Kodėl vienoje Kanadose vietoje gravitacija yra silpnesnė nei kitose? ()
Daugiau nei 40 metų mokslininkai mėgino išsiaiškinti, dėl ko kai kuriose didelėse Kanados dalyse gravitacija yra silpnesnė nei likusioje pasaulio dalyje – ypač Hadsono įlankos regione. Šis reiškinys pirmą kartą buvo pastebėtas dar praėjusio amžiaus septintajame dešimtmetyje, kai pirmą kartą buvo braižoma Žemės gravitacijos laukų lentelė.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Šiai anomalijai paaiškinti buvo pasiūlytos dvi teorijos. Tačiau prieš gilinantis jas, pirmiausiai reikėtų išsiaiškinti, kas sukuria gravitaciją.
Kalbant paprastai, gravitacija yra proporcinga masei. Tad kai tam tikrovės vietovės masė yra mažesnė, sukuriama ir mažesnė ir gravitacija, o įvairiose Žemės vietose ji gali skirtis. Nors Žemę mes įsivaizduojame tarsi didžiulį kamuolį, iš tiesų dėl sukimosi apie savo ašį ties pusiauju ji yra išsipūtusi, o ties ašigaliais – plokštesnė. Žemės masė nėra pasiskirsčiusi proporcingai – todėl laikui bėgant gali kisti. Todėl mokslininkai pasiūlė dvi teorijas, kad paaiškintų kaip Hadsono įlankos vietovės masė sumažėjo, ir prisidėjo prie sumažėjusios gravitacijos.
Dvi teorijos
Viena teorija kalba apie procesą, žinomą kaip konvekcija, vykstanti Žemės mantijoje. Mantija yra sluoksnis, kurį sudaro išsilydžiusios uolienos, vadinamos magma – ir egzistuoja maždaug 100-200 kilometrų žemiau Žemės paviršiaus. Magma yra ypatingai karšta, ji nuolatos teka, kinta, kyla ir krenta – dėl ko atsiranda konvekcijos srovės. Konvekcija traukia Žemės žemynines plokštes žemyn, o tai toje konkrečioje vietovėje sumažina masę bei gravitaciją.
Naujoji teorija, kuria bandoma paaiškinti Hadsono įlankoje vyraujantį gravitacijos trūkumą, yra susijusi su Laurentido ledo sluoksniu, kuris dengė didžiąją dalį šiuolaikinės Kanados ir šiaurinę JAV dalį. Šis ledo sluoksnis daugumoje vietų buvo 3,2 kilometro storio, o dvejose Hadsono įlankos vietose šio ledo sluoksnio storis siekė net 3,7 kilometro. Šis sluoksnis taip pat buvo labai sunkus ir stipriai spaudė žemę. Per 10 000 metų Laurentido ledo sluoksnis ištirpo, galutinai išnykdamas prieš 10 000 metų. Jis žemėje paliko didžiulę įdubą.
Kad susidarytumėte aiškesnį vaizdą, kas tuomet vyko, pagalvokite, kas būna, kai lengvai įspaudžiate savo pirštą į pyrago ar labai minkštos duonos paviršių. Dalis pyrago ar duonos pasitraukia į šonus ir atsiranda įdubimas. Tačiau kai atitraukiate pirštą, viskas grįžta į pradinę padėtį. Anot šios teorijos, panašus dalykas nutiko ir su Laurentido ledo sluoksniu, tačiau Žemėje atsiradęs įdubimas negrįžta į pradinę padėtį – kadangi tai vyksta itin lėtai (apie 1 centimetrą per metus). Dėl šios priežasties, kol viskas negrįš į pradinę padėtį, Hadsono įlankos vietovė turi mažiau masės, kadangi dalis Žemės buvo nustumta į šonus minėto ledo sluoksnio. O mažiau masės reiškia mažesnę gravitaciją.
Abi – teisingos?
Tad kuri teorija yra teisinga? Pasirodo, abi. Tiek konvekcija, tiek atsistatanti į pradinę padėtį įduba Hadsono įlankos apylinkėse lemia sumažėjusią gravitaciją. Bet pirmiausiai pakalkėsime apie ledo sluoksnio teoriją ir jos efektą.
Norint apskaičiuoti Laurentido ledo sluoksnio sukeltą efektą, mokslininkai Harvardo-Smithsonian astrofizikos centre panaudojo duomenis, surinktus palydovų Gravitacijos atkūrimo ir klimato ekspertimento metu tarp 2002 m. ir 2006 m. balandžio mėnesiais. Šie palydovai yra itin pažangūs ir skrieja aplink Žemę maždaug 500 kilometrų aukštyje bei nutolę vienas nuo kito 220 kilometrų atstumu. Palydovai gali išmatuoti atstumus mikronų tikslumu, todėl jie gali aptikti net ir nedidelius gravitacijos pokyčius. Kai pagrindinis palydovas praskrenda virš Hadsono įlankos, gravitacijos sumažėjimas priverčia palydovą šiek tiek nutolti nuo Žemės ir nuo kito palydovo. Šis atstumo pasikeitimas ir buvo panaudotas gravitacijos pokyčių skaičiavimui. Be to, bet kokie gravitacijos pasikeitimai gali būti panaudoti kuriant žemėlapius ir gravitacinius laukus.
Šių palydovų surinkti duomenys leido mokslininkams sukurti topografinius žemėlapius, apytiksliai atvaizduojant, kaip Hadsono įlankos apylinkė atrodė paskutiniojo ledynmečio metu, kai buvo padengta Laurentido ledo sluoksniu. Šie žemėlapiai atskleidė tam tikrus įdomius dalykus apie šią vietovę – įskaitant dvi dideles vietoves vakarinėje ir rytinėje įlankos dalyse, kai ledas šioje vietovėje buvo gerokai storesnis, nei kitur. Šioje vietoje gravitacija šiuo metu yra mažesnė.
Dar vienas įdomus dalykas, kuris buvo pastebėtas iš surinktų duomenų – ledo sluoksnio teorija sudaro tik nuo 25 iki 45 procentų gravitacinės variacijos aplink Hadsono įlanką bei jos apylinkes. Mokslininkai nustatė, kad likusi gravitacinės variacijos dalį, kuri siekia nuo 55 iki 75 procentų, sudaro konvekcijos teorija.
Hadsono įlankos apylinkės mažesnės gravitacijos sąlygomis gyvens dar ilgai. Skaičiuojama, kad įdubimas turi pakilti apie 200 metrų į pradinę padėtį, o tai turėtų užtrukti dar 5000 metų. Tačiau grįžimo į pradinę padėtį efektas yra akivaizdžiai matomas. Jūros lygis visame pasaulyje kyla, tačiau Hadsono įlankos apylinkėse jis mažėja – kadangi žemė ir toliau grįžinėja į pradinę padėtį dėl Laurentido ledo sluoksnio paliktos įdubos.
Nors Kanados gravitacinių anomalijų paslaptys iš tiesų jau nebėra paslaptimis, šis tyrimas turi ir daugiau reikšmių. Mokslininkai, dalyvavę Harvardo-Smithsonian centro tyrime, liko abstulbę galėjdami pažvelgti, kaip Žemė atrodė prieš 20 000 metų. Ir, atskirdami ledo sluoksnio sukurtą efektą, tyrėjai gali geriau suprasti, kaip konvekcija veikia gravitaciją ir kaip su laiku keičiasi žemynai. Galiausiai, minėti palydovai suteikė mokslininkams duomenų apie daugelį ledo sluoksnių ir ledynų. Tyrinėdami klimato pokyčius, kurie vyko prieš tūkstančius metų, mokslininkai gali įgauti geresnį supratimą, kaip pasaulinis atšilimas bei kylantis jūros lygis veikia mūsų planetą šiandien – ir kokią įtaką tai turės ateityje.
