Mappa della gravità della Luna. È stata compilata una mappa gravitazionale della terra

Ad oggi è stato compilato il modello più accurato del campo gravitazionale della Terra, che aiuterà nello studio dei terremoti, delle maree, della circolazione oceanica e masse d'aria. Ciò è stato possibile grazie al satellite europeo GOCE design unico situato in un'orbita speciale.

Riso. 3.2.1

Dopo due anni di attività in orbita del satellite GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer), l'Agenzia spaziale europea ha pubblicato la mappa più completa al mondo della gravità terrestre. I dati raccolti sono stati sufficienti per fornire agli scienziati l'accesso al geoide più accurato fino ad oggi - un modello della Terra, che dovrebbe aiutare a comprendere le peculiarità del funzionamento terrestre - clima, correnti oceaniche e aeree, movimenti delle placche litosferiche.

Il geoide è la superficie di un ideale oceano globale in assenza di maree e correnti. La sua forma è determinata solo dalla gravità.

Frammento nuova carta(Fig. 3.2.2). La gravità è più forte nelle aree colorate in giallo e più debole in quelle blu. La forma del geoide è volutamente migliorata: per maggiore chiarezza, le differenze di altezza vengono moltiplicate per 10mila volte.

Conoscere la forma esatta del geoide è importante per la geodesia: è da qui che vengono misurate le altitudini del mondo (illustrazione EPA, ESA/HPF/DLR).

Riso. 3.2.2

La cosa ancora più interessante è che GOCE vede le deviazioni della gravità con un elevato dettaglio, il che consente di notare le faglie tettoniche, calcolare la distribuzione delle masse nello spessore delle catene montuose e osservare altre caratteristiche simili, nascoste alla vista, della struttura della Terra. Decifrando le informazioni provenienti da GOCE, gli scienziati possono notare il movimento del magma nelle profondità sotto i vulcani o registrare caratteristiche nel movimento e nell'interazione delle placche continentali.

Il satellite GOCE è stato lanciato nel marzo 2009. Ad oggi, ha trascorso più di 12 mesi in modalità di raccolta dati operativa.

GOCE è già diventato un fenomeno eccezionale nello spazio e nello studio della vita sulla Terra. Il suo gradiometro, composto da sei accelerometri altamente sensibili che studiano la gravità, è unico nell'orbita terrestre.

Per la metà del prossimo decennio è previsto il lancio dell'interferometro spaziale LISA (Laser Interferometer Space Antenna), con un braccio lungo 5 milioni di chilometri, si tratta di un progetto congiunto della NASA e dell'Agenzia spaziale europea. La sensibilità di questo osservatorio sarà centinaia di volte superiore alle capacità degli strumenti a terra. È progettato principalmente per la ricerca di onde gravitazionali a bassa frequenza (10-4-10-1 Hz), che non possono essere rilevate sulla superficie terrestre a causa delle interferenze atmosferiche e sismiche. Tali onde emettono il doppio sistemi stellari, abitanti abbastanza tipici dello Spazio. LISA sarà anche in grado di rilevare le onde gravitazionali generate quando le stelle ordinarie vengono assorbite dai buchi neri. Ma per rilevare le onde gravitazionali relitte, portando informazioni sullo stato della materia nei primi istanti successivi Big Bang, richiederanno probabilmente strumenti spaziali più avanzati. Attualmente si sta discutendo di un'installazione del genere, Big Bang Observer, ma è improbabile che venga creata e lanciata prima di 30-40 anni.

Anomalie della gravità

L'anomalia della gravità è un termine generale utilizzato nei casi in cui si osservano indicatori insoliti del campo gravitazionale o caratteristiche gravitazionali di un oggetto. Il termine viene utilizzato anche nei casi in cui modello matematico la teoria gravitazionale contraddice un'altra teoria o natura fisica interazione gravitazionale.

Quando applicate alle forme e alle proprietà gravitazionali dei corpi celesti, le anomalie gravitazionali sono solitamente espresse come cambiamenti nell'accelerazione di gravità nelle loro vicinanze, che possono indicare la presenza di minerali con grande valore densità o, al contrario, la presenza di grandi vuoti nelle rocce. In quest'ultimo caso, a volte tale fenomeni anomali, come l'acqua che scorre “verso l'alto” lungo un piano inclinato o i veicoli su ruote che si muovono “verso l'alto”. Le manifestazioni di anomalie a terra includono anche la deviazione del filo a piombo dalla posizione verticale e i cambiamenti nella velocità dell'orologio a pendolo. Nei casi associati ai depositi di minerali, si osservano spesso anche anomalie geomagnetiche, a cui sono associate vari fenomeni nell’atmosfera terrestre e nella ionosfera.

A differenza di corpi celesti massicci come la Terra, più leggeri corpi celestiali hanno grandi valori relativi di anomalie gravitazionali, il che non consente di descrivere il loro potenziale gravitazionale mediante funzioni armoniche. Nel caso della Terra, il potenziale gravitazionale della superficie, o geoide, viene descritto esattamente su questa base teorie matematiche utilizzando funzioni armoniche. Le anomalie gravitazionali della Luna hanno il loro nome: mascons.

Con l'inizio dell'era Voli spaziali Lo studio del geopotenziale terrestre viene effettuato principalmente studiando i cambiamenti nella posizione dei satelliti artificiali della Terra, dotati di accelerometri. Si presume che la comparsa di anomalie gravitazionali possa essere associata anche al rischio di terremoti ed eruzioni vulcaniche.

In cosmologia, insoliti accumuli di massa di materia che si manifestano sotto forma di lenti gravitazionali e una distribuzione anomala delle velocità degli oggetti nelle loro vicinanze. In casi come il Grande Attrattore, si osservano entrambi questi fenomeni. Inoltre, il termine anomalia gravitazionale viene solitamente utilizzato in relazione agli ammassi materia oscura o la massa nascosta dell'Universo.

Riso. 3.2.3 - Anomalie di gravità della terra (secondo NASA GRACE - Gravity Recovery And Climate Change)

In due anni di attività, il satellite europeo GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer - un ricercatore del campo gravitazionale e delle correnti oceaniche stazionarie), misurando la gravità della Terra, ha raccolto dati sufficienti per creare una mappa gravitazionale di senza precedenti precisione, riporta la membrana.

Il team GOCE ha presentato i risultati del proprio lavoro in una conferenza a Monaco.

Lanciato nel 2009, il dispositivo è dotato di sei accelerometri, cento volte più sensibili di...

I geofisici hanno presentato mappe preliminari create dai dati raccolti dalla navicella spaziale GOCE dell'Agenzia spaziale europea (ESA). Le mappe sono state pubblicate in occasione della riunione annuale dell'American Geophysical Union.

Poiché la forma della Terra è diversa da quella sferica, l'attrazione gravitazionale in alcune regioni può essere molto diversa dall'attrazione in altre. Sulla base dei dati relativi a queste differenze, gli scienziati hanno colorato la mappa: le regioni in cui l'accelerazione di gravità è maggiore di 9 sono contrassegnate in rosso...

Scienziati Accademia Russa Le scienze (RAS) stanno indagando su un misterioso artefatto creato da qualcuno in epoca preistorica.

Sensazione di dispensa

E cosa ci hai trovato? "Una normale pietra spaccata", l'addetto stampa del rettore dell'Università statale di Mosca Olesya Viktorovna ha guardato con indifferenza la lastra di pietra, che è conservata nel ripostiglio dell'università.

Io e il fotografo eravamo in soggezione. Perché finalmente abbiamo visto “quella stessa mappa di pietra” di cui ci avevano parlato. E insistevano che avesse 65 anni...

Le agenzie spaziali americana e giapponese hanno pubblicato fino ad oggi i dati più accurati (il secondo consecutivo). mappa topografica Terra. Lo riporta un comunicato stampa sul sito della Nasa. La prima versione della stessa mappa è stata pubblicata nel giugno 2009.

Entro nuova versione Alla mappa sono stati aggiunti i dati ottenuti dopo l'analisi di 260mila immagini stereo riprese dall'apparato Terra. Di conseguenza, la risoluzione della mappa è stata notevolmente aumentata. La mappa è pubblicata per l'accesso gratuito su Internet...

I fisici hanno condotto l'esperimento più preciso fino ad oggi per misurare la dilatazione temporale gravitazionale, prevista dalla teoria della relatività di Einstein.

L'essenza dell'esperimento era la seguente. Gli atomi di cesio, raffreddati quasi allo zero assoluto, sono stati “lanciati” verso l'alto in una camera speciale utilizzando un laser, dopo di che hanno iniziato a muoversi in un arco sotto l'influenza della gravità.

Ad un certo punto, l'impulso laser ha trasferito le particelle in una sovrapposizione di due stati...

Le lenti gravitazionali, scoperte dagli astronomi circa 30 anni fa, sono una delle più fenomeni sorprendenti esistenti nell'universo. Divennero non solo la prova più convincente della verità della teoria della relatività di Einstein, ma anche assistenti indispensabili degli astronomi nella ricerca di risposte a molte domande sulla struttura e sull'evoluzione dell'universo.

Proprio come i miraggi che i viaggiatori incontrano nei deserti, lo spazio ha i suoi miraggi. Si verificano quando la luce proveniente da oggetti distanti viene deviata...

La scienza si sta avvicinando alla conferma delle verità bibliche. Lo sappiamo dalla scuola: il nostro pianeta ha la forma di una palla allungata ai poli, è costituito da un mantello e un nucleo e diversi strati di atmosfera aleggiano sopra la sua superficie.

Da tempo immemorabile ruota attorno al proprio asse e attorno al Sole, e questo meccanismo, avviato dalla natura stessa, non si fermerà mai. Almeno questo è quello che pensiamo.

Il nostro interlocutore, un professore, dottore in scienze fisiche e matematiche, eminente scienziato...

Dimensioni in un mondo volante

Non è facile costruire una mappa del mondo in cui si trovano gli oggetti movimento costante- muoversi simultaneamente l'uno rispetto all'altro e volare via lati diversi. "Non dimentichiamo che alle distanze interstellari il concetto di simultaneità è tutt'altro che ovvio", ha scritto Paul Anderson in uno dei suoi racconti su Rogue Traders, e questa circostanza complica notevolmente la vita degli esploratori spaziali. Ecco, ad esempio, come determinare la distanza da un luogo distante...

L'Agenzia spaziale europea ha pubblicato la prima mappa del campo gravitazionale del nostro pianeta, basata sui dati del satellite GOCE. Grazie all'unicità del satellite, i dati raccolti sono estremamente accurati e la mappa stessa aiuterà oceanografi e climatologi a dare risposte più ragionate alle domande problemi globali sulla vita della Terra.

Il satellite GOCE (nome completo: Gravitational Field and Steady Ocean Current Explorer), sviluppato dall'Agenzia spaziale europea, è stato lanciato dal cosmodromo russo di Plesetsk il 17 marzo 2009. L’obiettivo del progetto è quello di mappare con precisione e risoluzione senza precedenti globo il suo campo gravitazionale. Senza precedenti, perché GOCE non è l'unico progetto del genere. Prima di questo, sono stati lanciati nello spazio il satellite di ricerca tedesco CHAMP (il progetto è iniziato nel 2000), nonché un tandem di due satelliti GRACE (2002).

Un principiante determina le differenze nell'intensità del campo gravitazionale terrestre con una precisione fino a un centimetro. Una serie di accorgimenti tecnici aiutano il GOCE a superare i suoi “colleghi” nell'affidabilità dei dati ottenuti, dando al satellite la capacità di volare a un'altitudine molto bassa - 254,9 km. Questa è l'orbita più bassa in cui i satelliti di ricerca si siano mai trovati per un lungo periodo di tempo.

Gli sviluppatori di GOCE hanno ottenuto un effetto in cui i sensori dell'apparato per misurare la forza gravitazionale della Terra sono come in caduta libera. Il know-how principale è il motore ionico, che compensa la frenata atmosferica inevitabile a una determinata altitudine e solleva periodicamente l’orbita del satellite. Anche la forma a freccia del messaggero europeo e le sue “pinne” giocano un ruolo. Grazie a tutto ciò, il satellite è estremamente sensibile dispositivo di misurazione, aprendo nuove opportunità precedentemente non disponibili per i ricercatori.

“Il campo gravitazionale è stato studiato per molto tempo, e in Ultimamente Ci sono stati grandi progressi in questo settore grazie all’uso di nuovi sistemi satellitari ad alta precisione”, spiega Valentin Mikhailov, capo del laboratorio di geofisica matematica presso l’Istituto di fisica della Terra dell’Accademia russa delle scienze. “Il vantaggio di studiare il campo gravitazionale della Terra dall’orbita terrestre è la copertura quasi uniforme degli oceani e della terraferma”.

Grazie alla sua sofisticatezza, GOCE ha dimostrato un'eccellente capacità di catturare piccole sfumature nei cambiamenti di gravità. Una mappa compilata sulla base dei dati da essa ottenuti mostra che questa forza è lungi dall'essere uniforme. In particolare, le anomalie di gravità positive sono indicate in rosso sul modello costruito utilizzando i dati satellitari GOCE per novembre-dicembre 2009, e quelle negative in blu.

"Tuttavia, queste anomalie non dovrebbero essere percepite come qualcosa di straordinario; l'esistenza di anomalie globali è nota da molto tempo", aggiunge Mikhailov. - Il satellite GOCE migliorerà significativamente la nostra conoscenza della struttura fine del campo gravitazionale, necessaria, ad esempio, per modellare la dinamica degli oceani e l'interazione degli oceani con l'atmosfera. Questo è importante per prevedere il cambiamento climatico e disastri naturali Piace Fenomeni di El Niño causato dal movimento di grandi volumi di acqua riscaldata all'interno l'oceano Pacifico».

Gli stessi autori del progetto sostengono che i dati ottenuti dal satellite GOCE troveranno numerose applicazioni e potranno essere utili non solo per una migliore comprensione della natura Correnti oceaniche e determinarne la velocità, ma anche, ad esempio, per individuare zone vulcaniche pericolose.
http://www.rbcdaily.ru/2010/07/01/cnews/491111

ESA: La mappa più dettagliata del campo gravitazionale terrestre mai realizzata

Physorg.com: GOCE fornisce dati per la migliore mappa di gravità di sempre (con video)

L’Agenzia spaziale europea (ESA) ha diffuso i primi risultati degli studi sul campo gravitazionale terrestre effettuati utilizzando il satellite GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer).

L’Agenzia spaziale europea (ESA) ha diffuso i primi risultati degli studi sul campo gravitazionale terrestre effettuati utilizzando il satellite GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer).

Un gruppo di ricerca che lavora con il satellite europeo GOCE (Gravity and Ocean Circulation Explorer) ha fatto luce su come appare la nostra Terra da una prospettiva gravitazionale.

Nuovo modello informatico dimostra l'irregolarità della gravità sulla superficie del nostro pianeta: la Terra in questa immagine non assomiglia al globo pulito che tutti conosciamo.

Il nuovo modello di geoide è stato presentato al Quarto Forum Scientifico Internazionale, che si è tenuto a Università Tecnica Monaco, Germania). I rappresentanti della comunità spaziale europea hanno affermato che ora lo hanno fatto la mappa più accurata distribuzione dei flussi gravitazionali del pianeta.

Gli scienziati hanno utilizzato i dati raccolti dalla sonda spaziale per mostrare come la gravità influisce sull’intera area del nostro pianeta. Il dispositivo ha mostrato come si muovono gli oceani e come ridistribuiscono il calore solare in tutto il mondo.

Il modello astratto nell'immagine fornisce un'illustrazione della forza di gravità irregolare che agisce sulla superficie del nostro pianeta. Giallo sono indicate le aree in cui la forza di gravità è maggiore, e in blu - inferiore, rispetto alla media globale.

GOCE ha inoltre aiutato gli scienziati a comprendere che i terremoti verificatisi in Giappone il mese scorso e in Cile lo scorso anno sono stati causati da enormi masse di placche che si sono spostate improvvisamente.

Gli scienziati hanno affermato che i nuovi dati hanno contribuito a far luce su come appare il “livello” della superficie terrestre. Una barca al largo delle coste europee può trovarsi 180 metri più in alto di una barca al centro Oceano Indiano, sebbene entrambi questi punti siano allo stesso livello del terreno.

È ovvio come si svolge il trucco gravitazionale sulla Terra, poiché il nostro pianeta non è una sfera ideale e la sua massa è distribuita in modo non uniforme, spiegano gli scienziati.

Il satellite GOCE è stato lanciato nel marzo 2009. Oggi la sonda spaziale si trova in un'orbita polare molto bassa, ad un'altitudine di soli 255 km. Altri satelliti di ricerca non volano così in basso, dicono gli esperti.

GOCE è dotato di tre coppie di sensori in platino come parte del suo principale strumento scientifico, un gradiometro, che misura i cambiamenti microscopici nelle forze di accelerazione.

Questa accelerazione consente a GOCE di mappare le variazioni quasi impercettibili della gravità che agiscono sulla superficie del nostro pianeta, dalle catene montuose più alte alle fosse oceaniche più profonde.

Il geoide è il concetto più importante nella geodesia moderna. Lui è corpo geometrico, ripetendo la forma della Terra, ma riflettendo la distribuzione del potenziale di gravità sul pianeta. Di solito il geoide coincide approssimativamente con il livello medio dell'acqua dell'Oceano Mondiale e continua condizionatamente sui continenti.

"Abbiamo ottenuto assolutamente nuova informazione, in particolare in aree come l’Himalaya, le Ande e l’Antartide”, ha affermato Canale della BBC Il leader della missione GOCE dell'Agenzia spaziale europea, Dr. Rune Floberghagen.

Il team ha affermato che il GOCE probabilmente avrà abbastanza carburante a bordo per volare fino al 2014.

Secondo il professore dell'Università di Monaco Lainer Rummel, i primi risultati pratici del lavoro del satellite gravitazionale europeo potranno essere ottenuti tra circa un anno. “I dati sulla gravità di GOCE aiuteranno a sviluppare un modello migliore di previsione dei terremoti. Poiché i terremoti sono causati da movimenti tettonici sotto l’oceano, questi movimenti non possono essere visti direttamente dallo spazio, sebbene possano essere studiati dai dati sulla gravità”, ha osservato lo scienziato.

È stata compilata la mappa gravitazionale della Luna più accurata fino ad oggi.

Se decidi di spendere soldi per mettere qualcosa in orbita attorno alla Luna, molto probabilmente sarà pieno zeppo di strumenti scientifici. Ma la NASA è stata originale: ha inviato lì non una, ma due navi, ma con un unico strumento.

Nonostante la leggerezza esterna, il progetto GRAAL si è rivelato un successo fenomenale, perché ci ha permesso di compilare la mappa geologica più accurata del nostro vicino. È ormai chiaro che questo mondo si è formato da una combinazione di impatti di meteoriti (alcuni dei quali probabilmente penetrarono la Luna nel mantello) e smagliature che indicano l'espansione del corpo all'inizio della sua storia.

Il progetto GRAIL è modellato sui satelliti GRACE che esplorano la Terra. L'unico strumento monitora la distanza tra i dispositivi accoppiati, che cambia a causa della gravità. Poiché la Luna non ha un'atmosfera significativa e la forza di gravità è molto debole, la sonda GRAIL è riuscita a scendere altezza media 55 km, risultando in una mappa che era quasi il triplo della scala degli sforzi precedenti.

La prima fase del progetto è iniziata a marzo. e si è concluso a maggio. Le sonde sono state in grado di distinguere formazioni di circa 13 km di dimensione. È stato ottenuto più del 99,99% dei dati possibili, tenendo conto della risoluzione dell'apparecchiatura.

Ciò che vediamo sulla Luna è lì: questa è la sua bellezza. Gli autori di uno dei tre articoli sul progetto pubblicati dalla rivista Science notano che oltre il 98% dei cambiamenti locali nell'attrazione gravitazionale sono un prodotto della topografia superficiale. In altre parole, i crateri e le creste che vediamo sulla superficie lunare producono la maggior parte dei segnali ricevuti da GRAIL. Non c'è niente di simile in altri siti che abbiamo studiato. Terra, Venere, Marte, Mercurio hanno una grande variabilità interna, che, di regola, diventa il risultato di processi tettonici.

Sebbene Luna ne abbia vissuti diversi eruzioni vulcaniche, la maggior parte delle caratteristiche del rilievo sono state formate da impatti di meteoriti. Guarda le mappe: i luoghi di impatto hanno un'alta densità nella regione centrale (dove il materiale viene compresso e riscaldato), circondati da materiale frantumato a bassa densità. Inoltre i colpi erano così numerosi che la corteccia era spugnosa e relativamente omogenea. Cioè, i meteoriti, in un certo senso, hanno svolto il ruolo di un robot da cucina. A proposito, i dati GRAIL suggeriscono che la crosta lunare potrebbe essere più sottile del previsto.

Questo punto è molto importante. "Maggior parte forti colpi potrebbero penetrare attraverso la crosta sottile e raggiungere il mantello”, scrivono gli autori. La modellizzazione suggerisce che in due zone di impatto lo spessore dell’interno tende a zero (Mare di Mosca e Mare della Crisi), mentre in altre tre è vicino allo zero (Mare di Humboldt, Crateri Apollo e Poincaré).

Un articolo spiega perché a volte non c'erano segnali da evidenti caratteristiche del terreno. Si tratta dello stesso 2% che mancava qualche paragrafo sopra e che è dovuto a ragioni interne e nascoste. Tra queste, le più notevoli sono le lunghe code, alcune delle quali si estendono per quasi mille chilometri. Queste formazioni sono relativamente profonde: iniziano a circa 5 km dalla superficie e si estendono per almeno 70 km. Si tratta di strutture molto antiche perché interrotte da grandi crateri da impatto comparsi agli albori del storia lunare.

Gli autori vedono in essi un analogo dei gruppi di dighe terrestri, cioè luoghi in cui le faglie tettoniche hanno fatto passare materiale fuso nella crosta grande profondità. Sebbene non ci sia mai stata molta tettonica a placche sulla Luna, si ritiene che il riscaldamento derivante dall’impatto che ha creato la Luna abbia creato un oceano di magma sotto la crosta lunare. Da qui potrebbe provenire il materiale fuso. Ma cosa ha causato la spaccatura?

I ricercatori notano che nei modelli della Luna primordiale, la sua struttura a strati è costituita da un interno relativamente fresco, un oceano fuso e una crosta raffreddata. Questa struttura avrebbe riscaldato l’interno raffreddando al tempo stesso il guscio esterno, provocando l’espansione della Luna. Si presume che nei primi miliardi di anni il raggio del nostro vicino sia aumentato di 0,6-4,9 km, dopodiché sia ​​nuovamente diminuito. Secondo gli autori, ciò potrebbe essere sufficiente a provocare la comparsa di enormi crepe nella crosta, riempite di magma.

Nel complesso, i dati GRAIL possono dire molto sulla storia primordiale della Luna e porre vincoli sui modelli della sua formazione. Inoltre, alludono alle condizioni interne sistema solare subito dopo la sua formazione, gettando luce sulle collisioni che tutti i corpi hanno vissuto, anche se il tempo potrebbe averne oscurate le tracce. Non male per un singolo strumento?

I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista