Мы привыкли воспринимать гравитацию как постоянную и неизменную силу, но в действительности ее воздействие не везде на Земле одинаково. Сила притяжения незначительно колеблется по всей поверхности планеты, и, как выяснили ученые, самое слабое гравитационное поле, с поправкой на вращение Земли, находится под Антарктидой.
Новое исследование показывает, что эта гравитационная аномалия, или «гравитационная дыра», возникла в результате чрезвычайно медленных перемещений горных пород глубоко в мантии планеты. Эти процессы, длившиеся десятки миллионов лет, постепенно сформировали область с пониженной гравитацией. Примечательно, что усиление этой аномалии происходило в тот же период, когда климат Антарктиды претерпевал кардинальные изменения, что может указывать на связь между глубинными геологическими процессами и образованием ледниковых щитов континента.
«Если мы сможем лучше понять, как недра Земли формируют гравитацию и уровень моря, мы получим представление о факторах, которые могут иметь значение для роста и стабильности крупных ледниковых щитов», – отмечает соавтор исследования Алессандро Форте, профессор геофизики из Университета Флориды. Различия в гравитации вызваны разной плотностью пород глубоко под поверхностью. Хотя эти колебания невелики, они заметно влияют на Мировой океан: в областях с меньшей гравитацией поверхность моря располагается немного ниже.
В своем исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports, ученые Алессандро Форте и Петар Глишович использовали данные о сейсмических волнах от землетрясений по всему миру, чтобы создать трехмерную карту недр планеты. «Представьте, что мы делаем КТ-сканирование всей Земли, но вместо рентгеновских лучей у нас есть землетрясения. Их волны – это своего рода “свет”, который освещает внутреннее строение планеты», – объясняет Форте. Полученная гравитационная карта в точности совпала с данными спутниковых измерений, что подтвердило достоверность модели.
Следующим шагом стало воссоздание истории этой аномалии. С помощью сложного компьютерного моделирования исследователи «отмотали время назад», проследив движение пород в мантии на 70 миллионов лет в прошлое, во времена динозавров. Реконструкция показала, что изначально гравитационная дыра была менее выражена, но начала значительно усиливаться в период между 50 и 30 миллионами лет назад. Это совпадает по времени с началом масштабного оледенения Антарктиды.
В дальнейшем ученые планируют выяснить, могло ли усиление гравитационной аномалии стать одним из факторов, способствовавших формированию ледяного покрова континента. Будущие модели будут исследовать сложное взаимодействие между гравитацией, уровнем моря и высотой суши, чтобы ответить на фундаментальный вопрос: как процессы внутри нашей планеты связаны с ее климатической системой.
