Inimesed kipuvad siin Maa peal mõtlema gravitatsioonile kui ühtlasele ja järjekindlale asjale. Selle põhjuseks on tegurite kombinatsioon, näiteks masside ebaühtlane jaotumine ookeanides, mandritel ja sügavas sisemuses, aga ka kliimaga seotud muutujad, näiteks mandrite veebilanss ja liustike sulamine või kasv.
Ja nüüd on need variatsioonid esimest korda jäädvustatud pildile, mida tuntakse kui “Potsdami gravitatsioonikartulit” - visualiseeritakse Maa gravitatsioonivälja mudelit, mille on valmistanud Saksamaa Geofüüsika Uurimiskeskus (GFZ) Helmholtzi keskus Potsdamis. , Saksamaa.
Ja nagu ülaltoodud pildilt näete, sarnaneb see silmatorkavalt kartuliga. Kuid veelgi silmatorkavam on asjaolu, et nende mudelite kaudu on Maa gravitatsiooniväli kujutatud mitte kindla kehana, vaid dünaamilise pinnana, mis aja jooksul varieerub. See uus gravitatsioonivälja mudel (mida tähistatakse EIGEN-6C) kasutades LAGEOS, GRACE ja GOCE satelliitidelt saadud mõõtmisi, samuti maapealseid gravitatsioonimõõtmisi ja satelliidi kõrgusemõõtja andmeid.
Võrreldes eelmise, 2005. aastal saadud mudeliga (näidatud ülal), on EIGEN-6C ruumilise eraldusvõime neljakordne suurenemine.
"Eriti oluline on mõõtmiste kaasamine satelliidi GOCE-st, millelt GFZ tegi oma gravitatsioonivälja arvutused ise," ütleb dr Christoph Foerste, kes juhib GFZ-is gravitatsioonivälja töörühma koos dr Frank Flechtneriga.
ESA missioon GOCE (gravitatsioonivälja ja püsiseisundi ookeani ringluse uurija) käivitati 2009. aasta märtsi keskel ja on sellest ajast alates mõõtnud Maa gravitatsioonivälja satelliidi gradiomeetria abil - gravitatsioonist tingitud kiirenduse erinevuste uurimiseks ja mõõtmiseks.
"See võimaldab mõõta raskusjõudu enneolematu täpsusega ligipääsmatutes piirkondades, näiteks Kesk-Aafrikas ja Himaalajas," ütles dr Flechtner. Lisaks pakuvad GOCE satelliidid ookeanide mõõtmisel eeliseid.
Paljudes mere all asuvates avatud ruumides näitab Maa gravitatsiooniväli variatsioone. GOCE suudab neid paremini kaardistada, nagu ka ookeani pinna hälbed - tegur, mida tuntakse kui “dünaamilist ookeani topograafiat” -, mis tuleneb Maa raskusjõust, mis mõjutab ookeani pinna tasakaalu.
Mudelisse lisati ka pikaajalised mõõtmisandmed GFZ-i kaksiksatelliidi missioonilt GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment). Jälgides kliimapõhiseid muutujaid, nagu polaarpiirkondade suurte liustike sulamine ja suurtesse jõesüsteemidesse salvestatud hooajaline vesi, suutis GRACE kindlaks teha suuremahuliste ajaliste muutuste mõju gravitatsiooniväljale.
Arvestades kliimamuutustega seotud protsesside ajalist olemust - rääkimata kliimamuutuste rollist - on vaja käimasolevaid missioone, et näha, kuidas need mõjutavad meie planeeti pikaajaliselt. Eriti kuna GRACE-missioon on kavandatud lõppema 2015. aastal.
Kokku arvutati lõpliku mudeli arvutamiseks umbes 800 miljonit vaatlust, mis koosneb enam kui 75 000 globaalset gravitatsioonivälja esindavast parameetrist. Ainuüksi GOCE satelliit tegi oma tööperioodil (märtsist 2009 kuni novembrini 2013) 27 000 orbiiti, et koguda andmeid Maa gravitatsioonivälja muutuste kohta.
Lõpptulemus saavutas täpsuse sentimeetrites ja seda saab kasutada merepinna ja kõrguse globaalse võrdlusalusena. Lisaks raskusjõudude kogukonnale on uurimistöö suurendanud ka teadlaste huvi kosmosetehnika, atmosfääriteaduste ja kosmosejäätmete vastu.
Kuid ennekõike pakub see teadlastele maailma kujutamise viisi, mis erineb valguse, magnetilisuse ja seismiliste lainete lähenemisviisidest, kuid on sellele siiski täiendav. Ja seda saaks kasutada kõige jaoks, alates kosmose ookeanihoovuste kiiruse määramisest, merepinna tõusu jälgimisest ja jääkiudude sulatamisest kuni mandrigeoloogia varjatud tunnuste paljastamiseni ja isegi konvektsioonijõu vedava plaadi tektoonika piilumiseni.
