Mes dažnai laikome gravitaciją nekintamu gamtos dėsniu, tačiau gruntas po Antarktida pasakoja kitokią istoriją – čia vykstantys Žemės gelmių procesai iš lėto silpnina planetos traukos jėgą.
Naujas Floridos universiteto mokslininkų tyrimas atskleidė, kad vienas didžiausių vadinamųjų „gravitacijos duobių“ Žemėje yra tiesiai po Antarktida.
Ši sritis, dar vadinama Antarktine geoido žemuma (AGL), per pastaruosius maždaug 70 milijonų metų smarkiai pakito ir, kaip manoma, galėjo turėti įtakos visos planetos klimatui.
Kompiuteriniai uolienų judėjimo modeliai rodo, kad ši gravitacijos duobė ypač sustiprėjo prieš 50–30 milijonų metų – tuo laikotarpiu, kai Antarktidoje ėmė formuotis plačiai paplitę ledynai, dengiantys žemyną iki šiol.
„Jei geriau suprasime, kaip Žemės gelmės lemia gravitaciją ir jūros lygį, galėsime tiksliau įvertinti veiksnius, svarbius didžiųjų ledo skydo formavimuisi ir stabilumui“, – sako geofizikas, Floridos universiteto profesorius Alessandro Forte, daktaras, vienas iš naujojo tyrimo autorių.
Geologinis „kompiuterinis tomografas“
Gravitacija dažnai laikoma universalia konstanta – nematoma jėga, kuri laiko kavą puodelyje ir mūsų kojas ant žemės. Tačiau realybėje viskas kur kas sudėtingiau.
Žemėje egzistuoja subtilūs regioniniai gravitacijos svyravimai, kuriuos lemia skirtingas giliai po mūsų kojomis esančių uolienų tankis ir judėjimas.
Šie skirtumai žmogui beveik nepastebimi, tačiau jie daro didžiulę įtaką vandenynams. Ten, kur gravitacija silpnesnė, jūros lygis šiek tiek „įdumba“, o kur ji stipresnė – vanduo tarsi šiek tiek „susitelkia“. Antarktidos atveju tai reiškia, kad vandenynas aplink žemyną yra šiek tiek žemesnis, nei būtų idealiai tolygios gravitacijos planetoje.
Šiame tyrime buvo nagrinėjama, kaip Antarkties gravitacijos duobę per milijonus metų „išdrožė“ neįtikėtinai lėtas Žemės gelmių uolienų slinkimas.
Norėdami sudaryti Žemės vidaus žemėlapį, mokslininkai pasitelkė milžinišką pasaulinę seismogramų – žemės drebėjimų įrašų – duomenų bazę ir sudėtingus fizikos modelius.
Naudodama žemės drebėjimų bangas kaip savotišką medicininį kompiuterinės tomografijos atitikmenį, tyrėjų komanda atkūrė trimačią Žemės vidaus sandaros viziją.
Seisminės bangos skirtinguose uolienų tipuose sklinda skirtingu greičiu, todėl iš jų „kelionės laiko“ ir trajektorijų galima spręsti apie Žemės gelmių sudėtį ir temperatūrą.
„Įsivaizduokite, kad darome visos Žemės kompiuterinę tomografiją, tik vietoj rentgeno spindulių, kuriuos naudojame medicinoje, turime žemės drebėjimus. Būtent žemės drebėjimų bangos yra tas ‘šviesos šaltinis’, kuris apšviečia planetos vidų“, – aiškina Forte.
„Duobės“ raida per milijonus metų
Pasitelkę sudėtingas fizikos ir skaitinio modeliavimo priemones, mokslininkai atsekė Žemės gelmių uolienų srautus 70 milijonų metų atgal – iki pat dinozaurų laikų.
Šie modeliai parodė, kaip laikui bėgant gravitacijos duobė po Antarktida iš menko nelygumo palaipsniui virto ryškia regionine anomalija.
Istorinės rekonstrukcijos rodo, kad iš pradžių ši geoido žemuma buvo gana silpna. Tačiau maždaug prieš 50–30 milijonų metų ji ėmė sparčiai gilėti ir plėstis – būtent tuo metu Žemės klimatas smarkiai atvėso.
Šis gravitacijos pokyčių laikotarpis sutapo su žemyno atvėsimu ir pirmųjų milžiniškų, ištisą Antarktidą dengiančių ledo skydų atsiradimu.
Mokslininkai pabrėžia, kad šis sutapimas tikriausiai nėra atsitiktinis. Stiprėjanti gravitacijos duobė keitė žemyno paviršiaus aukštį ir aplinkinių jūrų lygį, o šie pokyčiai sudarė palankesnes sąlygas ledui kauptis ir išlikti stabilus.
Tyrimo autoriai teigia, kad atsakymų į klausimą, kaip išsaugoti Antarktidos ledą, reikia ieškoti ne vien atmosferoje ar klimato kaitos politikoje. Ne mažiau svarbu suprasti ir tai, kas vyksta lėtai besisukančiame, karštame Žemės gelmių „variklyje“ po mūsų kojomis.
