Най-силната гравитационна дупка на Земята се намира под Антарктида - и сега се знае защо е там

Ваня Милева Последна промяна на 17 February 2026 в 00:00 2442 0

графика на гравитационната дупка

Кредит https://www.nature.com/articles/s41598-025-28606-1
(A) Тези карти показват вариации на геоида, които се отклоняват от перфектен елипсоид. Те са изчислени от данни за гравитацията от спътника GRACE и са показани спрямо стандартния референтен елипсоид WGS84. (B) Тези карти показват вариации на геоида, причинени от разликите в масата в Земята, след премахване на гладката, хидростатична форма, която Земята би имала, ако беше оформена само от ежедневното си въртене. Тези нехидростатични аномалии също са базирани на данни за гравитацията на GRACE. Във всеки случай горната карта показва глобални аномалии на геоида, докато долната карта показва Антарктида и близките региони. Всички вариации на геоида са изчислени с помощта на сферичен хармоничен модел на гравитационното поле на GRACE, ограничен до степен ℓ = 32. Жълтата звезда маркира местоположението на най-дълбоката геоидна депресия на Земята за всеки тип карта, неелиптична и нехидростатична. Черните и сивите линии показват съвременните граници на плочите и брегови линии.

Гравитацията се усеща мощно и неизбежно, като нещо, на което може да се разчита, където и да стъпим на земната повърхност.

Но не съвсем. Гравитационното привличане варира в зависимост от това къде се намираме и никъде не е по-слабо, отколкото над Антарктида. След отчитане на въртенето на Земята, разбира се. Замръзналият континент се намира над това, което изследователите наричат ​​гравитационна дупка - най-силната нехидростатична геоидна депресия на планетата, казано научно.

Това не е някакво колебание. Там, където гравитацията отслабва, океанската повърхност всъщност се намира по-ниско спрямо центъра на Земята (водата тече към местата с по-силна гравитация, отдръпвайки се от областите със слаба гравитация). Вдлъбнатината е измерима и значителна. В продължение на десетилетия учените знаят за съществуването на антарктическата гравитационна дупка. Това, което не са знаели, е как се е получила такава.

Сега успяват, но донякъде.

Ново проучване в Scientific Reports реконструира историята на гравитационната дупка отпреди 70 милиона години - времето, когато динозаврите все още са бродили там, преди Антарктида да замръзне. Констатациите разкриват нещо доста неочаквано за връзката между това, което се върти дълбоко във вътрешността на нашата планета, и това, което се случва на повърхността. Времето на промените в гравитационното дъно на Антарктида се припокрива с големи промени в климата на континента, включително началото на обширното заледяване преди около 34 милиона години.

Дали това е съвпадение или причина? Все още е отворен въпрос, който може да е от голямо значение за познанието как се образуват и се запазват ледените покривки.

За да надникнат във вътрешността на Земята, Петър Глишович (Petar Glišović) от Парижкия институт по физика на Земята и Алесандро Форте (Alessandro Forte) от Университета на Флорида използват данни от земетресенията. Техниката работи подобно на медицинските снимки, само че вместо рентгенови лъчи използват сеизмични вълни.

"Представете си, че правите компютърна томография на цялата Земя", обяснява Форте, "но нямаме рентгенови лъчи, както в медицински кабинет. Имаме земетресения. Земетръсните вълни осигуряват "светлината", която осветява вътрешността на планетата."

Тези земетръсни вълни – записани в световен мащаб, комбинирани с моделиране, базирано на физичните закони – позволяват на екипа да реконструира триизмерната структура във вътрешността на Земята. Те картографират гравитационното поле на цялата планета, отчитайки всички скали, които сеизмичното им осветление успява да разкрие. Реконструираната карта съвпада със сателитните данни за гравитацията с изумителна прецизност, което означава, че моделите са точни.

След това връщат часовника назад.

Използвайки т.нар. "побутване напред-назад" (техника, която включва многократно изпълнение на симулации напред и назад във времето в прозорци от 2,5 милиона години, като всяка итерация усъвършенства реконструкцията), Глишович и Форте превъртат назад движението на скалите във вътрешността на Земята. Те се връщат седемдесет милиона години назад, проследявайки как аномалиите в плътността са се развивали и са се измествали.

Получените снимки показват, че поначало гравитационната дупка на Антарктида е била по-слаба. Преди около 50 и 30 милиона години депресията се е засилила значително – това е бил важен преходен период, съвпадащ с резки промени в климатичната система на Антарктида. Континенталното обледеняване се разпространява по цялата територия - ледените щитове, които в крайна сметка ще погълнат достатъчно вода, за да понижат глобалното морско равнище с десетки метри, започват своето настъпление.

Връзката може да е от значение. Промените в гравитацията влияят на относителното морско равнище, което е просто разликата между океанската повърхност и твърдата земя под нея. В рамките на милиони години, промените във вътрешната динамика на Земята биха могли да променят граничните условия, свързани с образуването на ледена покривка. Дали засилващата се гравитационна дупка активно е стимулирала нарастването на леда или просто го е съпътствала, може дамо да се предполага. Тестването на тази хипотеза изисква ново моделиране, свързващо гравитацията, морското равнище и промените в континенталната надморска височина във времето.

Какво обаче движи самата гравитационна дупка, става по-ясно. Плътните скални образувания в долните хиляда километра от мантията осигуряват стабилен принос – приблизително от 30 до 50% от общата гравитационна аномалия. Но истинската история е свързана с това, което се случва по-горе, в горните части на мантията.

През последните 35 милиона години приносът от мантийните слоеве, по-плитки от 1300 км, непрекъснато се е увеличавал. Горещ, плаващ материал изплувал от най-долната мантия, издигайки се през вътрешността на Земята под морето на Рос. Това издигане, произхождащо от малко над границата между ядрото и мантията на близо 3000 км надолу, е било активно през целия период, който изследователите са успели да реконструират. И вероятно много по-дълго.

Докато този горещ материал се издига през региони, където гравитационната реакция е особено чувствителна към промените в плътността, той усилва гравитационното понижение на повърхността – процесът отразява един вид сложен танц между потъващите плочи от древното морско дъно по границите на Антарктида и широките термични издигания под вътрешността на континента. Студеният, плътен материал дърпа надолу; горещият, лек материал избутва нагоре. Крайният ефект води до най-силно изразената гравитационна депресия на Земята.

Изследователите проверяват дали реконструкцията им е вярна спрямо независим набор от данни: палеомагнитни записи на True Polar Wander. Когато вътрешното разпределение на масата на Земята се променя значително, планетата може наистина да се преориентира спрямо оста си на въртене (тя не е фиксирана, както сме склонни да си представяме). Предсказаните промени в позицията и силата на гравитационната дупка съвпадат с наблюдаваните промени в оста на въртене на Земята преди около 50 милиона години, осигурявайки решаващо калибриране за моделите.

"Как нашият климат е свързан с това, което се случва вътре в нашата планета?", формулира основния въпрос Форте.

Неговият екип се надява да провери дали има причинно-следствена връзка между засилващата се гравитационна дупка и ледените покривки на Антарктида.

"Ако можем да разберем по-добре как вътрешността на Земята оформя гравитацията и морските нива, ще получим представа за факторите, които може да са от значение за растежа и стабилността на големите ледени покривки", смята Форте.

Работата сочи към по-дълбока интеграция между изследванията на динамиката на вътрешния слой на Земята и еволюцията на повърхностния климат. В продължение на десетилетия тези области функционират независимо – геофизиците моделират конвекцията на мантията, климатолозите изучават поведението на ледените покривки и не винаги сравняват какво са получили помежду си. Но антарктическата гравитационна дупка предполага, че може би трябва да се съгласуват по-често. Това, което се случва на 1300 километра под краката ни, във времеви мащаби, измерени в десетки милиони години, би могло да оформи условията, позволяващи образуването и запазването на ледени покривки, обхващащи континенти.

Имайте предвид, че нищо от това не дава прогнози за леда на Антарктида в един затоплящ се свят. Процесите, които протичат тук, протичат в геоложки времеви мащаби, далеч от протичащите сега вековни промени. Но те осветяват нещо фундаментално за това как нашата планета функционира като интегрирана система - с дълбоки връзки между промените в мантията, гравитацията, морските нива и климатът, които взаимно се адаптират.

Справка: Glišović, P., Forte, A.M. Cenozoic evolution of earth’s strongest geoid low illuminates mantle dynamics beneath Antarctica. Sci Rep 15, 45749 (2025). https://doi.org/10.1038/s41598-025-28606-1 

Източник: Earth’s Strongest Gravity Hole Sits Beneath Antarctica—And Now We Know How It Got There, ScienceBlog

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Земята

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !