Ihmisillä on taipumus ajatella painovoimaa täällä maan päällä yhtenäisenä ja johdonmukaisena asiana. Tämä johtuu tekijöiden yhdistelmästä, kuten valtamerten, maanosien ja syvän sisätilan epätasainen massan jakautuminen, sekä ilmastoon liittyvistä muuttujista, kuten mantereiden vesitasapainosta ja jäätiköiden sulamisesta tai kasvamisesta.
Ja nyt, ensimmäistä kertaa nämä variaatiot on otettu kuvaan, joka tunnetaan nimellä “Potsdam Gravity Potato” - visualisointi maan painovoimakenttämallista, jonka on tuottanut Saksan geofysiikan tutkimuskeskus (GFZ) Helmholtzin Potsdamin keskus. , Saksa.
Ja kuten yllä olevasta kuvasta voidaan nähdä, se muistuttaa silmiinpistävästi perunaa. Silti hämmästyttävämpi on se, että näiden mallien avulla maan gravitaatiokenttää ei kuvata kiinteänä kappaleena, vaan dynaamisena pinnana, joka vaihtelee ajan myötä. Tämä uusi gravitaatiokenttämalli (joka on merkitty EIGEN-6C) tehtiin käyttämällä LAGEOS-, GRACE- ja GOCE-satelliiteista saatuja mittauksia, samoin kuin maaperustaisia painovoimamittauksia ja satelliittien korkeusmittarin tietoja.
Verrattuna edelliseen vuonna 2005 saatuun malliin (esitetty yllä), EIGEN-6C: n spatiaalinen resoluutio on nelinkertainen.
"Erityisen tärkeätä on mittausten sisällyttäminen satelliitti-GOCE: stä, josta GFZ teki omat laskelmansa painovoimakentästä", sanoo tohtori Christoph Foerste, joka johtaa painovoimakenttätyöryhmää GFZ: ssä yhdessä tohtori Frank Flechtnerin kanssa.
ESA-operaatio GOCE (painovoimakenttä ja vakaan tilan valtameren kiertämisen tutkija) käynnistettiin maaliskuun puolivälissä 2009, ja se on sittemmin mitannut maan gravitaatiokenttää satelliittigradiometrialla - painovoimasta johtuvan kiihtyvyyden vaihteluiden tutkimisessa ja mittaamisessa.
"Tämä mahdollistaa painovoiman mittaamisen saavuttamattomille alueille ennennäkemättömällä tarkkuudella, esimerkiksi Keski-Afrikassa ja Himalajalla", tohtori Flechtner sanoi. Lisäksi GOCE-satelliitit tarjoavat etuja valtamerten mittaamisessa.
Monissa avoimissa tiloissa, jotka sijaitsevat meren alla, maan painovoimakenttä näyttää vaihteluita. GOCE pystyy paremmin kartoittamaan nämä, samoin kuin valtameren pinnan poikkeamat - tekijän, jota kutsutaan ”dynaamiseksi valtameren topografiaksi” - mikä on seurausta Maan painovoimasta, joka vaikuttaa valtameren pinnan tasapainoon.
GFZ: n kaksisatelliittioperaation GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment) pitkän aikavälin mittaustiedot sisällytettiin myös malliin. Tarkkailemalla ilmastopohjaisia muuttujia, kuten suurten jäätiköiden sulamista napa-alueilla ja suuriin jokijärjestelmiin varastoidun vuodenajan veden määrää, GRACE pystyi määrittämään suurten ajallisten muutosten vaikutuksen painovoimakenttään.
Ottaen huomioon ilmastoon liittyvien prosessien ajallisen luonteen - puhumattakaan ilmastomuutoksen asemasta - jatkuvia operaatioita tarvitaan, jotta voidaan nähdä, miten ne vaikuttavat planeettamme pitkällä aikavälillä. Varsinkin koska GRACE-tehtävän on tarkoitus päättyä vuonna 2015.
Kaiken kaikkiaan noin 800 miljoonaa havaintoa meni lopullisen mallin laskentaan, joka koostuu yli 75 000 parametrista, jotka edustavat maailmanlaajuista painovoimakenttää. Pelkästään GOCE-satelliitti suoritti 27 000 kiertorataa palvelusaikanaan (maaliskuusta 2009 marraskuuhun 2013) kerätäkseen tietoja maan gravitaatiokentän muutoksista.
Lopputulos saavutti senttimetritarkkuuden ja voi toimia maailmanlaajuisena referenssinä merenpinnan ja korkeuden suhteen. "Painovoimayhteisön" ulkopuolella tutkimus on myös herättänyt tutkijoiden kiinnostusta ilma- ja avaruustekniikan, ilmakehätieteiden ja avaruusjätteiden suhteen.
Mutta ennen kaikkea se tarjoaa tutkijoille tavan kuvata maailmaa, joka on erilainen, mutta silti täydentävä valoon, magnetismiin ja seismisiin aaltoihin perustuvia lähestymistapoja. Sitä voidaan käyttää kaikkeen valtameren virtauksien nopeuden määrittämiseen avaruudesta, nousevan merenpinnan seurantaan ja jäälevyjen sulamiseen, manner-geologian piilotettujen piirteiden paljastamiseen ja jopa kurkistamiseen konvektiovoiman ajaavan levyn tektoniikan avulla.
