نقشه برداری از میدان جاذبه زمین
نیروی جاذبه یكی از نیروهای بنیادیِ طبیعت است و تمام سیاره ما از سنگ های درون آن گرفته تا آب روی سطح آن، اسیر این نیروی نامرئی اند.
گرانش یا جاذبه به دلایل مختلف تغییر می كند. تغییر این نیرو در زمان می تواند به علت جابجاشدن جرم باشد و می تواند از نقطه ای به نقطه ی دیگر متفاوت باشد. اگر در نقطه ای مقداری جرم اضافه كنید یا مقداری جرم از آن نقطه بردارید، گرانش به مقدار كم، اما قابل اندازه گیری تغییر می كند. این برای علم، یك معما بوده است. سیصد سال پس از اینكه نیوتون، با افتادن سیب از درخت به فكر نیروی جاذبه افتاد، پژوهشگران در تری یست واقع در شمال ایتالیا، با جزییات گرانش آشنا می شوند. اینجا برای شروع كار بسیار جذاب است. زیرا زیر زمین غار بزرگی به اسم “گروتا جیگانته” قرار دارد. وجود غار در اینجا به معنای كاهش نیروی جاذبه است. در واقع وزن یك ماشین هزار كیلوگرمی دراینجا، پنج گرم كمتر از جاهای دیگر خواهد بود.
اگر زیر پاهاتان مقدار كم تری سنگ و صخره باشد میزان كشش شما به سمت زمین كم تر می شود. اما در میدان موضعیِ گرانشی تنها غار نیست كه نقش دارد. رفتن به فضا تنها راه رسیدن به نقشه ی میدان گرانش برای كل كره زمین است و ماهواره موسوم به “گوچه” GOCE كه توسط آژانس فضایی اروپا در سال 2009 به فضا پرتاب شده، همین كار را انجام می دهد.
ولكر لیبیگ، مدیر مركز “برنامه های مشاهده زمین و گرانش” می گوید:«از بیست سال پیش تا كنون دانشمندان در رؤیای ماموریت فضاییی بودند كه به ما نقشه میدان گرانش را با وضوح بالا بدهد.»
ساختن این تصویر یكتا از كل كره ی زمین به زمین شناسان دیدگاهی بی سابقه و جدید از درون سیاره ما می دهد.
با بررسیِ داده های گرانشیِ ماهواره “گوچه“، استادان ژئوفیزیك می توانند ساختار و تاریخچه كره زمین را دنبال كند.
اطلاعات مربوط به جاذبه می تواند زمین شناسان را به یافتن مواد با ارزش مثل سنگ آهن راهنمایی كند. همچنین می تواند نشان دهد ریشه رشته كوه ها درون پوسته زمین تا چه عمقی می رود.
اندازه گرفتن نیروی گرانش، دانش ما در باره اقیانوس ها را نیز به میزان زیادی افزایش می دهد. گرانش، آب دریاها را به سوی نقاطی می كشد كه جرم بیشتری در پوسته زمین متمركز شده باشد. البته همین آب ها را جریانها و جزر و مد آب نیز به حركت در می آورد.
بنابراین اندازگیریِ شدت و جهتِ میدانِ گرانش زمین از فضا، به ما امكان می دهد كه هم تغییرات آب وهوایی را دنبال كنیم و هم اعماق پوسته ی زمین و جبه زمین (لایه میان پوسته و هسته كره زمین) را ببینیم.
ماهواره “گوچه” حدود 258 كیلومتر بالای سر ما حركت می كند و از این لحاظ از ماهواره های دیگر به زمین نزدیكتر است. اما حالا ارتفاعش از این هم كمتر می شود و به 237 كیلومتر می رسد. در این ارتفاع ماهواره با جو زمین تماس دارد.
یكی از هدف های نهاییِ ماهواره “گوچه” این است كه دانش ما را از مدل ژئویید یا نقشه گرانشیِ زمین بیشتر كند. تهیه نقشه ژئوئید برای بازكردن كلاف سردرگم مسائلی پیچیده در مساحی و جهت یابی نیز بسیار مهم است. پژوهشگران در مركز پژوهش زمین شناسی آلمان واقع در پوتسدام، از مدتها پیش بر روی تهیه این نقشه كار می كنند.
از سال 1995 تا كنون دانشمندان از این مركز برای اندازه گیریِ گرانش، ماهواره به فضا پرتاب كرده اند. پیشینه این مطالعات در این محل به سال 1892 باز می گردد، زمانی كه پژوهشگران با استفاده از آونگ در اتاقی كه درآن دریچه هایی برای كنترل دما وجود داشت و زمین آن گرم شد، میدان گرانشی را بررسی می كردند.
اما نوآوری ماهواره “گوچه” این است كه برای نخستین بار می توانیم نقشه میدان گرانش تمام كره زمین را با آنچنان دقت و كیفیتی بسازیم كه بتوان تغییراتِ جرمی مربوط به ساختارهایِ زمین شناختی را به كمك آن تشخیص داد. غالب رشته های علم كه با زمین سر وكار دارند، گوشه چشمی هم به این اطلاعاتِ گرانشی دارند.
البته نیروی جاذبه، در نهایت موجب سقوط ماهواره گوچه خواهد شد، مدار آن پایین
تر خواهد آمد و در نهایت دوباره وارد جو خواهد شد. اما میراث این ماهواره، نقشه ای بی مانند از دستان نامرئیِ جاذبه زمین خواهد بود.
یورونیوز
جواب بصورت نقل قول