Hvordan kan dele af Canada mangle tyngdekraften?

I mere end 40 år har forskere har forsøgt at finde ud af, hvad der forårsager store dele af Canada, især Hudson Bay -regionen, at "mangle" tyngdekraften. Med andre ord, tyngdekraften i Hudson Bay -området og de omkringliggende regioner er lavere end i andre dele af verden, et fænomen, der først blev identificeret i 1960'erne, da Jordens globale tyngdekraftsfelter blev kortlagt.

To teorier er blevet foreslået for at redegøre for denne anomali. Men inden vi går over dem, Det er vigtigt først at overveje, hvad der skaber tyngdekraften. På et grundlæggende niveau, tyngdekraften er proportional med massen. Så når massen af ​​et område på en eller anden måde gøres mindre, tyngdekraften gøres mindre. Tyngdekraften kan variere på forskellige dele af Jorden. Selvom vi normalt betragter det som en bold, jorden bukker faktisk ved ækvator og bliver fladere ved polerne på grund af dens rotation. Jordens masse er ikke spredt proportionelt, og det kan skifte position over tid. Så forskere foreslog to teorier for at forklare, hvordan massen af ​​Hudson Bay -området var faldet og bidrog til områdets lavere tyngdekraft.

En teori handler om en proces kendt som konvektion, der forekommer i Jordens kappe. Kappen er et lag af smeltet sten kaldet magma og eksisterer mellem 100 og 200 km (100 til 200 km) under jordens overflade. Magma er ekstremt varm og konstant hvirvlende og skiftende, stiger og falder, at skabe konvektionsstrømme. Konvektion trækker Jordens kontinentale plader ned, som reducerer massen i dette område og reducerer tyngdekraften.

En ny teori til redegørelse for Hudson Bay -områdets manglende tyngdekraft vedrører Laurentide Ice Sheet, som dækkede store dele af det nuværende Canada og det nordlige USA. Denne indlandsis var næsten 3,2 km tyk i de fleste sektioner, og i to områder af Hudson Bay, den var 3,7 km tyk. Det var også meget tungt og tyngede jorden. Over en periode på 10, 000 år, Laurentide -isen smeltede, endelig forsvinder 10, 000 år siden. Det efterlod en dyb fordybning i Jorden.

For at få en bedre idé om, hvad der skete, tænk over, hvad der sker, når du let trykker fingeren ind i overfladen af ​​en kage eller et stykke virkelig fjedrende brød. Noget af det bevæger sig til siderne, og der er en fordybning. Men når du fjerner din finger, det hopper tilbage til det normale. En lignende ting skete med Laurentide Ice Sheet, teorien foreslår - bortset fra at Jorden ikke så meget "hopper" tilbage, da den er ved at rebound meget langsomt (mindre end en halv tomme om året). I mellemtiden, området omkring Hudson Bay har mindre masse, fordi noget af Jorden er skubbet til siderne af indlandsisen. Mindre masse betyder mindre tyngdekraft.

Så hvilken teori er korrekt? Det viser sig, at de begge er. Konvektion og indlandsets rebound -effekt forårsager begge noget af faldet i tyngdekraften omkring Hudson Bay. Først, Vi vil overveje iskappeteorien.

For at beregne virkningen af ​​Laurentide -isen, forskere ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics brugte data indsamlet af Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) satellitterne mellem april 2002 og april 2006. GRACE-satellitterne er yderst sofistikerede maskiner, kredser omkring 310 miles (500 km) over Jorden og 137 miles (220 km) fra hinanden. Satellitterne kan måle afstande ned til en mikron, så de kan registrere mindre gravitationsvariationer. Når den førende satellit flyver over Hudson Bay -området, faldet i tyngdekraften får satellitten til at bevæge sig lidt væk fra Jorden og fra sin søstersatellit. Dette forskydning i afstand registreres af satellitterne og bruges til at beregne ændringen i tyngdekraften. Eventuelle opdagede forskydninger kan også bruges til at oprette kort over gravitationsfelter.

GRACE -dataene tillod forskere at oprette topografiske kort, der tilnærmede, hvordan Hudson Bay så ud i løbet af den sidste istid, da det var dækket af Laurentide Ice Sheet. Disse kort afslørede nogle interessante funktioner om området, herunder to svulmende områder på den vestlige og østlige side af Hudson Bay, hvor isen var meget tykkere end resten af ​​lagen. Tyngdekraften er nu lavere der end i andre dele af den tyngdekraftsforarmede bugt.

Et andet vigtigt fund kom fra GRACE -dataene:Det viser sig, at islagsteorien kun tegner sig for 25 procent til 45 procent af gravitationsvariationen omkring Hudson Bay og det omkringliggende område. Fratrækning af "rebound -effekten" fra områdets gravitationssignal, forskere har fastslået, at de resterende 55 procent til 75 procent af gravitationsvariationerne sandsynligvis skyldes konvektion.

Hudson Bay -området kommer til at have mindre tyngdekraft i lang tid. Det anslås, at Jorden skal rebound mere end 650 fod for at komme tilbage til sin oprindelige position, hvilket skulle tage omkring 5, 000 år. Men rebound -effekten er stadig synlig. Selvom havniveauet stiger rundt om i verden, havniveauet langs Hudson Bay -kysten falder, da landet fortsætter med at komme sig efter Laurentide -isens vægt.

Mens mysteriet omkring Canadas gravitationsanomalier er blevet bragt til ro, undersøgelsen har større konsekvenser. Forskere, der var involveret i Harvard-Smithsonian Center-undersøgelsen, var overraskede over, at de var i stand til at se, hvordan Jorden så ud 20, 000 år siden. Og ved at isolere indflydelsen fra iskappets rebound -effekt, forskere forstår bedre, hvordan konvektion påvirker tyngdekraften, og hvordan kontinenter ændrer sig over tid. Endelig, GRACE -satellitterne har givet forskere data om mange indlandsis og gletschere. Ved at undersøge klimaændringer, der fandt sted for tusinder af år siden, forskere kan få en bedre forståelse af, hvordan global opvarmning og stigende havniveauer påvirker vores planet i dag, og hvilken indflydelse de vil have på vores fremtid.

For mere information om Canadas manglende tyngdekraft, se links på næste side.

Masser mere information

relaterede artikler

• Hvordan virker tyngdekraften?
• Sådan fungerer særlig relativitet
• Sådan fungerer vægtløshed
• Hvad hvis der ikke var tyngdekraft på jorden?
• Hvordan nul-tyngdekraftflyvninger fungerer
• Hvad har tyngdekraften at gøre med big bang?
• Hvilke tyngdekraftshemmeligheder er blevet afsløret i de sidste 50 år?
• Hvad er de fire grundlæggende naturkræfter?

Flere store links

• GRACE Tyngdekraftsdata begrænser gamle isgeometrier og kontinentale dynamikker over Laurentia
• Tyngdekraftsanomali løst

Kilder

• Bryner, Jeanna. "Mærkelig tyngdekraft i Canada skylden på heftige gletsjere." LiveScience. 10. maj kl. 2007. http://www.livescience.com/environment/070510_odd_gravity.html
• Springvand, Henry. "Hvordan et stort islag lagde klemmen på jorden (og dens tyngdekraft)." New York Times. 15. maj kl. 2007. http://www.nytimes.com/2007/05/15/science/15obse1.html? _R =1 &ref =science &oref =slogin
• Munro, Margaret. "Gamle gletschere omformer stadig Canada, satellitter viser. "CanWest News Service. 13. maj kl. 2007. http://www.canada.com/montrealgazette/news/insight/story.html? id =3d733281-d348-40e5-85a5-e7f7e67acd11
• Robertson, Eugene. "Jordens indre." U.S. Geological Survey. 26. juni kl. 2001. http://pubs.usgs.gov/gip/interior/
• End, Ker. "Forskere vil undersøge gash på Atlanterhavet." LiveScience. MSNBC.com. 1. marts 2007. http://www.msnbc.msn.com/id/17407745/
• Walton, Daggry. "Canadas ulige lave tyngdekraft et levn fra istiden." Globe og Mail. 11. maj kl. 2007. http://www.theglobeandmail.com/servlet/story/LAC.20070511. GRAVITY11/TPStory/Miljø
• Ung, Kelly. "Satellitter løser mysteriet om lav tyngdekraft over Canada." NewScientist.com. 10. maj kl. 2007. http://space.newscientist.com/article/dn11826-satellites- solve-mystery-of-low-gravity-over-canada.html
• "Tyngdekraftanomali løst." Science fredag. 14. maj kl. 2007. http://www.sciencefriday.com/news/051407/news0514071.html