Naujas tyrimas tiksliau įvertino Žemės masės centro sezoninį dreifą

Žemės masės centras nėra visiškai nejudrus – per metus jis pasislenka milimetrais. Naujas tyrimas, paskelbtas Geophysical Journal International, šio dreifo neapibrėžtumą sumažino iki mažiau nei 1 milimetro, o sezoninė amplitudė pasirodė esanti maždaug perpus mažesnė nei ankstesni vertinimai.

Norint nustatyti planetos vidurį, tenka remtis kosminiais stebėjimais. Bet kurio Žemės palydovo orbitos centras yra geocentras – visos sistemos, nuo kietųjų uolienų iki vandenynų ir atmosferos, masės centras. Šio centro poslinkiai keičia trajektorijas, todėl svarbiausia užduotis yra itin tiksliai išmatuoti orbitas.

1980-aisiais ir 1990-aisiais tam daugiausia buvo naudojami LAGEOS palydovai – sferiniai aparatai su atspindinčiomis plokštėmis, leidžiančiomis antžeminėms lazerinėms observatorijoms fiksuoti nuo jų atsispindėjusį impulsą ir nustatyti palydovo padėtį. Dvipusis lazerio sklidimo laiko matavimas leido pasiekti centimetrinį tikslumą.

Naujajame tyrime prie to pridėti GPS duomenys, leidžiantys įvertinti mikroskopinius pačių antžeminių observatorijų poslinkius, taip pat visos grupės žemoje orbitoje esančių palydovų matavimai. Taip neapibrėžtumas sumažintas iki mažiau nei 1 milimetro.

Sezoninio dreifo priežastys žinomos seniai. Žiemą Šiaurės pusrutulyje sniegas ir ledas padidina poliarinių platumų masę, vandenynai šyla ir vėsta, todėl kinta jų tankis, o lietingasis sezonas Amazonijoje perkelia vandenį deltos link. Paros ir pusparos vandenynų potvyniai bei atoslūgiai patys savaime sukelia maždaug 1 centimetro poslinkį.

Tačiau perpus mažesnė metinio ciklo amplitudė rodo, kad tarp pusrutulių pernešama mažiau vandens ir oro, nei buvo manyta anksčiau. Tai reiškia, kad jų tarpusavio ryšys yra silpnesnis, nei buvo numatyta modeliuose.

Ilgesniais laikotarpiais tyrėjų komanda taip pat pastebėjo geocentro poslinkius, susijusius su vulkanine veikla ir žemės drebėjimais. Tie patys masės persiskirstymai veikia ir planetos sukimosi greitį, ir koordinačių tikslumą Žemės paviršiuje – nuo logistikos bei laivybos iki palydovų grupių orbitinio dreifo.

Tyrimo rezultatai rodo, kad Žemės masės centro padėtį dabar galima nustatyti dalies milimetro tikslumu. Dėl to gali tekti peržiūrėti modelius, aprašančius, kaip planeta perneša vandenį ir orą iš vieno pusrutulio į kitą.