Tajemnicze ruchy we wnętrzu Ziemi. Wywołały olbrzymią anomalię grawitacyjną

W 2007 roku satelity krążące wokół Ziemi zarejestrowały zaskakujące zjawisko: nad wschodnim Atlantykiem pojawiła się olbrzymia anomalia grawitacyjna. Zjawisko obejmowało obszar wielkości kontynentu, po czym zupełnie zanikło. Dla ludzi było nieodczuwalne, odkryto je dopiero niedawno w danych z misji kosmicznej GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment), prowadzonej przez NASA i DLR w latach 2002–2017.

Co zmierzyły satelity misji GRACE?

GRACE składała się z dwóch satelitów, które mierzyły minimalne zmiany odległości między sobą spowodowane lokalnymi różnicami w sile grawitacji Ziemi. Mogły w ten sposób rejestrować zmiany masy na powierzchni planety – np. topnienie lodowców, podnoszenie poziomu mórz czy przesunięcia wód gruntowych. Zespół geofizyczki Charlotte Gaugne Gouranton z Université Paris Cité przypuszczał jednak, że satelity mogły uchwycić także procesy zachodzące w głębi Ziemi. I tak właśnie się stało.

Analiza danych z lat 2006–2008 ujawniła niezwykły wzorzec: w styczniu 2007 roku nad Oceanem Atlantyckim pojawił się ogromny obszar o oscylującej grawitacji, rozciągający się na 7 tys. km. Zmiany grawitacji wskazywały nie na prosty ubytek czy przyrost masy, lecz na jej gwałtowne przemieszczenie. Co więcej, w tym samym czasie w tym samym rejonie zarejestrowano tzw. geomagnetic jerk – nagłą zmianę pola magnetycznego Ziemi związaną z głębokimi procesami w pobliżu jądra planety.

Odrzucone hipotezy i zaskakujące wnioski

Badacze rozważali kilka możliwości, m.in. przesunięcie wód oceanicznych lub gruntowych. Modele wykazały jednak, że ilość wody zdolna wywołać obserwowany efekt byłaby fizycznie niemożliwa. Uwaga naukowców skupiła się więc na tym, co się dzieje głęboko we wnętrzu Ziemi.

Najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem okazała się przemiana fazowa minerału dominującego w płaszczu Ziemi: bridgmanitu ((Mg,Fe)SiO₃). Na granicy jądra i płaszcza, w ekstremalnym ciśnieniu i temperaturze, jego struktura krystaliczna może przejść z formy perowskitowej w post-perowskitową.

Towarzyszy temu nagła zmiana gęstości, co skutkuje szybkim przemieszczeniem masy i silnym zaburzeniem pola grawitacyjnego. Proces ten mógł też wpłynąć na przepływy w jądrze, wywołując odnotowaną anomalię geomagnetyczną.

Bogate życie wewnętrzne Ziemi

Co istotne, miejsce potencjalnej przemiany fazowej znajdowało się bardzo blisko tajemniczych „bąbli” materii o odmiennych właściwościach, zidentyfikowanych wcześniej dzięki badaniom sejsmicznym. Wygląda więc na to, że „bąble” i przemiana fazowa bridgmanitu mają ze sobą jakiś związek.

Odkrycie to rodzi nowe pytania o dynamikę wnętrza Ziemi: jak często takie zdarzenia występują, jaki mają wpływ na pole grawitacyjne i magnetyczne oraz jak wiążą się z anomaliami sejsmicznymi? Jak widać, wewnętrzne życie Ziemi jest dużo bardziej dynamiczne, niż sądziliśmy, a jej przyciąganie wcale nie jest stałe.

Źródło: Geophysical Research Letters

Nasza autorka

Magdalena Rudzka

Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.