211service.com
Kan jordens tyngdekraft virkelig bli påvirket av endringer i årstidene?
Jordens tyngdekraft. NASA
Hver uke leser leserne av vårt romfartsnyhetsbrev, Luftslusen , send inn spørsmålene deres som romreporter Neel V. Patel kan svare på. Denne uken: hvordan jordens tyngdekraft endres i henhold til årstidene og klimaet.
Noen fortalte meg nylig at gravitasjonskraften som Jorden utøver på satellitter i bane, endres i samsvar med de sesongmessige og klimatologiske endringene i massene til vannmassene de passerer over. Jeg er skeptisk av natur, og kilden min er ingen ekspert på romteknologi, så jeg spør deg: kan det muligens være sant? – Shyam
Det kan være vanskelig å tro at en kraft som tyngdekraften kan være gjenstand for innfall fra de skiftende årstidene, eller fra endringer i land og vann på bakken. Men det er sant: Jordens tyngdekraft endres faktisk av begge disse faktorene.
Jordens gravitasjonsfelt (3D-representasjonen av planetens gravitasjonspåvirkning) er ikke en enhetlig sfære. Den er full av humper og buler og fall og forsenkninger, forårsaket av fjellkjeder og dyphavsgraver og andre geologiske trekk. Det betyr at det er visse områder på planeten hvor gravitasjonsfeltet er kraftigere enn andre. Dette gjelder for hvert enkelt objekt i universet. Det er en del av grunnen til at forsøk på å lande på andre planeter, måner eller asteroider er så vanskelig - tyngdekraften kan variere fra sted til sted (spesielt for mindre objekter).
Du kan se hvordan jordens tyngdekraft endres disse bildene her , opprettet fra data samlet inn av Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE)-oppdraget utført av NASA og German Aerospace Center. Dyphavsgulv og bassenger vil korrespondere med fall i gravitasjonsfeltet, siden sjøvann er mindre tett enn stein. Tette steder som fjellkjeder og midthavsrygger vil utøve en større gravitasjonsattraksjon enn steder som består av mindre tette materialer, som vann.
Endringer i klimaet betyr at vannet flyttes rundt uke til uke, måned til måned og sesong til sesong. Enkelte områder og vannmasser vil tørke opp og bli mer grunne, eller oppleve mer regn og begynne å hovne opp. Disse svingningene i masse ha en påvisbar effekt i gravitasjonsfeltet på disse stedene .
Når en satellitt flyr over et område med betydelig høyere tetthet (som en fjellkjede), vil den akselerere litt mens den nærmer seg den, på grunn av økningen i gravitasjonskraften, og bremse mens den flyr av gårde . Disse endringene er utrolig små, men fortsatt målbare med de riktige verktøyene. (GRACE-oppdraget utnyttet faktisk dette fenomenet for å kartlegge planetens gravitasjonsfelt.)
Studiet av jordens gravitasjonsfelt gir faktisk forskere en annen linse for å studere effektene av klimaendringer . Ettersom arktisk oppvarming, for eksempel, tilfører masse til hav og hav, kan den tilsvarende endringen i jordens tyngdekraft sees og registreres. GRACE-dataene (samlet inn mellom 2002 og 2017) viste at 60 % av Antarktis og Grønlands totale massetap var en effekt av arktiske oppvarmingstrender, mens de andre 40 % skyldtes økt isstrøm ut i havet. De samme dataene antydet at i løpet av oppdragets 15-årige spenn mistet Grønland rundt 260 milliarder tonn is per år, mens Antarktis rundt 140 milliarder tonn per år.