Гравитация на поверхности Земли меняется из-за скрытых процессов в недрах
В начале 2007 г. данные спутников GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) указали на странную, но примечательную аномалию гравитационного поля Земли над восточной частью Атлантического океана. Ее толщина составила около 7 000 километров и пик пришелся на январь 2007 г. Это явление стало предметом интенсивного изучения геофизиков, поскольку оно не укладывалось в привычные модели, основанные на движении воды в океанах или изменениях уровня грунтовых вод и явно указывало на процессы глубоко внутри планеты, сообщает GRL или Geophysical Research Letters.
Анализ показал, что наблюдаемая гравитационная аномалия сопровождалась рядом особенностей, характерных для перераспределения массы в глубине планеты. Это само по себе является редким свидетельством динамических изменений, происходящих на уровне, куда невозможно добраться напрямую.
Скрытые в Земле процессы и гравитация
Исходя из опубликованных материалов в журнале GRL и выводов исследовательской группы под руководством геофизика Шарлотты Гонье Гурантон из Университета Париж-Сите, наиболее вероятной причиной события стал фазовый переход минерала бриджманита — наиболее распространенного минерала нижней мантии. Из структуры перовскита он сместился в плотную структуру постперовскита под воздействием экстремальных температур и давления у границы ядра и мантии.
Читайте по теме: космический вальс: NASA запечатлело гравитационное слияние галактик
Ученые обратили внимание на то, что структурное изменение кристаллической решетки минерала приводит к увеличению плотности породы, что в свою очередь вызывает перераспределение массы в широком районе и изменение локального гравитационного поля. Такое перераспределение массы способно быть зарегистрировано спутниками даже на орбите, поскольку GRACE измеряет микроскопические различия в гравитации Земли, анализируя изменения расстояния между двумя двигавшимися синхронно аппаратами миссии.
Эксперты объясняют, что фазовые переходы в глубине Земли — не привычное для поверхностных процессов явление. Слой вблизи границы ядра и мантии, обозначаемый как D” layer, расположен на глубине порядка 2 900 километров и характеризуется экстремальными давлениями и температурами. Именно в этих условиях бриджманит может трансформироваться в постперовскит, что теоретически отражено в лабораторных и моделированных экспериментах.
Спутники помогают следить за процессами в недрах Земли
Публикации в научных СМИ и специализированных источниках подчеркивают, что спутники GRACE фиксировали аналогичные гравитационные аномалии не только в этом регионе, но и в районах влияния других глубоких масс. Однако именно событие 2006–2008 гг. выделяется своей протяженностью и четкой корреляцией с другими геофизическими сигналами.
Помимо гравитационного события, в тот же период наблюдался так называемый геомагнитный «рывок» — внезапное изменение магнитного поля Земли. Это наводит исследователей на мысль о возможной связи процессов в мантии и изменениях в жидком внешнем ядре, хотя прямой причинно-следственной связи установить пока не удалось.
Ученые из Университета Париж-Сите отмечают, что такие наблюдения открывают новые горизонты в понимании динамики внутренних слоев Земли. Данные миссии GRACE, которая работала с 2002 по 2017 гг., начиная как проект по мониторингу ледников и гидрологических изменений, могут теперь использоваться для изучения глубинных геодинамических процессов, ранее недоступных для прямого наблюдения. Это включает фазовые переходы минералов, связанные с глубинными термодинамическими неоднородностями, влияющими на распределение массы в мантии.
Ранее на сайте «Пронедра» писали, что уникальная аномалия в магнитосфере Земли ставит под сомнение теорию космической погоды
