[圖文]世界首張高分辨率引力地圖









世界引力地圖,展示的引力場涵蓋近30億個地點,覆蓋地球80%的大陸塊。地圖顯示一些意想不到的地方存在更大的引力差異。



為了繪制世界引力地圖,澳大利亞科庭大學的克裡斯蒂安-赫特利用現有的高分辨率地球引力模型,借助來自超高分辨率衛星的引力信號和地形數據對模型進行增強。











GOCE衛星2011年獲取的圖像揭示了引力如何隨地區不同發生變化,但精確度只有2到10公裡



根據澳大利亞科學家進行的計算,一個人的體重在地球不同地區存在差異。不過,這種差異並不大。如果一個人從北極前往秘魯山區,體重將下降1%左右。造成這種現象的原因在於,地球是一個近乎完美的球體,各地區的重力存在差異。赤道地區的重力較小,高緯度地區重力較大。



根據一幅新繪制的高分辨率世界重力地圖,地球各地的重力差異幅度遠遠超過最初預計。世界重力地圖展示的重力場涵蓋近30億個地點,覆蓋地球80%的大陸塊。這幅地圖是對2011年利用GOCE衛星所做研究進行的改進。GOCE獲取的圖像揭示了重力如何隨地區不同發生變化,但精確度只有2到10公裡。



為了改善數據,澳大利亞科廷大學的克裡斯蒂安-赫特利用現有的高分辨率地球重力模型,借助來自超高分辨率衛星的重力信號和地形數據對模型進行增強。這項研究是一項大規模國際合作計劃的一部分。類似這樣對整個地球的重力場進行超高分辨率測繪的研究還是第一次。







根據世界重力地圖,一些意想不到的地方存在更大的重力差異。例如,秘魯納瓦多-胡斯卡蘭山的重力加速度最小,只有9.7639米/秒^2。北冰洋的重力加速度最大,可達到9.8337米/秒^2。研究論文指出:『這意味著地球上的重力加速度差異幅度在0.07米/秒^2左右或者說0.7%,比標准模型預計的幅度高出大約40%,後者為0.5%。』



科庭大學的研究小組利用一臺超級計算機對數據進行計算,空間尺度不到200米。空間學系副教授邁克爾-庫赫指出:『我們在4周內進行了數量驚人的計算,涵蓋地球上超過2.3億個地點。我們將整個任務分成672個獨立的計算工作。如果使用標准臺式機進行此項工作,需要近6個月時間纔能完成。』



世界重力地圖幫助科學家了解地球結構的更多細節,遠遠超過過去。形象地說,科學家就如同從地球觀察地球。庫赫表示:『從地球物理學的角度上說,我們能夠更准確地鎖定大型礦藏的位置,因為重力較高的地區可能存在高密度的礦藏。此外,這幅地圖也能讓空間學研究受益。空間學研究需要非常精確的地球重力數據。這幅地圖涵蓋整個地球並且擁有超高分辨率,能夠幫助科學家了解全球、地區以及特定位置的重力數據。』世界重力地圖項目由國際重力測量局領導,世界各地的很多科研機構參與其中,其中包括聯合國教科文組織。
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