Ziemia nie jest idealnie okrągła. Wskutek siły odśrodkowej, która powoduje obniżanie biegunów i podwyższanie strefy równikowej, nasza planeta stanowi niezbyt regularną bryłę zbliżoną do elipsoidy obrotowej, przypominającej spłaszczoną piłkę. Co ciekawsze, kształt ten nie jest stały i zmienia się w zależności od przemieszczeń masy na powierzchni i w głębi Ziemi.

Kształt Ziemi opisuje tzw. geoida, bryła zbliżona do elipsoidy obrotowej. Maksymalne odstępstwa geoidy od elipsoidy nie przekraczają 100 metrów. Różnica pomiędzy przeciętną średnicą równikową a przeciętną średnicą biegunową wynosi około 43 kilometrów.

Do 1998 roku Ziemia z każdym rokiem stawała się bardziej okrągła. Teraz trend się odwrócił i naukowcy nie są pewni dlaczego. Fakt, iż spłaszczenie Ziemi jeszcze niedawno zmniejszało się, tłumaczono reakcją naszej planety na zanik ogromnych lądolodów, które jeszcze kilkanaście tysięcy lat temu pokrywały spore połacie planety. W czasie epoki lodowej te lądolody potężnie obciążały oba bieguny. Gdy stopniały, woda roztopowa wlała się do oceanu, podnosząc jego poziom o kilkadziesiąt metrów, a odciążone bieguny zaczęły powoli dźwigać się go góry.

Teraz, z niejasnych przyczyn, obszary polarne znów zaczęły się obniżać. Wskazują na to obserwacje zmienności orbit satelitów, na podstawie których można sporządzić dokładne mapy siły przyciągania ziemskiego. Dwaj badacze z NASA przeanalizowali dane orbit 10 satelitów, zebrane w latach 1979-2001 i zauważyli, że w 1998 roku pojawił się nagły wzrost siły ciążenia nad równikiem. Co było jego przyczyną?

Na zdjęciu widoczna jest mapa ziemskiego pola grawitacyjnego. Skala została znacznie rozciągnięta, w rzeczywistości nie mamy do czynienia ze znacznym zróżnicowaniem siły ziemskiej grawitacji. Duże wysokości oznaczają większą siłę, zaś niskie mniejszą siłę grawitacji w danym obszarze.

Obliczenia wykazały, że przyczyną nie mogą być zmiany w atmosferze. Również przyspieszone topnienie lodowców nie wyjaśnia zjawiska, ponieważ poziom oceanów nie podniósł się aż tak bardzo.

Naukowcy proponują dwa możliwe mechanizmy, które mogły do tego doprowadzić. Pierwszym z nich jest przemieszczenie się masy w płynnym jądrze ziemi. Tę hipotezę wspierają dane magnetyczne, bo w 1999 roku zarejestrowano wyraźną zmianę natężenia pola.

Drugim mechanizmem jest reorganizacja rozkładu masy w oceanach. Ponieważ poziom oceanu nie podniósł się znacząco w tym okresie, jedynym wytłumaczeniem są zmiany zasolenia i temperatury wody. Zimna lub silniej zasolona woda ma większą gęstość od normalnej. Wiadomo, że w oceanie występują wyraźne, słabo mieszające się ze sobą warstwy wody. Być może więc nastąpiła zmiana w głębokiej cyrkulacji oceanicznej – jednak nagłość zaobserwowanych zmian w sile ciążenia świadczy przeciwko tej hipotezie.

Konieczne są dalsze badania. Naukowcy wiążą duże nadzieje ze świeżo wystrzelonymi satelitami geofizycznymi GRACE, JASON oraz z satelitą ICESAT, który zostanie wprowadzony na orbitę biegunową za kilka miesięcy.

Praca ukazała się w ostatnim numerze Science.

Autor

Marcin Marszałek