211service.com
Kan jordens gravitation verkligen påverkas av förändringar i årstiderna?
Jordens gravitation. NASA
Varje vecka, läsarna av vårt rymdnyhetsbrev, Luftslussen , skicka in sina frågor för rymdreportern Neel V. Patel att svara. Denna vecka: hur jordens gravitation förändras beroende på årstiderna och klimatet.
Någon berättade nyligen för mig att den gravitationskraft som jorden utövar på satelliter som kretsar i bana förändras i enlighet med de säsongsmässiga och klimatologiska förändringarna i massorna av de vattenmassor som de passerar över. Jag är skeptisk av naturen, och min källa är ingen expert på rymdteknik, så jag frågar dig: kan det vara sant? —Shyam
Det kan vara svårt att tro att en kraft som gravitationen kan utsättas för nycker från årstidernas skiftande, eller från förskjutningar i land och vatten på marken. Men det är sant: Jordens gravitation förändras verkligen av båda dessa faktorer.
Jordens gravitationsfält (3D-representationen av planetens gravitationsinflytande) är inte en enhetlig sfär. Den är full av gupp och utbuktningar och fall och fördjupningar, orsakade av bergskedjor och djuphavsgravar och andra geologiska egenskaper. Det betyder att det finns vissa områden på planeten där gravitationsfältet är kraftfullare än andra. Detta gäller för varje enskilt objekt i universum. Det är en del av anledningen till att det är så svårt att försöka landa på andra planeter, månar eller asteroider – gravitationen kan variera från plats till plats (särskilt för mindre föremål).
Du kan se hur jordens gravitation förändras dessa bilder här , skapad från data som samlats in av uppdraget Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) utfört av NASA och German Aerospace Center. Djuphavsbottnar och bassänger kommer att motsvara fall i gravitationsfältet, eftersom havsvatten är mindre tätt än berg. Tätare platser som bergskedjor och åsar i mitten av havet kommer att utöva en större gravitationsattraktion än platser som består av mindre täta material, som vatten.
Förändringar i klimatet innebär att vattnet flyttas runt vecka till vecka, månad till månad och säsong till säsong. Vissa områden och vattenförekomster kommer att torka upp och bli ytligare, eller uppleva mer regn och börja svälla. Dessa fluktuationer i massa har en detekterbar effekt i gravitationsfältet på dessa platser .
När en satellit flyger över ett område med betydligt högre densitet (som en bergskedja), kommer den att accelerera lite när den närmar sig den, på grund av ökningen av gravitationskraften, och bromsa in när den flyger iväg . Dessa förändringar är otroligt små men ändå mätbara med rätt verktyg. (GRACE-uppdraget utnyttjade faktiskt detta fenomen för att kartlägga planetens gravitationsfält.)
Studiet av jordens gravitationsfält ger faktiskt forskare med en annan lins för att studera effekterna av klimatförändringar . Eftersom den arktiska uppvärmningen, till exempel, tillför massa till hav och hav, kan motsvarande förändring i jordens gravitation ses och registreras. GRACE-data (insamlad mellan 2002 och 2017) visade att 60 % av Antarktis och Grönlands totala massförlust var en effekt av arktiska uppvärmningstrender, medan de övriga 40 % berodde på ökat isflöde i havet. Samma data antydde att under uppdragets 15-åriga spann förlorade Grönland cirka 260 miljarder ton is per år, medan Antarktis cirka 140 miljarder ton per år.