Гравитация воспринимается как неизменная величина, однако измерения показывают, что ее сила различается в зависимости от точки на поверхности планеты. С учетом вращения Земли наиболее слабые значения фиксируются под Антарктидой. Именно там сформировалась так называемая гравитационная впадина.
Как сообщает портал «Научная Россия», новое исследование показало, что причина этого явления связана с крайне медленными процессами в недрах планеты. На протяжении десятков миллионов лет горные породы глубоко под поверхностью Земли смещались, что и привело к формированию современной антарктической гравитационной аномалии. Ученые отмечают, что усиление этой аномалии по времени совпало с крупными изменениями климата на континенте.
Профессор геофизики Университета Флориды Алессандро Форте, один из авторов работы, пояснил, что понимание взаимосвязи между внутренним строением Земли, гравитацией и уровнем моря может дать новые данные о факторах, влияющих на рост и устойчивость крупных ледниковых щитов. По его словам, дальнейшие исследования помогут уточнить, как изменения гравитационного поля могли способствовать формированию ледяного покрова Антарктиды.
Колебания гравитации, вызванные различной плотностью пород в мантии и коре, в абсолютных величинах невелики. Однако они оказывают влияние на распределение воды в Мировом океане. В областях с более слабой гравитацией уровень океанской поверхности может быть немного ниже относительно центра Земли, поскольку вода стремится к зонам с большей силой притяжения. В районе Антарктиды это приводит к тому, что уровень моря оказывается ниже, чем мог бы быть при равномерном гравитационном поле.
Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports. В рамках исследования ученые составили карту гравитационной аномалии и проследили ее развитие на протяжении миллионов лет. Для этого использовались глобальные данные о землетрясениях в сочетании с физическим моделированием, позволяющим реконструировать трехмерную структуру недр планеты.
Алессандро Форте сравнил методику с компьютерной томографией, где вместо рентгеновского излучения используются сейсмические волны. Эти волны, проходя через толщу Земли, дают возможность судить о распределении плотности пород. На основе полученных данных исследователи восстановили гравитационную карту планеты, которая практически совпала с эталонными спутниковыми измерениями.
После этого ученые попытались проследить эволюцию антарктической гравитационной впадины за последние 70 миллионов лет. Моделирование показало, что изначально аномалия была выражена слабее, однако в период примерно от 50 до 30 миллионов лет назад начала усиливаться. Этот временной отрезок совпадает с началом масштабного оледенения Антарктиды.
В дальнейшем авторы работы планируют изучить возможную причинно-следственную связь между изменениями гравитации, уровнем моря и ростом ледниковых щитов. По словам Форте, цель состоит в том, чтобы понять, каким образом процессы в недрах Земли связаны с климатической системой планеты.
