Дълбоки земни процеси може да променят гравитационното поле на планетата

Ново изследване, базирано на прецизен анализ на орбитални данни, предполага, че процеси, протичащи в дълбините на Земята, вероятно стоят зад измененията в гравитационното ѝ поле.

Отклонението е настъпило преди близо две десетилетия – между 2006 и 2008 г. – но тогава е останало незабелязано. Едва при повторно изследване на данните учените откриват вариации в гравитацията, които най-вероятно са свързани с процеси в близост до земното ядро.

Учени разгадаха тайната на раждането на Юпитер

Десетилетия наред учените изучават ядрото на Земята, макар директното наблюдение да е невъзможно. Хипотезата, че скали на границата между мантията и ядрото могат да играят роля, все още няма окончателно потвърждение, но се вписва добре в досегашните косвени наблюдения на тази скрита област.

„Това е наистина ново откритие“, казва съавторката Изабел Пане, геофизик в Университета „Гюстав Айфел“ в Париж, по повод анализа, публикуван в списание Geophysical Research Letters.

Всеки слой на Земята има свои особености: земната кора е крехка, мантията – твърда, а външното ядро – разтопено. Именно на границите между тези слоеве се раждат едни от най-могъщите природни сили – земетресенията и магнитното поле.

Заключенията на учените стъпват върху данни от мисията GRACE – съвместен американско-германски експеримент, в рамките на който два спътника обикаляха Земята в тандем от 2002 до 2017 г. GRACE е засичал колебанията в гравитацията чрез минимални изменения в позициите на спътниците, породени от масови натрупвания по земната повърхност, като например планински вериги.

Първоначално мисията е създадена, за да следи големи промени във водните запаси, като топенето на ледниците и изчерпването на подпочвените води. Пане обаче е използвала данните и за изучаване на измененията в масата преди големи земетресения. В конкретния случай анализът прониква още по-дълбоко – чак до 2900 км под повърхността, на границата ядро–мантия.

Изследователите са локализирали необичаен сигнал край бреговете на Африка, който е бил най-силен през 2007 г., но не се свързва с никакви промени в повърхностните води.

„Значи поне част от причината трябва да идва от твърдата Земя“, обяснява Пане. „Трябва да е нещо много дълбоко“.

Данни от други спътници, следящи магнитното поле, също са регистрирали смущения в същия регион и период, което подсказва за възможна връзка. Учените предполагат, че минералът перовскит, често срещан в мантията, е претърпял фазов преход под екстремно налягане. Това може да е увеличило плътността на скалите, предизвиквайки движения в околната материя и "вълни", достигнали чак до границата ядро–мантия. Тези вълни вероятно са деформирали ядрото с до 10 см, изменяйки движението на разтопените маси и влияейки на магнитното поле на Земята. Макар тази хипотеза да съответства най-добре на данните, е необходим допълнителен анализ.

„За пръв път имаме убедителни доказателства за динамични процеси в основата на мантията, които се развиват достатъчно бързо, за да ги наблюдаваме в реално време“, казва Барбара Романович, сеизмолог от Калифорнийския университет в Бъркли.

Въпреки че резултатите са уникални, Пане и колегите ѝ вече планират да проверят и данни от действащи спътници, за да установят дали подобни събития се случват и днес.