Έτσι οι ωκεανοί και η ατμόσφαιρα μετακινούν την «καρδιά» του πλανήτη μας
Η ακριβής γνώση της θέσης του κέντρου μάζας της Γης αποτελεί θεμελιώδες σημείο αναφοράς για την ορθή λειτουργία των δορυφορικών συστημάτων πλοήγησης, αλλά και για τις μετρήσεις υψομέτρου σε παγκόσμια κλίμακα
Snapshot
- Οι εποχικές αλλαγές μετακινούν το κέντρο μάζας της Γης, προκαλώντας διαρκείς ταλαντώσεις σε σχέση με το γεωμετρικό της κέντρο.
- Μια νέα τεχνολογία βασισμένη σε δορυφορικά δεδομένα βελτιώνει την ακρίβεια υπολογισμού των μεταβολών του κέντρου μάζας της Γης.
- Η μετακίνηση του κέντρου μάζας της Γης κάθε χρόνο είναι περίπου η μισή από τις προηγούμενες εκτιμήσεις πριν από οκτώ χρόνια.
- Η νέα μέθοδος συνδυάζει δεδομένα GPS και δορυφόρων χαμηλής τροχιάς για πιο ακριβείς μετρήσεις της κατανομής μάζας νερού και αέρα.
- Η ακριβής γνώση του κέντρου μάζας είναι κρίσιμη για τη σωστή λειτουργία δορυφορικών συστημάτων πλοήγησης και παγκόσμιων μετρήσεων υψομέτρου.
Οι εποχικές αλλαγές ανακατανέμουν τεράστιες ποσότητες νερού σε ολόκληρο τον πλανήτη, προκαλώντας μια δυναμική διαδικασία που κάνει το κέντρο μάζας της Γης να ταλαντώνεται διαρκώς σε σχέση με το πραγματικό γεωμετρικό της κέντρο. Ερευνητές της NASA μελετούν σε βάθος αυτές τις συνεχείς μεταβολές, καταγράφοντας με εξαιρετική ακρίβεια κάθε αλλαγή, ακόμη και της τάξης του ενός χιλιοστού.
Η ακριβής γνώση της θέσης του κέντρου μάζας της Γης αποτελεί θεμελιώδες σημείο αναφοράς για την ορθή λειτουργία των δορυφορικών συστημάτων πλοήγησης, αλλά και για τις μετρήσεις υψομέτρου σε παγκόσμια κλίμακα. Μια ομάδα με επικεφαλής το Jet Propulsion Laboratory στη Νότια Καλιφόρνια παρουσίασε μια νέα τεχνολογική προσέγγιση για τον υπολογισμό αυτών των μεταβολών με πρωτοφανή ακρίβεια.
Η τεχνική και τα ευρήματα, που δημοσιεύτηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Geophysical Journal International, δείχνουν με χαρακτηριστικό τρόπο πώς το λιώσιμο του χιονιού την άνοιξη, η δραστηριότητα των ωκεανών και ο πυκνός χειμερινός αέρας μπορούν να μετακινούν τεράστιες μάζες στην επιφάνεια της Γης καθώς οι εποχές διαδέχονται η μία την άλλη.
Οι εποχές μετακινούν το κέντρο μάζας της Γης
Η νέα μελέτη δεν αποτελεί την πρώτη προσπάθεια των επιστημόνων να προσδιορίσουν με ακρίβεια τη θέση του κέντρου μάζας της Γης. Εδώ και δεκαετίες, οι ερευνητές έχουν δοκιμάσει διάφορες προηγμένες τεχνικές που βασίζονται σε όργανα και συστήματα που βρίσκονται στο Διάστημα.
Στην πραγματικότητα, πρόκειται για έναν στόχο που βρίσκεται διαρκώς σε κίνηση. Αν ο πλανήτης μας ήταν μια απλή, άκαμπτη σφαίρα, το κέντρο μάζας του θα συνέπιπτε διαρκώς με το γεωμετρικό του κέντρο. Στην πραγματικότητα, όμως, η Γη παραμορφώνεται συνεχώς υπό το τεράστιο βάρος του νερού, των πάγων και της ατμόσφαιρας.
Ως αποτέλεσμα, το κέντρο μάζας του πλανήτη μετακινείται διαρκώς και μπορεί να απομακρύνεται από το γεωμετρικό του κέντρο κατά αρκετά χιλιοστά. Οι προηγούμενες μέθοδοι μέτρησης παρουσίαζαν σημαντικά περιθώρια σφάλματος. Είναι χαρακτηριστικό ότι οι δύο τελευταίες διεθνείς εκτιμήσεις, οι οποίες πραγματοποιήθηκαν το 2017 και το 2023, διαφέρουν μεταξύ τους κατά 7 χιλιοστά. Η διαφορά αυτή είναι σχεδόν ίδια με το ίδιο το μέγεθος της μετακίνησης που προσπαθούν να καταγράψουν οι επιστήμονες.
Για να περιορίσει δραστικά αυτή την αβεβαιότητα, ο γεωεπιστήμονας Donald Argus ηγήθηκε της ανάπτυξης μιας νέας τεχνικής, η οποία βασίζεται στην εξαιρετικά ακριβή παρακολούθηση δορυφόρων.
Η ακρίβεια των δορυφόρων σε τροχιά
Οι τεχνητοί δορυφόροι, οι οποίοι κινούνται αποκλειστικά υπό την επίδραση της βαρύτητας, περιφέρονται γύρω από το κέντρο μάζας της Γης με απολύτως φυσικό τρόπο. Ακόμη και οι απειροελάχιστες μεταβολές στην απόσταση μεταξύ των δορυφόρων και των επίγειων σταθμών μπορούν να αποκαλύψουν με ακρίβεια τη μετατόπιση του κέντρου μάζας.
Η ιδέα της αξιοποίησης δορυφόρων για τη συγκεκριμένη μέτρηση χρονολογείται αρκετές δεκαετίες πίσω. Το 1976 και το 1992 εκτοξεύθηκαν δύο δορυφόροι που σχεδιάστηκαν ειδικά για τον σκοπό αυτό. Πρόκειται για τους LAGEOS 1 και LAGEOS 2, μεταλλικές σφαίρες βάρους 408 κιλών, καλυμμένες με ανακλαστικά πρίσματα και παρακολουθούμενες με τη χρήση λέιζερ από σταθμούς που βρίσκονται σε περισσότερες από 20 χώρες.
Το βασικό πρόβλημα των παλαιότερων μεθόδων ήταν η άνιση κατανομή αυτών των επίγειων σταθμών. Η νέα μέθοδος βελτιώνει την ακρίβεια συνδυάζοντας συστήματα παρακολούθησης GPS με δεδομένα από αρκετούς ακόμη δορυφόρους χαμηλής γήινης τροχιάς. Με αυτόν τον τρόπο, οι ερευνητές συγκεντρώνουν ένα ευρύτερο σύνολο μετρήσεων και υπολογίζουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τον τρόπο με τον οποίο το βάρος των πάγων και του νερού προκαλεί παραμορφώσεις στον φλοιό της Γης.
«Τώρα εκτιμούμε ότι το μέγεθος της μετακίνησης του κέντρου μάζας της Γης μπρος-πίσω κάθε χρόνο είναι περίπου το μισό από αυτό που πιστεύαμε πριν από οκτώ χρόνια», δήλωσε ο ερευνητής Donald Argus σχετικά με τα νέα δεδομένα.
«Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η μάζα του νερού και του αέρα της Γης που μετακινείται μεταξύ των δύο ημισφαιρίων είναι μικρότερη από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως», πρόσθεσε.
Ο Felix Landerer, ένας από τους συντελεστές της μ
