NASA розробила точніший метод визначення руху центру мас Землі. Вчені встановили, що через сезонне переміщення води, льоду й повітря він зміщується відносно геометричного центру планети на кілька міліметрів.
Про це пише видання ScienceDaily.
Центр мас Землі не залишається нерухомим. Протягом року вода, сніг, лід та атмосферні маси перерозподіляються між різними регіонами планети, через що змінюється і положення точки, навколо якої фактично рухаються супутники.
Новий метод розробив геофізик Лабораторії реактивного руху NASA Дональд Аргус разом із колегами з JPL, Університету Невади, Університету Монтани та Німецького дослідницького центру геонаук.
Дослідники поєднали лазерні вимірювання супутників із даними GPS та інформацією про орбіти кількох апаратів на низькій навколоземній орбіті. Додатково вони врахували деформацію земної кори під дією сезонних змін маси води та льоду. Через це наземні станції спостереження теж можуть трохи переміщуватися.
Для визначення положення центру мас використовують, зокрема, супутники LAGEOS 1 і LAGEOS 2. Вони оснащені світловідбивними призмами,
на які наземні станції в більш ніж 20 країнах спрямовують лазери. За часом повернення сигналу вчені можуть надзвичайно точно визначати відстані.
Попередні міжнародні оцінки 2017 та 2023 років відрізнялися на 7 міліметрів. За словами Аргуса, новий аналіз показує, що щорічний рух центру мас Землі приблизно вдвічі менший, ніж вважали вчені вісім років тому.
На сезонні зміни найбільше впливають океани, атмосфера та вода на суші, до якої належать сніг, льодовики, річки, озера, ґрунтова та підземна вода.
Наприклад, у березні сніговий покрив Північної Америки та Євразії досягає максимуму. Це зміщує центр мас приблизно на 3 міліметри у бік Північного полюса. У квітні басейн Амазонки накопичує близько 2400 гігатонн дощової води, через що центр мас зміщується на 2,2 міліметра у напрямку Південної Америки.
Свою роль відіграють і мусонні опади в Південно-Східній Азії. Їхня максимальна маса припадає на листопад і становить близько 600 гігатонн.
Океани також суттєво впливають на баланс. У серпні-жовтні тала вода та опади збільшують масу океанів і зміщують центр мас у бік південної частини Тихого океану.
Через величезні розміри Тихого океану сезонні зміни в ньому можуть переважати вплив інших океанічних басейнів.
Атмосфера формує ще один сезонний цикл. За розрахунками дослідників, близько 21 грудня холодне й щільне зимове повітря зміщує баланс у напрямку Аравії, Азії та півночі Африки. Приблизно 21 червня аналогічний ефект спостерігається над Південною Америкою та Південною Африкою.
Результати нового аналізу узгоджуються з даними супутникової місії GRACE-FO, запущеної у 2018 році. Два супутники цієї місії щомісяця вимірюють зміни гравітаційного поля Землі, значна частина яких пов’язана з переміщенням води на поверхні та під нею.
Точне визначення центру мас важливе не лише для науки. Ця точка є базовим орієнтиром для супутникової навігації та вимірювання висоти поверхні Землі. За словами співавтора дослідження Фелікса Ландерера, точніші системи відліку можуть покращити картографування, навігацію, логістику та точне землеробство.
NASA та німецький центр GFZ вже готують продовження цих спостережень. Запуск місії GRACE-Continuity (GRACE-C), яка має продовжити майже 25-річний ряд вимірювань руху води та маси на Землі, запланований на кінець 2028 року.
Читайте також:
- Аналіз хімічного складу. Земля і Марс формувалися різними шляхами — дослідження
- Відкриття, якого бояться вчені. Що таке дзеркальні бактерії та чому вони ставлять під загрозу життя на Землі
- Промінь радіації дивиться просто на Землю. Вчені вперше розгледіли мікроблазар у надрах Чумацького Шляху
