Новая модель геоида ( иллюстрация ESA / HPF / DLR ).

 

_ Спутник Европейского космического агентства GOCE ( Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer - Исследователь гравитационного поля и установившихся океанских течений), вышедший на орбиту Земли в марте 2009-го, выполнил все необходимые измерения для точного построения модели геоида.

Геоидом называют эквипотенциальную поверхность земного поля тяжести. Направление нормали к ней совпадает с направлением силы тяжести - с линией отвеса. Можно представить себе геоид как поверхность Мирового океана и сообщающихся с ним морей при некотором среднем уровне полностью свободной от возмущений воды, мысленно продолженную под материками.

Внешний вид GOCE (иллюстрация ESA / AOES Medialab).

 

Данные, собираемые GOCE с помощью шести чувствительных акселерометров, используются при построении карт и помогают отслеживать океанские течения, циркуляцию океана и изменения уровня моря. Кроме того, гравитационные измерения дают некоторое представление о процессах, вызывающих землетрясения.

GOCE отличается от остальных спутников наблюдения тем, что движется по орбите совсем небольшой высоты (около 260 км), на которой точность передаваемых данных возрастает. Чтобы снизить воздействие верхней атмосферы на аппарат, его сделали вытянутым и снабдили ионным двигателем, компенсирующим торможение. «Топлива для гравитационных измерений нам хватит до конца 2012 года», — заявляет один из руководителей проекта Фолькер Либиг (Volker Liebig).

Первый вариант геоида, основанный на измерениях, выполненных GOCE за два месяца работы, был представлен в июне прошлого года. В нынешней улучшенной версии учтена информация, полученная за шесть месяцев наблюдений; следующий вариант, ещё более точный, появится осенью.

 

 

_ Стартовавший в 2009 году аппарат обладает шестью акселерометрами, в сто раз более чувствительными, чем любые поднимавшиеся на орбиту ранее. «Исследователь» может почувствовать отклонение в притяжении в одну десятитриллионную от нормального уровня. Потому «гоче» способен определить форму геоида с точностью в 1-2 сантиметра по высоте на 100-километровом отрезке.

Геоид представляет поверхность идеального Мирового океана при отсутствии ветров, приливов и течений, то есть формирующегося только под действием силы тяжести. А она, как давно известно, неодинакова в разных районах планеты, и дело не в её вращении, а в неравномерном распределении массы в глубинах земного шара.

Соответственно, получая данные о точном уровне морских вод в разных точках планеты (от ряда спутников-высотометров), и сравнивая их с картой геоида, можно получить массу сведений о циркуляции воды в океане, колебаниях в уровне моря, вызванных глобальными переменами климата, определить динамику ледяных покровов Земли и так далее.

 

Фрагмент новой карты.
Самая сильная гравитация - в районах, окрашенных жёлтым цветом,
самая слабая - на синих участках. Форма геоида намеренно усиленна -
для большей наглядности различия высот умножены в 10 тысяч раз.
Знание точной формы геоида важно для геодезии - от него
измеряют высоты в мире ( иллюстрация EPA, ESA/ HPF/ DLR ).

Что ещё интереснее: GOCE видит отклонения в гравитации с высокой детализацией, что позволяет замечать тектонические разломы, вычислять распределение масс в толщах горных хребтов и наблюдать иные подобные, скрытые от глаз, особенности строения Земли.

Расшифровывая информацию от GOCE, учёные могут замечать движения магмы в глубинах под вулканами или фиксировать особенности в движении и взаимодействии континентальных плит. Участники проекта говорят, что с помощью GOCE уже получили неизвестные ранее данные о глубинах Гималаев, Юго-Восточной Азии, Анд и Антарктики.

 

Европейское космическое агентство отмечает: «Гравиметрия от GOCE помогает углублять знания о процессах, которые вызывают землетрясения, такие как опустошившее недавно Японию. Это землетрясение было вызвано движением тектонических плит под океаном. Его нельзя наблюдать непосредственно из космоса. Однако землетрясение создаёт подписи в гравиметрических данных, которые могут быть использованы для понимания процессов, ведущих к этим стихийным бедствиям, и, в конечном счёте, для предсказания таких событий».

 

Среди прочего GOCE показал на гравитационной карте границы тектонических плит
близ Японии, как раз в том месте, где случилось недавнее разрушительное землетрясение
( иллюстрация TUM / IAPG ).

Период низкой солнечной активности помог GOCE дольше намеченного оставаться на своей низкой орбите, причём с меньшим расходом рабочего тела для двигателя. А это значит, утверждают европейские инженеры, что спутник спокойно проработает, по меньшей мере, до конца 2012 года ( когда закончится финансирование миссии), а может и до 2014-го
( если европейцы выделят средства ).

Между тем каждый виток «гравитационного измерителя» вокруг планеты повышает точность карты. Ещё в 2010 году GOCE порадовал геофизиков своей черновой картой геоида, составленной по результатам двух месяцев измерений. Теперь она существенно обновлена.

И это не финал. В ближайшие месяцы и годы специалисты, работающие со спутником, ожидают существенного уточнения формы нашего родного мира. Это, несомненно, понравится всем учёным, использующим её в своих исследованиях. А ведь уже сейчас они получили геоид, определённый так аккуратно, как никогда ранее.

 

 

Пресс-конференция в Мюнхенском техническом университете,
на которой обсуждались последние результаты работы GOCE:

 

 

 

Лунные тоннели. Изображение LRO Team

 

_ Лунные тоннели, обнаруженные на земном спутнике в 2009 году, могут содержать значительные количества воды. Такие выводы группа ученых представила на 42-й конференции по изучению Луны и планет (Lunar and Planetary Science Conference).
_ Тезисы доклада специалистов можно найти здесь - lpi.usra.edu/meetings/lpsc2011/pdf/1134.pdf,
коротко об этой работе пишет журнал New Scientist.

Отверстие диаметром около 65 метров, ведущее в тоннель под поверхностью Луны, было обнаружено японским зондом "Кагуя". Позже было найдено еще два похожих отверстия диаметром около 100 метров и глубиной предположительно от 50 до 100 метров. Как полагают астрономы, тоннели представляют собой затвердевшие потоки лавы, центральная часть которых высохла.

Авторы новой работы проанализировали условия в лунных тоннелях и заключили, что они благоприятствуют накоплению H₂O. Внутри тоннелей не так резко выражен перепад температур, поэтому из них испаряется меньше воды. Кроме того, под поверхность проникает намного меньше ультрафиолетового излучения, которое способно разрушать молекулы воды.

_ Наличие воды на Луне было подтверждено в 2009 году сразу тремя исследовательскими аппаратами.
Вода более или менее равномерно распределена по поверхности земного спутника - до того, как зонды обнаружили это, считалось, что основными резервуарами воды на Луне являются затененные кратеры.

 

 

 

_ Первый «провал» диаметром около 100 м и глубиной приблизительно 50–100 м обнаружила камера японс-кого лунного зонда SELENE (Kaguya), запущенного в 2007 году. Объект расположен в районе Холмов Мария, что в Океане Бурь. Ещё два подобных отверстия аппарат выявил на территории Моря Спокойствия и
Моря Мечты.

В 2008 году Лунный орбитальный зонд НАСА (LRO) сфотографировал первый объект в более высоком разрешении и заодно обнаружил несколько «дыр» меньшего диаметра. Было установлено, что все они пред-ставляют собой лавовые трубки — каналы, которые получаются при неравномерном остывании текущей со склонов вулкана лавы.

Команда учёных под руководством Юничи Харуямы из Института исследований космоса и астронавтики (ISAS) проанализировала снимки и предположила, что отверстия могут являться естественными резервуарами для воды, молекулы которой сформировались под действием солнечного ветра. И произошло это тогда, когда водород, переносимый потоком ионизированных частиц, которые истекают из солнечной короны, встретился с запасённым в лунных скалах кислородом.

Разумеется, проверить, так это или нет, можно будет лишь тогда, когда в эти «кроличьи норы» на поверхности земного спутника заглянет аппарат, передвигающийся по Луне, а не летающий над ней.

 

Лунный колодец в Океане Бурь ( фото NASA / LROC / ASU ).