Исследователи обнаружили аномалию в гравитационном поле Земли в период с 2006 по 2008 год, которая могла быть вызвана смещением минералов в недрах земной мантии. Спутники GRACE зафиксировали в то время странный гравитационный сигнал.
Исследователи обнаружили аномалию в данных с оригинальных спутников GRACE, которые были активны в период с 2002 по 2017 год. (Изображение предоставлено NASA/JPL)
Согласно недавнему исследованию, почти 20 лет назад спутники зафиксировали странный гравитационный сигнал у берегов Африки, что позволяет предположить, что в недрах планеты произошло что-то необычное, исказившее её гравитационное поле.
Большая гравитационная аномалия наблюдалась над восточной частью Атлантического океана в течение примерно двух лет. Её пик пришёлся на январь 2007 года, когда Стив Джобс анонсировал первый iPhone (хотя, конечно, между этими двумя событиями не было никакой связи).
Исследователи недавно обнаружили этот сигнал при анализе данных, собранных спутниками Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) в период с 2003 по 2015 год. Гравитационная аномалия возникла примерно в то же время, что и геомагнитный «толчок» — резкое изменение в вариациях магнитного поля Земли.
Исследователи предполагают, что странная аномалия и толчок были вызваны ранее неизвестным геологическим процессом. Их выводы, опубликованные 28 августа в журнале Geophysical Research Letters, указывают на то, что изменение состава минералов могло привести к быстрому перераспределению массы в глубокой мантии, вблизи ядра, что изменило магнитное поле Земли.
Соавтор исследования Миоара Мандеа — геофизик из Национального центра космических исследований (CNES) во Франции и главный исследователь проекта Европейского исследовательского совета «Гравиметрия, магнетизм, вращение и движение ядра» — рассказала Live Science, что сначала усомнилась в достоверности сигнала.
«Как это часто бывает в научных исследованиях, я сначала задался вопросом: является ли сигнал подлинным, как его можно проверить и как его следует интерпретировать?» — написал Мандеа в электронном письме. «Хотя результат и его публикация, безусловно, принесли мне удовлетворение, я в первую очередь думал о следующих шагах и возможных последствиях».
Спутники GRACE представляли собой пару идентичных космических аппаратов, работавших в рамках совместной миссии НАСА и Немецкого центра авиации и космонавтики (DLR). Ученые использовали эти спутники, которые функционировали с 2002 года до тех пор, пока в 2017 году у них не закончилось топливо, для измерения вариаций гравитации на Земле. Спутники двигались вокруг Земли в тандеме (один за другим), и исследователи измеряли расстояние между двумя объектами, чтобы выявить любые изменения, произошедшие в результате вариаций гравитационного поля Земли, согласно НАСА.
Такие изменения гравитации часто вызваны изменениями в концентрации массы — чем больше масса, тем сильнее гравитация. Например, водные течения перемещают массу в океане, что может привести к локальным изменениям в гравитационном поле Земли. В новом исследовании учёные проанализировали данные GRACE на предмет аномальных гравитационных сигналов, которые потенциально могли возникнуть глубоко внутри Земли, а не из-за перемещения воды на поверхности или вблизи неё.
Согласно исследованию, сигнал представлял собой гравитационную аномалию, вытянутую с севера на юг примерно на 4350 миль (7000 километров) — почти на всю длину Африканского континента — в период с 2006 по 2008 год.
Исследователи всё ещё изучают глубинную мантию Земли и границу между каменистым слоем и жидким внешним ядром нашей планеты, но нижняя часть мантии в основном состоит из силиката магния (MgSiO3). Авторы исследования предположили, что перераспределение массы, которое они приписали сигналу, произошло в результате фазового перехода перовскита в постперовскитную фазу в этой нижней части мантии, в результате чего структура силиката магния изменилась под давлением, что привело к смещению массы вглубь Земли.
Мандеа отметил, что основной вывод исследования заключается в том, что Земля — сложная система и для понимания её внутренних процессов необходимы различные наборы данных и методы.
«Земля — сложная система, которую необходимо изучать с помощью различных наборов данных и взаимодополняющих методов анализа, — сказал Мандеа. — Такое сочетание даёт нам возможность выявить и лучше понять скрытые процессы в недрах Земли».