Под ледяным панцирем Антарктиды прячется не метеоритное отверстие и не мистическая пропасть, а зона аномально слабой гравитации — так называемый Antarctic Geoid Low (AGL), или «гравитационная дыра». Ученые реконструировали её историю и выяснили, что эта особенность формировалась миллионы лет и, возможно, помогла континенту покрыться льдом.
Как работает гравитационная «дыра»
Гравитация не везде одинаковая. Масса и плотность пород внутри планеты создают небольшие, но измеримые изменения в силе притяжения, а вода всегда стягивается туда, где гравитация сильнее. В областях с пониженной гравитацией уровень океана оказывается слегка ниже по сравнению с окружающими водами — это и наблюдается в районе AGL вокруг Антарктиды. Иными словами, геологические особенности земной мантии формируют «впадины», в которых поверхность моря локально опускается.
Чтобы понять природу и возраст этой аномалии, исследователи использовали сейсмический «фонарик» планеты — волны, которые порождают землетрясения. «Представьте, что вы делаете КТ всего Земного шара, но вместо рентгена у нас землетрясения», — объяснил Александр Форте из Университета Флориды, один из авторов работы. С помощью регистрации и анализа этих волн команда построила трёхмерную модель внутренней структуры Земли под Антарктидой.
Реконструкция мантии и связь с ледниковым покровом
Комбинация сейсмических данных, геодинамических расчётов и результатов минералогии позволила создать динамически согласованную картину движения мантии под континентом. Затем учёные «промотали назад» модель примерно на 70 миллионов лет с помощью сложного компьютерного моделирования. Выяснилось, что нынешняя интенсивность AGL не всегда была такой сильной: её усиление пришло примерно 30–50 миллионов лет назад.
Этот временной отрезок совпадает с крупными изменениями климата на Земле и с началом формирования массивных ледниковых покровов в Антарктиде. По мнению исследователей, ослабление гравитации могло снизить местный уровень моря, что в совокупности с другими факторами облегчило накопление льда на континенте. Ледники, в свою очередь, влияли на глобальные процессы: уровень моря и химический состав океана, включая кислотность.
Учёные подчёркивают, что связь между внутренними процессами Земли и поверхностным климатом оказывается более тесной, чем считалось ранее. «Как связана наша климатическая история с тем, что происходит внутри планеты? Если мы лучше поймём, как внутренняя структура влияет на гравитацию и уровни моря, это даст новые данные о факторах, важнейших для роста и устойчивости крупных ледяных щитов», — сказал Форте.
Авторы намерены продолжить работу, чтобы установить более прямые причинно-следственные связи между усилением AGL и развитием ледников. В планах — дополнительные наблюдения и уточнение моделей, которые помогут выяснить, в какой степени внутренние геофизические процессы могли предопределить превращение Антарктиды в нынешний ледяной континент.
Открытие напоминает, что климат и геология Земли — связанные части одной системы: изменения в недрах планеты способны оказывать влияние на поверхность и океаны, а значит и на глобальные климатические процессы.
