Antarktyda kryje w sobie ogromną, długotrwałą anomalię w ziemskim polu grawitacyjnym, zwaną „jamą grawitacyjną”, którą badacze wykorzystują obecnie do odkrywania tajemnic przeszłości i przyszłości kontynentu. To nie jest scenariusz science fiction, ale mierzalne zjawisko sięgające dziesiątek milionów lat wstecz, podczas którego wahania gęstości skał powodują lokalne zaburzenia równowagi grawitacyjnej. Konsekwencje wykraczają daleko poza Antarktydę i wpływają na globalny poziom mórz i stabilność ekosystemów.
Fizyka braku równowagi
Grawitacja nie jest jednolita na całej Ziemi; zmienia się w zależności od rozkładu masy. Poniżej Antarktydy obszary o małej gęstości skał powodują słabsze przyciąganie grawitacyjne, powodując odpowiednie obniżenie poziomu oceanów w miarę przepływu wody w kierunku obszarów o silniejszej grawitacji. Efekt ten jest najbardziej widoczny w Antarktycznym Niżu Geoidowym (AGL), rowie grawitacyjnym kontynentu.
AGL nie powstał z dnia na dzień, ale ewoluował przez tysiące lat, z czasem stając się silniejszy. Naukowcy wykorzystują obecnie fale sejsmiczne – podobne do tomografii komputerowej planet – do mapowania tych wewnętrznych różnic. Dane sejsmiczne w połączeniu z analizą satelitarną i zaawansowanym modelowaniem komputerowym pozwalają naukowcom zrekonstruować sposób, w jaki te anomalie grawitacyjne kształtowały Antarktydę w ciągu ostatnich 70 milionów lat.
Odkrywanie przeszłości za pomocą trzęsień ziemi
„Wyobraźcie sobie, że wykonujecie tomografię komputerową całej Ziemi, ale nie mamy zdjęć rentgenowskich jak w gabinecie lekarskim. Mamy trzęsienia ziemi” – wyjaśnia Alessandro Forte, geofizyk z Uniwersytetu Florydy. Trzęsienia ziemi generują fale, które przenikają przez płaszcz Ziemi, dostarczając „światła” oświetlającego jej wewnętrzną strukturę.
Badanie opublikowane w czasopiśmie Scientific Reports pokazuje, że studnia grawitacyjna na Antarktydzie zaczęła się intensyfikować około 30 do 50 milionów lat temu, zbiegając się z poważnymi zmianami klimatycznymi i ekspansją lodowców. Te zmiany grawitacyjne bezpośrednio wpływają na ekosystemy Ziemi, w tym na poziom mórz i kwasowość oceanów.
Dlaczego to jest ważne
Zrozumienie tego zjawiska to nie tylko zainteresowanie akademickie. Ewolucja studni grawitacyjnej Antarktydy dostarcza kluczowych wskazówek na temat wpływu wewnętrznych procesów Ziemi na warunki powierzchniowe.
„Jeśli lepiej zrozumiemy, w jaki sposób wewnętrzne siły Ziemi kształtują grawitację i poziom morza, będziemy mogli uzyskać wgląd w czynniki, które mogą być ważne dla wzrostu i stabilności dużych pokryw lodowych” – powiedział Forte.
Zespół badawczy planuje dalsze badania związku między rosnącą studnią grawitacyjną a rozwojem pokryw lodowych. Analizując te interakcje w głębi Ziemi, naukowcy mają nadzieję ulepszyć przewidywania przyszłych zmian klimatycznych i wzrostu poziomu morza.
Antarktyczna studnia grawitacyjna przypomina, że systemy ziemskie są ze sobą powiązane w złożony sposób. Badanie tych ukrytych sił ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia długoterminowej stabilności planety i naszej na niej przyszłości.
