Tyngdefeltkort afslører buler i Jorden

Det hidtil bedste kort over Jordens tyngdefelt kan blive en hjælp til at observere havstrømme og studere kræfterne bag større jordskælv, siger eksperter.

Det ligner måske mest en klump trylledej med buler i, men denne farverige genstand er faktisk den hidtil mest nøjagtige digitale model af Jordens tyngdefelt, siger forskere.

Tyngdefeltkortet, der blev offentliggjort i sidste uge og viser, hvad der kaldes en geoide, er frembragt af den europæiske rumfartsorganisation ESA's satellit GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer).

Jorden er ikke jævn

De fleste mennesker forestiller sig generelt Jorden som en relativt jævn kugle. Men stoffet er ikke jævnt fordel på klodens overflade, og vandmasserne er hele tiden i bevægelse som følge af vind og strømforhold.

Ved at afbilde klodens tyngdefelt frem for dens fysiske udseende viser geoiden den form, det gennemsnitlige havniveau ville have, hvis det på en eller anden måde kunne fordeles over hele klodens overflade, siger John Wahr, der er geofysiker på University of Colorado i USA.

"Når folk siger, at Denver ligger 1609 m over havet, mener de dybest set, at den ligger 1609 m over geoiden," siger John Wahr i en e-mail.

Se en animation af geoiden i bevægelse

GOCE indsamler data

Den europæiske rumfartsorganisation opsendte GOCE i marts 2009 i et lavt polarkredsløb, hvor den kredser omkring 255 km over Jordens overflade.

Siden da har fartøjet brugt sit arsenal af meget følsomme tyngdekraftsensorer til at kortlægge variationer i Jordens tyngdefelt og har indsamlet data over tusindvis af gennemløb.

Den resulterende geoide kan bruges af geofysikere til at finde frem til detaljer om Jordens indre opbygning, siger Michael Watkins, der er geodæt på NASA's Jet Propulsion Laboratory i Californien i USA.

Tyngdefeltkortene er også vigtige for oceanografer, fordi vind og strøm får vand til at hobe sig op nogle steder, mens det andre steder bliver trukket væk.

"Hvis man på en eller anden måde kan kortlægge havoverfladen (f.eks. ved hjælp af højdemålinger med satellitradar) og så tage forskellen mellem denne overflade og geoiden, kan man ... bestemme retningen og styrken af havstrømme," siger John Wahr fra University of Colorado.

"Jo bedre geoiden er, desto bedre kan man gøre dette."

Ny geoide et "øjebliksbillede" af tyngdefeltet

Selv om John Wahr og Michael Watkins ikke indgår i GOCE-teamet, arbejder de med en tilsvarende NASA-satellit ved navn GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment). Dette fartøj er i et højere kredsløb og frembringer mindre detaljerede kort over Jordens tyngdefelt.

Hvad GRACE mangler i opløsning, har den til gengæld i rettidighed, og det gør NASA i stand til at følge forandringer i Jordens tyngdefelt som følge af bevægelige vandmasser eller smeltende gletsjere.

"GOCE er et øjebliksbillede i høj opløsning af tyngdefeltet," siger Michael Watkins fra JPL i en e-mail. "GRACE er en film i mellemhøj opløsning."

De to supplerer hinanden, siger han, for jo bedre vi kender "øjebliksbilledet", desto mere nøjagtigt kan vi finde forandringer, når filmen ruller.

Ved at studere geoiden kan vi eksempelvis få en bedre forståelse af tektoniske processer som dem, der indgik i sidste måneds ødelæggende jordskælv i Japan, siger Michael Watkins.

"Store jordskælv flytter tilstrækkeligt med masse til at ændre tyngdefeltet," siger han, "og de ændringer kan fortælle os mere om jordskælvets mekanisme og om, hvor meget forskydning og hævning der skete, især i områder ude i havet hvor det er vanskeligt at observere direkte."

Måske er du interesseret i ...

Læs også