Геоученые определили древние силы, стоящие за гравитационной дырой в Антарктиде

Фото из открытых источников

Новое исследование, проведенное геофизиками из Университета Флориды и Парижского института физики Земли, прослеживает происхождение антарктической гравитационной дыры (или антарктической геоидной аномалии) — самой экстремальной гравитационной аномалии на планете — до медленных подземных потоков горных пород, продолжавшихся десятки миллионов лет. Результаты исследования были опубликованы в журнале Scientific Reports.

«Если мы лучше поймем, как внутреннее строение Земли влияет на гравитацию и уровень моря, мы получим представление о факторах, которые могут иметь значение для роста и стабильности крупных ледяных щитов», — сказал профессор Алессандро Форте из Университета Флориды.

Эти колебания гравитации, вызванные разной плотностью горных пород глубоко под поверхностью Земли, незначительны в абсолютном выражении. Но они могут оказывать особенно сильное воздействие на океаны.

Там, где гравитация слабее, поверхность океана может располагаться немного ниже относительно центра Земли, потому что вода течет в сторону областей с более сильной гравитацией.

Из-за наличия гравитационной дыры высота поверхности моря вокруг Антарктиды заметно ниже, чем была бы в противном случае.

В новом исследовании профессор Форте и Петар Глишович из Парижского института физики Земли составили карту Антарктической геоидной аномалии и показали, как она развивалась в течение кайнозойской эры, то есть в период с 66 миллионов лет назад по настоящее время.

Исследователи опирались на масштабный научный проект, охватывающий всю Землю, который объединил глобальные записи землетрясений с физическим моделированием для реконструкции трехмерной структуры внутри Земли.

Представьте, что вы делаете компьютерную томографию всей Земли, но у нас нет рентгеновских лучей, как в медицинском кабинете, — сказал профессор Форте. «У нас происходят землетрясения. Сейсмические волны дают „свет“, который освещает недра планеты».

Учитывая все породы, которые могли быть освещены сейсмическими волнами Земли, и используя физические модели для прогнозирования гравитационной картины, ученые восстановили гравитационную карту всей планеты.

Реконструированная карта точно соответствовала эталонным гравитационным данным, полученным со спутников, что подтверждает реалистичность лежащих в её основе моделей.

Затем настала самая сложная часть: повернуть время вспять, чтобы увидеть, как формировалась Антарктическая геоидная низменность на протяжении тысячелетий.

Используя сложные компьютерные модели, они с помощью основанных на физических принципах реконструкций смогли восстановить динамику движения горных пород во внутренней части формации и отследить изменения за последние 70 миллионов лет.

Предыдущие снимки показали, что антарктический геоидный циклон в начале своего развития был слабее.

Затем, примерно от 50 до 30 миллионов лет назад, гравитационная дыра начала набирать силу.

Эти события совпадают по времени с крупными изменениями в климатической системе Антарктиды, включая начало широкомасштабного оледенения.

«Мы надеемся проверить наличие причинно-следственной связи между усиливающейся гравитационной воронкой и ледяными щитами, используя новые модели, которые связывают гравитацию, уровень моря и изменения высоты континентов», — сказал профессор Форте. «Цель состоит в том, чтобы ответить на один важный вопрос: как наш климат связан с тем, что происходит внутри нашей планеты?»