人々は、ここ地球上の重力を均一で一貫したものとして考える傾向があります。これは、海、大陸、深い内部の不均一な質量分布、および大陸の水収支などの気候関連の変数、氷河の融解または成長などの要因の組み合わせによるものです。
そして今、初めて、これらの変化は「ポツダム重力ポテト」として知られている画像に取り込まれました-ポツダムのドイツ地球物理学研究センター(GFZ)ヘルムホルツセンターによって生成された地球の重力場モデルの視覚化、ドイツ。
上の画像からわかるように、ジャガイモに非常によく似ています。しかし、より印象的なのは、これらのモデルを通じて、地球の重力場が固体としてではなく、時間とともに変化する動的表面として描かれるという事実です。この新しい重力場モデル(EIGEN-6Cと呼ばれます)が作成されましたLAGEOS、GRACE、およびGOCE衛星から取得した測定値を使用し、地上の重力測定値と衛星高度計からのデータを使用します。
2005年に取得された以前のモデル(上記を参照)と比較して、EIGEN-6Cは空間分解能が4倍に向上しています。
「特に重要なのは、GFZが重力場の独自の計算を行った衛星GOCEからの測定値を含めることです」と、フランクフレヒトナー博士とともにGFZの重力場作業グループを指揮するクリストフフェルステ博士は言います。
ESAミッションGOCE(重力場および定常状態海洋循環探査機)は、2009年3月中旬に打ち上げられて以来、衛星の勾配測定を使用して地球の重力場を測定しています。重力による加速度の変化の研究と測定です。
「これにより、たとえば中央アフリカやヒマラヤなど、アクセス不可能な地域で比類のない精度で重力を測定することができます」とフレヒトナー博士は述べた。さらに、GOCE衛星は、海洋の測定に関しては利点があります。
海の下にある多くのオープンスペース内で、地球の重力場は変化を示します。 GOCEは、これらと海洋の表面の偏差(「動的海洋地形」と呼ばれる要因)をより適切にマッピングすることができます。これは、地球の重力が海洋の表面平衡に影響を与えた結果です。
GFZの双子衛星ミッションGRACE(重力回復と気候実験)の長期測定データもモデルに含まれていました。極地の大きな氷河の融解や大きな河川系に貯えられている季節水の量などの気候に基づく変数を監視することにより、GRACEは重力場に対する大規模な時間変化の影響を特定することができました。
気候変動が果たす役割は言うまでもなく、気候関連のプロセスの一時的な性質を考えると、長期的なミッションが地球にどのように影響するかを確認する必要があります。特にGRACEミッションは2015年に終了する予定です。
全体で、約8億回の観測が、グローバルな重力場を表す75,000以上のパラメーターで構成される最終的なモデルの計算に入りました。 GOCE衛星だけでも、地球の重力場の変動に関するデータを収集するために、運用期間中(2009年3月から2013年11月まで)に27,000周回しました。
最終結果はセンチメートルの精度を達成し、海面と高さのグローバルな基準として役立ちます。 「重力コミュニティ」を超えて、研究は航空宇宙工学、大気科学、および宇宙ゴミに関する研究者の関心をも刺激しました。
しかし、何よりも、それは科学者に、光、磁気、および地震波に基づくアプローチとは異なるが、それを補完する世界を画像化する方法を提供します。また、宇宙からの海流の速度の決定、海面の上昇や氷床の融解の監視から、大陸地質の隠れた特徴の発見、さらにはプレートテクトニクスを駆動する対流力のピークまで、あらゆる用途に使用できます。