона наблюдения бяха направени в изчислението на крайния модел, който се състои от повече от 75 000 параметри, представляващи глобалното гравитационно поле. Самият спътник GOCE направи 27 000 орбити през периода на службата си (между март 2009 г. и ноември 2013 г.), за да събере данни за измененията в земното гравитационно поле.
Крайният резултат постигна сантиметрова точност и може да послужи като глобален ориентир за нивата и височините на морето. Извън „гравитационната общност“, изследването също предизвика интереса на изследователите към аерокосмическата техника, атмосферните науки и космическите отломки.
Но преди всичко друго, той предлага на учените начин да представят света, който е различен от, но все пак безплатен за подходи, базирани на светлина, магнетизъм и сеизмични вълни. И може да се използва за всичко - от определяне на скоростта на океанските течения от космоса, наблюдение на повишаващите се нива на морето и топене на ледени покривки, до разкриване на скрити характеристики на континенталната геология и дори надничане на тектониката на движещата се плоча на конвекцията.
