Да ли je огромна аномалија у гравитацијском пољу Земљe повезана са учесталим земљотресима
Ноћас је Филипине погодио снажан земљотрес јачине готово седам степени Рихтерове скале. Пре тога се, у кратком временском периоду, земља тресла и у Турској, Венецуели, на Камчатки, у Перуу, на Азорским острвима, у заливу Сан Франциска… подсећајући још једном колико је наша планета жива и непредвидива.
Док сеизмолози бележе таласе и прате могућа подрхтавања тла, научници широм света све више истражују дубље процесе испод Земљине коре – од прерасподеле масе у унутрашњости планете до изненадних аномалија у Земљином гравитационом и магнетном пољу – не би ли разумели како се ови дубоки догађаји понекад пресликавају на површину у облику разорних земљотреса.
Године 2007. изнад источног Атлантског океана догодило се нешто необично. Према сателитима који прате Земљу, у гравитационом пољу наше планете појавила се аномалија континеталних размера, која се касније вратила у нормалу, пише Science Alert.
Тај необичан догађај, неприметан људима на површини, тек је недавно откривен у подацима прикупљеним сателитима за праћење гравитације. Нова анализа сугерише да је узрок била огромна прерасподела масе дубоко испод нас.
Према мишљењу тима којим је руководила геофизичарка Шарлот Гоњ Гурантон са Универзитета Париз Сити, та прерасподела је вероватно резултат фазне промене материјала близу доње границе Земљиног плашта.
Дубоке промене у унутрашњости Земље
У неким студијама, гравитационе аномалије су анализиране у регионима сеизмичких активних области, и доказано је да негативне аномалије гравитационог потенцијала понекад кореспондирају са већим активностима земљотреса, пише pma.caltech.edu.
Међутим, гравитационе аномалије су процеси који се дешавају веома дубоко у плашту Земље, на дубини од око 3.000 км, што је много испод места где се већина земљотреса дешава.
У научној литератури постоји занимање за промене у унутрашњости Земље, укључујући промене у гравитационом пољу и поставља се питање да ли оне могу да претходе земљотресима или да их најаве? Међутим, до сада нема убедљивог доказа да аномалије, као она забележена 2007, могу директно да предвиде земљотрес.
Подаци из мисије GRACE
Аномалију је забележила заједничка мисија немачког DLR и НАСА под називом Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), коју су чинила два сателита у орбити око Земље од 2002. до 2017. године.
Док круже у ниској орбити, сателити су изузетно осетљиви на промене у Земљином гравитационом пољу. Они одржавају прецизну формацију, а удаљеност између њих се мења у зависности од јачине гравитације испод њих.
Такве промене се обично повезују са променама у расподели масе на површини, попут кретања подземних вода, отапања ледника и промена нивоа мора, што се све манифестује као ситне промене у гравитационом пољу планете.
Гоњ Гурантон и њене колеге су у страживању објављеном у часопису Geophysical Research Letters, претпоставили да су сателити можда забележили и померања масе из дубине Земље. Зато су претражили податке прикупљене током читавог трајања GRACE мисије, тражећи знакове аномалије која се не поклапа са површинском активношћу.
Између 2006. и 2008, са врхунцем у јануару 2007, пронашли су суптилан, али огроман диполни образац: јачу гравитацију у једном појасу и слабију одмах до њега, која се протезала око 7.000 километара изнад источног Атлантског океана. Такав образац, сматрају научници, указује на прерасподелу масе, а не само на додавање или уклањање масе.
Сигнал је постао још интригантнији, јер се поклапао са трзајем у Земљином магнетном пољу (познатим као геомагнетски трзај) у истој регији, забележеним другим сателитима. Верује се да су такве промене резултат процеса дубоко унутар планете, близу или чак у текућем спољном језгру Земље.
Промена у структури минерала
Искључивање површинских процеса су моделирали различите сценарије да утврде може ли аномалија гравитације да буде повезана са површинским процесима, са нагласком на померање воде. Не само да модели нису успели да објасне локацију, размере или време аномалије, него би количина воде потребна да произведе такав сигнал била физички немогућа. Након што су искључени површински процеси, тиму је преостало да утврди који процеси дубоко испод површине могу да буду одговорни.
Најзаступљенији минерал у Земљином плашту је бридгманит. Под одређеним условима, он може да прође фазну транзицију, прелазећи из једне кристалне структуре у другу. То значи да се атоми унутар минерала преуређују у другачију конфигурацију, а то се дешава под изузетно високим притисцима и температурама, који постоје само на граници језгра и плашта.
Ова промена укључује и значајну промену густине материјала, што би релативно брзо прерасподелило масу у тој регији и произвело драматичне помаке у гравитационом пољу изнад.
То би, такође, могло да објасни и геомагнетски трзај који се истовремено догодио.
Иако рад тима тек треба да буде потврђен, постоје и друге импликације. Сеизмички подаци су открили чудне накупине материјала близу Земљиног језгра, које се чине другачијим од околног материјала. Локација фазног помака који је узроковао аномалију 2007. године налази се врло близу једне од тих накупина, што би могло да значи да су та два феномена повезана.
Веза са земљотресима
Иако се овакви дубински процеси не могу директно повезати са конкретним земљотресима, они нам откривају сложену динамику Земљине унутрашњости. Земљотреси попут овог на Филипинима дешавају се у горњим слојевима – у кори и горњем плашту – али су покретани силама које долазе из дубљих зона. У том смислу, аномалија из 2007. и сличне гравитационе неправилности показују да је Земља далеко немирнија него што можемо да замислимо, а њихово боље разумевање може помоћи да се схвати шира слика сеизмичке активности.
Данас, наслеђе мисије GRACE наставља се кроз нову генерацију сателита GRACE-FO, чији подаци редовно откривају промене у Земљином гравитационом пољу.
Најновије анализе из 2024. године сугеришу да брзе промене масе на граници језгра и плашта могу да се догађају чешће него што се мислило, као и да су, можд,а повезане са глобалним геодинамичким процесима, од промене брзине ротације планете до наглих трзаја у магнетском пољу.
Иако наука још нема довољно доказа да би ове аномалије користила за предвиђање земљотреса, јасно је да су гравитација, магнетизам и сеизмологија испреплетени на начин који тек почињемо да схватамо. Ако аномалија у Земљином гравитационом пољу има утицаја на сеизмичку активност, то би био индиректан ефекат — кроз промене у унутрашњој динамици, топлоту, конвекцију. Што је још важније, земљотреси су локалног карактера, а гравитациона аномалија која покрива хиљаде километара не даје прецизно место где би потрес могао да се ослободи — зато је предвиђање земљотреса путем оваквих сигнала научно изузетно изазовно.
