211service.com
Kan de zwaartekracht van de aarde echt worden beïnvloed door veranderingen in de seizoenen?
De zwaartekracht van de aarde. NASA
Elke week schrijven de lezers van onze ruimtenieuwsbrief, de luchtsluis , stuur hun vragen in voor ruimteverslaggever Neel V. Patel om te beantwoorden. Deze week: hoe de zwaartekracht van de aarde verandert met de seizoenen en het klimaat.
Iemand vertelde me onlangs dat de zwaartekracht die de aarde uitoefent op satellieten in een baan om de aarde verandert in overeenstemming met de seizoens- en klimatologische veranderingen in de massa's van de watermassa's die ze passeren. Ik ben van nature sceptisch en mijn bron is geen expert in ruimtetechnologie, dus ik vraag je: zou dat waar kunnen zijn? —Shyam
Het is misschien moeilijk te geloven dat een kracht als de zwaartekracht onderhevig kan zijn aan grillen van de veranderende seizoenen, of door verschuivingen in land en water op de grond. Maar het is waar: de zwaartekracht van de aarde wordt inderdaad door beide factoren veranderd.
Het zwaartekrachtveld van de aarde (de 3D-weergave van de zwaartekracht van de planeet) is geen uniforme bol. Het zit vol hobbels en uitstulpingen en dalen en depressies, veroorzaakt door bergketens en diepzeetroggen en andere geologische kenmerken. Dat betekent dat er bepaalde delen van de planeet zijn waar het zwaartekrachtveld krachtiger is dan andere. Dit geldt voor elk afzonderlijk object in het universum. Dat is een deel van de reden waarom het zo moeilijk is om op andere planeten, manen of asteroïden te landen: de zwaartekracht kan van locatie tot locatie verschillen (vooral voor kleinere objecten).
Je kunt zien hoe de zwaartekracht van de aarde verandert in deze afbeeldingen hier , gemaakt op basis van gegevens verzameld door de Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) -missie uitgevoerd door NASA en het Duitse ruimtevaartcentrum. Diepzeebodems en -bassins komen overeen met dalingen in het zwaartekrachtsveld, aangezien zeewater minder dicht is dan gesteente. Dichtere locaties zoals bergketens en mid-oceanische ruggen zal uitoefenen een grotere aantrekkingskracht dan plaatsen die zijn samengesteld uit minder dichte materialen, zoals water.
Veranderingen in het klimaat betekenen dat het water van week tot week, van maand tot maand en van seizoen tot seizoen wordt verschoven. Bepaalde gebieden en wateren zullen opdrogen en ondieper worden, of meer regen krijgen en beginnen te zwellen. Deze fluctuaties in massa op deze locaties een waarneembaar effect hebben in het zwaartekrachtveld .
Wanneer een satelliet over een gebied met een aanzienlijk hogere dichtheid vliegt (zoals een bergketen), zal hij een beetje versnellen terwijl hij hem nadert, vanwege de toename van de zwaartekracht, en vertragen als het wegvliegt . Deze veranderingen zijn ongelooflijk klein, maar nog steeds meetbaar met de juiste tools. (De GRACE-missie maakte feitelijk gebruik van dit fenomeen om het zwaartekrachtsveld van de planeet in kaart te brengen.)
De studie van het zwaartekrachtveld van de aarde biedt wetenschappers eigenlijk: een andere lens om de effecten van klimaatverandering te bestuderen . Omdat de opwarming van de Noordpool bijvoorbeeld massa toevoegt aan oceanen en zeeën, kan de overeenkomstige verandering in de zwaartekracht van de aarde worden gezien en geregistreerd. De GRACE-gegevens (verzameld tussen 2002 en 2017) toonden aan dat 60% van het totale massaverlies van Antarctica en Groenland het gevolg was van de opwarmingstrends in het Noordpoolgebied, terwijl de andere 40% te wijten was aan een grotere ijsstroom in de oceaan. Dezelfde gegevens suggereerden dat Groenland in de periode van 15 jaar van de missie ongeveer 260 miljard ton ijs per jaar verloor, terwijl Antarctica ongeveer 140 miljard ton per jaar verloor.