Zemská gravitačná mapa. Zemská gravitačná mapa

Doposiaľ bola zostavená najpresnejšia gravitačná mapa Mesiaca.

Ak sa rozhodnete minúť peniaze na umiestnenie niečoho na obežnú dráhu Mesiaca, s najväčšou pravdepodobnosťou to bude preplnené vedeckými prístrojmi. Ale NASA bola originálna – poslali tam nie jednu, ale dve lode, no s jediným prístrojom.

Napriek vonkajšej ľahkosti projekt GRÁL sa ukázalo ako fenomenálne úspešné, pretože umožnilo zostaviť najpresnejšiu geologickú mapu nášho suseda. Teraz je jasne vidieť, že tento svet bol formovaný kombináciou dopadov meteorov (z ktorých niektoré pravdepodobne prerazili Mesiac až po plášť) a strií, čo naznačuje expanziu telesa na začiatku jeho histórie.

Projekt GRAIL je modelovaný podľa satelitov GRACE, ktoré skúmajú Zem. Jediný prístroj sleduje vzdialenosť medzi spárovanými vozidlami, ktorá sa mení v dôsledku gravitácie. Keďže na Mesiaci nie je žiadna významná atmosféra a gravitačná sila je veľmi slabá, vozidlá GRAIL dokázali klesnúť do priemernej výšky 55 km, čo viedlo k takmer trojnásobne lepšej mierke mapy oproti predchádzajúcemu pokusu.

Prvá etapa projektu sa začala v marci tohto roku. a skončila v máji. Sondy dokázali rozlíšiť útvary veľké asi 13 km. Bolo prijatých viac ako 99,99 % možných údajov, berúc do úvahy rozlíšenie zariadenia.

To, čo vidíme na Mesiaci, je tam – v tom je tá krása. Autori jedného z troch článkov o projekte publikovaných v časopise Science poznamenávajú, že viac ako 98 % miestnych zmien gravitačnej príťažlivosti je výsledkom topografie povrchu. Inými slovami, krátery a hrebene, ktoré vidíme na povrchu Mesiaca, produkujú väčšinu signálov prijímaných GRÁLOM. V iných nami skúmaných objektoch nič podobné nie je. Zem, Venuša, Mars, Merkúr majú veľkú vnútornú variabilitu, ktorá je spravidla výsledkom tektonických procesov.

Hoci Mesiac zažil niekoľko sopečných erupcií, väčšinu terénnych prvkov tvoria dopady meteoritov. Pozrite sa na mapy: miesta kolízie sú veľmi husté v centrálnej oblasti (kde je materiál stlačený a ohrievaný) obklopený rozbitým materiálom s nízkou hustotou. Navyše bolo toľko úderov, že kôra je hubovitá a relatívne homogénna. To znamená, že meteority v istom zmysle zohrávali úlohu kuchynského robota. Mimochodom, údaje GRAIL naznačujú, že mesačná kôra môže byť tenšia, ako sa predpokladalo.

Tento moment je veľmi dôležitý. „Najsilnejšie nárazy by mohli preraziť tenkú kôru a dosiahnuť plášť,“ píšu autori. Modelovanie naznačuje, že v dvoch zónach vplyvu má hrúbka vnútornej časti tendenciu k nule (Moskovské more a Krízové more), zatiaľ čo v troch ďalších je blízko nule (Humboldtovo more, Apollo a Poincaré). krátery).

Jeden z článkov vysvetľuje, prečo niekedy neboli žiadne signály zo zjavných detailov terénu. Sú to tie isté 2 %, ktoré chýbali o pár odsekov vyššie a ktoré majú vnútorné skryté dôvody. Medzi nimi sú najvýraznejšie dlhé rady, z ktorých niektoré sa tiahnu takmer tisíc kilometrov. Tieto útvary sú pomerne hlboké: začínajú asi 5 km od povrchu a klesajú najmenej 70 km. Sú to veľmi staré štruktúry, pretože sú prerušené veľkými impaktnými krátermi, ktoré sa objavili na úsvite lunárnej histórie.

Autori v nich vidia obdobu zemských skupinových hrádzí, teda miest, v ktorých tektonické poruchy prepúšťajú do kôry roztavený materiál z veľkej hĺbky. Hoci na Mesiaci nikdy nebolo veľa platňovej tektoniky, predpokladá sa, že zahrievanie z nárazu, ktoré vytvorilo Mesiac, viedlo k vytvoreniu oceánu magmy pod mesačnou kôrou. Odtiaľ by mohol pochádzať roztavený materiál. Čo však spôsobilo zlom?

Vedci upozorňujú na skutočnosť, že v modeloch raného Mesiaca jeho vrstvená štruktúra pozostáva z relatívne chladného vnútra, roztaveného oceánu a chladenej kôry. Táto štruktúra mala súčasne s chladením vonkajšieho obalu ohrievať vnútro, čo viedlo k rozpínaniu mesiaca. Predpokladá sa, že v prvej miliarde rokov sa polomer nášho suseda zväčšil o 0,6-4,9 km, potom opäť klesol. Podľa autorov by to mohlo stačiť na vznik obrovských trhlín v kôre, ktoré boli vyplnené magmou.

Údaje GRAILu môžu vo všeobecnosti povedať veľa o primitívnej histórii Mesiaca a zaviesť obmedzenia na modely jeho formovania. Okrem toho naznačujú podmienky vo vnútornej slnečnej sústave krátko po jej vzniku a osvetľujú zrážky, ktoré zažili všetky telesá, napriek tomu, že čas mohol zakryť ich stopy. Nie je to zlé pre jeden nástroj?

Výsledky štúdie sú publikované v časopise

Európska vesmírna agentúra zverejnila prvú mapu gravitačného poľa našej planéty postavenú podľa satelitu GOCE. Vďaka jedinečnosti družice sú zozbierané údaje mimoriadne presné a samotná mapa pomôže oceánografom a klimatológom dať rozumnejšie odpovede na globálne otázky o živote Zeme.

Satelit GOCE (celý názov – „Výskum gravitačného poľa a ustálených oceánskych prúdov“), ktorý vyvinula Európska vesmírna agentúra, odštartoval z ruského kozmodrómu Pleseck 17. marca 2009. Cieľom projektu je zmapovať gravitačné pole zemegule s bezprecedentnou presnosťou a rozlíšením. S nevídaným, pretože GOCE nie je jediný takýto projekt. Pred ním bol do vesmíru vypustený nemecký výskumný satelit CHAMP (projekt začal v roku 2000), ako aj tandem dvoch satelitov GRACE (2002).

Začiatočník určí rozdiely v sile gravitačného poľa Zeme s presnosťou na centimetre. Prekonať "kolegov" v spoľahlivosti prijímaných údajov pomáha GOCE množstvo technických trikov, ktoré dávajú satelitu schopnosť lietať vo veľmi nízkej výške - 254,9 km. Ide o najnižšiu obežnú dráhu, na ktorej sa kedy výskumné satelity dostali po dlhú dobu.

Vývojári GOCE dosiahli efekt, keď senzory prístroja na meranie zemskej gravitácie sú akoby vo voľnom páde. Hlavným know-how je iónový motor, ktorý kompenzuje atmosférické brzdenie, ktoré je nevyhnutné v určenej výške, a periodicky zvyšuje obežnú dráhu satelitu. Svoju úlohu zohráva aj šípovitá forma európskeho posla a jeho „plutvy“. Vďaka tomu všetkému je satelit mimoriadne citlivým meracím zariadením, ktoré otvára výskumníkom nové, predtým nedostupné možnosti.

„Gravitačné pole bolo skúmané už veľmi dlho a v poslednej dobe došlo v tejto oblasti k veľkému pokroku vďaka použitiu nových vysoko presných satelitných systémov,“ vysvetľuje Valentin Mikhailov, vedúci laboratória matematickej geofyziky v Ústave. fyziky Zeme Ruskej akadémie vied. "Výhodou štúdia gravitačného poľa Zeme z obežnej dráhy Zeme je takmer rovnomerné pokrytie oceánov a pevniny."

Vďaka svojmu "pokroku" GOCE preukázal vynikajúcu schopnosť zachytiť drobné nuansy v meniacej sa gravitačnej sile. Mapa zostavená z údajov od neho získaných ukazuje, že táto sila nie je ani zďaleka jednotná. Najmä pozitívne gravitačné anomálie sú na modeli zostavenom podľa satelitných údajov GOCE za november až december 2009 označené červenou farbou a negatívne sú označené modrou farbou.

„Tieto anomálie by sa však nemali brať ako niečo neobvyklé, existencia globálnych anomálií je už dávno známa,“ dodáva Michajlov. - Družica GOCE výrazne zlepší naše znalosti o jemnej štruktúre gravitačného poľa, ktorá je potrebná napríklad na modelovanie dynamiky oceánu a interakcie Svetového oceánu s atmosférou. To je dôležité pre predpovedanie klimatických zmien a prírodných katastrof, ako je fenomén El Niño spôsobený pohybom veľkých objemov zohriatej vody v Tichom oceáne.

Samotní autori projektu tvrdia, že dáta získané z družice GOCE nájdu početné uplatnenie a môžu byť užitočné nielen pre lepšie pochopenie podstaty morských prúdov a určovanie ich rýchlosti, ale napríklad aj pre detekciu nebezpečných vulkanických oblastí.
http://www.rbcdaily.ru/2010/07/01/cnews/491111

ESA: Najpodrobnejšia mapa gravitačného poľa Zeme, aká bola kedy realizovaná

Physorg.com: GOCE poskytuje údaje pre najlepšiu gravitačnú mapu všetkých čias (s videom)

Výskumný tím spolupracujúci s európskym satelitom GOCE (Gravity Field and Circulation Ocean Current Investigator) objasnil, ako naša Zem vyzerá z gravitačného hľadiska.

Nový počítačový model demonštruje nerovnomernosť gravitácie na povrchu našej planéty: Zem na tomto obrázku nevyzerá ako úhľadná zemeguľa, na ktorú sme zvyknutí.

Nový model geoidu bol predstavený na štvrtom medzinárodnom vedeckom fóre, ktoré sa konalo na Technickej univerzite v Mníchove (Nemecko). Zástupcovia európskeho vesmírneho spoločenstva uviedli, že teraz majú najpresnejšiu mapu rozloženia gravitačných tokov planéty.

Vedci použili údaje zozbierané vesmírnou sondou, aby ukázali, ako gravitácia ovplyvňuje celú oblasť našej planéty. Zariadenie ukázalo, ako sa oceány pohybujú a ako prerozdeľujú slnečné teplo po celej zemeguli.

Abstraktný model na obrázku je ilustráciou nerovnomernej gravitačnej sily pôsobiacej na povrch našej planéty. Žltá označuje oblasti, kde je gravitácia vyššia, a modrá označuje oblasti, ktoré sú nižšie ako celosvetový priemer.

GOCE tiež pomohla vedcom pochopiť, že otrasy v Japonsku minulý mesiac a minulý rok v Čile boli spôsobené náhlym pohybom obrovských platní.

Vedci uviedli, že nové údaje pomohli objasniť, ako vyzerá „úroveň“ zemského povrchu. Loď pri pobreží Európy môže stáť o 180 metrov vyššie ako loď uprostred Indického oceánu, hoci oba tieto body sú na rovnakej úrovni pevniny.

Je zrejmé, ako sa gravitačný trik na Zemi odohráva, keďže naša planéta nie je dokonalá guľa a jej hmotnosť je rozložená nerovnomerne, vysvetľujú vedci.

Satelit GOCE bol vypustený v marci 2009. Vesmírna sonda sa dnes nachádza na veľmi nízkej polárnej obežnej dráhe s výškou len 255 km. Iné výskumné satelity nelietajú tak nízko, tvrdia odborníci.

GOCE je vybavený tromi pármi platinových senzorov ako súčasť svojho hlavného vedeckého prístroja, gradiometra, ktorý meria mikroskopické zmeny sily zrýchlenia.

Toto zrýchlenie umožňuje GOCE zmapovať takmer nepostrehnuteľné kolísanie gravitačnej sily pôsobiacej na povrch našej planéty – od najvyšších pohorí až po najhlbšie oceánske priekopy.

Geoid je najdôležitejší pojem v modernej geodézii. Ide o geometrické teleso, ktoré opakuje tvar Zeme, ale odráža rozloženie potenciálu gravitácie na planéte. Zvyčajne sa geoid približne zhoduje s priemernou hladinou vody Svetového oceánu a podmienečne pokračuje cez kontinenty.

"Dostali sme úplne nové informácie, najmä v oblastiach ako Himaláje, Andy a Antarktída," povedal pre BBC Dr. Rune Floberghagen, vedúci misie GOCE Európskej vesmírnej agentúry.

Tím vedcov uviedol, že GOCE má pravdepodobne dostatok paliva na palube a bude môcť lietať až do roku 2014.

Podľa Linera Rummela, profesora z Mníchovskej univerzity, možno prvé praktické výsledky z práce európskeho gravitačného satelitu získať približne o rok. „Údaje o gravitácii GOCE pomôžu vyvinúť pokročilejší model predpovede zemetrasenia. Keďže zemetrasenia sú spôsobené tektonickými pohybmi pod oceánom, tieto pohyby nie je možné vidieť priamo z vesmíru, hoci ich možno študovať z gravitačných údajov,“ poznamenal vedec.

Európska vesmírna agentúra (ESA) zverejnila prvé výsledky štúdií gravitačného poľa Zeme, uskutočnených pomocou satelitu GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer).