Что сковало Антарктиду льдом? Ученые винят глубинную гравитационную «яму», зревшую десятки миллионов лет
NewsMakerДоказано, что оледенение началось из-за движения гигантских масс в недрах планеты.
Под ледяным щитом Антарктиды скрывается необычная особенность планеты — там фиксируют одно из самых слабых значений гравитации на Земле, если учесть влияние вращения планеты. Новое исследование показывает, что причина уходит глубоко в недра и связана с медленным движением горных пород на протяжении десятков миллионов лет. Эти же процессы по времени совпадают с крупными перестройками антарктического климата и началом масштабного оледенения.
Гравитационное поле Земли не одинаково в разных точках, хотя в повседневной жизни это незаметно. Разница возникает из-за того, что в глубине залегают породы разной плотности. Где масса распределена менее плотно, притяжение чуть слабее. В абсолютных величинах отклонения небольшие, но для океана они ощутимы. Вода стремится к зонам с более сильным притяжением, поэтому в районах гравитационного минимума поверхность моря располагается немного ниже относительно центра планеты. Вокруг Антарктиды как раз наблюдается такой пониженный уровень.
Группа геофизиков смоделировала, как формировалась эта «гравитационная яма» и как она менялась со временем. Для этого учёные использовали глобальные записи землетрясений и физические модели внутреннего строения планеты . Сейсмические волны в таком подходе работают как источник подсветки: проходя через разные слои, они позволяют восстановить трёхмерную картину глубинных структур, примерно как томография в медицине, только в масштабе всей Земли.
На основе этих данных исследователи собрали расчётную гравитационную карту планеты и сравнили её со спутниковыми измерениями . Результаты хорошо совпали, что подтвердило корректность выбранной модели. После этого команда перешла к более сложной задаче — попыталась прокрутить геологическую историю назад и проследить, как менялось распределение масс под Антарктидой. Компьютерная реконструкция охватила примерно 70 миллионов лет, вплоть до эпохи динозавров.
Расчёты показали, что раньше антарктический гравитационный минимум был выражен слабее. Заметное усиление началось в промежутке между 50 и 30 миллионами лет назад. Тот же отрезок времени известен крупными климатическими сдвигами на континенте, включая переход к широкому распространению ледникового покрова. Учёные подчёркивают, что совпадение по времени пока не доказывает прямую причинно-следственную связь, но выглядит достаточно интересным, чтобы проверять её дальше.
Следующий шаг — объединить в одной модели изменения гравитации, уровня моря и высоты континентальной поверхности. Исследователи хотят понять, могли ли глубинные процессы косвенно повлиять на рост и устойчивость антарктических ледниковых щитов . Главный вопрос формулируется просто: насколько тесно климат на поверхности связан с тем, что происходит в недрах планеты.
Под ледяным щитом Антарктиды скрывается необычная особенность планеты — там фиксируют одно из самых слабых значений гравитации на Земле, если учесть влияние вращения планеты. Новое исследование показывает, что причина уходит глубоко в недра и связана с медленным движением горных пород на протяжении десятков миллионов лет. Эти же процессы по времени совпадают с крупными перестройками антарктического климата и началом масштабного оледенения.
Гравитационное поле Земли не одинаково в разных точках, хотя в повседневной жизни это незаметно. Разница возникает из-за того, что в глубине залегают породы разной плотности. Где масса распределена менее плотно, притяжение чуть слабее. В абсолютных величинах отклонения небольшие, но для океана они ощутимы. Вода стремится к зонам с более сильным притяжением, поэтому в районах гравитационного минимума поверхность моря располагается немного ниже относительно центра планеты. Вокруг Антарктиды как раз наблюдается такой пониженный уровень.
Группа геофизиков смоделировала, как формировалась эта «гравитационная яма» и как она менялась со временем. Для этого учёные использовали глобальные записи землетрясений и физические модели внутреннего строения планеты . Сейсмические волны в таком подходе работают как источник подсветки: проходя через разные слои, они позволяют восстановить трёхмерную картину глубинных структур, примерно как томография в медицине, только в масштабе всей Земли.
На основе этих данных исследователи собрали расчётную гравитационную карту планеты и сравнили её со спутниковыми измерениями . Результаты хорошо совпали, что подтвердило корректность выбранной модели. После этого команда перешла к более сложной задаче — попыталась прокрутить геологическую историю назад и проследить, как менялось распределение масс под Антарктидой. Компьютерная реконструкция охватила примерно 70 миллионов лет, вплоть до эпохи динозавров.
Расчёты показали, что раньше антарктический гравитационный минимум был выражен слабее. Заметное усиление началось в промежутке между 50 и 30 миллионами лет назад. Тот же отрезок времени известен крупными климатическими сдвигами на континенте, включая переход к широкому распространению ледникового покрова. Учёные подчёркивают, что совпадение по времени пока не доказывает прямую причинно-следственную связь, но выглядит достаточно интересным, чтобы проверять её дальше.
Следующий шаг — объединить в одной модели изменения гравитации, уровня моря и высоты континентальной поверхности. Исследователи хотят понять, могли ли глубинные процессы косвенно повлиять на рост и устойчивость антарктических ледниковых щитов . Главный вопрос формулируется просто: насколько тесно климат на поверхности связан с тем, что происходит в недрах планеты.