Новий метод визначення руху центру мас Землі
8 жовтня NASA оголосила про розробку нового, точнішого методу визначення руху центру мас Землі, який зміщується через сезонне переміщення води, льоду та повітря. Центр мас Землі зміщується відносно геометричного центру планети на кілька міліметрів, що має суттєвий вплив на супутникову навігацію та вимірювання.
Новий метод був розроблений геофізиком Лабораторії реактивного руху NASA Дональдом Аргусом у співпраці з колегами з JPL, Університету Невади, Університету Монтани та Німецького дослідницького центру геонаук. Для визначення положення центру мас використовують супутники LAGEOS 1 і LAGEOS 2, які оснащені світловідбивними призмами. Попередні міжнародні оцінки, проведені у 2017 та 2023 роках, відрізнялися на 7 міліметрів, тоді як новий аналіз показав, що щорічний рух центру мас Землі приблизно вдвічі менший, ніж вважали вчені вісім років тому, зазначив Дональд Аргус.
Сезонні зміни та їх вплив на центр мас Землі
Зміщення центру мас Землі виникає внаслідок сезонних змін. Наприклад:
- У березні сніговий покрив Північної Америки та Євразії досягає максимуму, зміщуючи центр мас приблизно на 3 міліметри у бік Північного полюса.
- У квітні басейн Амазонки накопичує близько 2400 гігатонн дощової води, що призводить до зміщення центру мас на 2,2 міліметра у напрямку Південної Америки.
- Максимальна маса мусонних опадів у Південно-Східній Азії спостерігається в листопаді і становить близько 600 гігатонн.
- Влітку, з серпня по жовтень, тала вода та опади збільшують масу океанів, зміщуючи центр мас у бік південної частини Тихого океану.
- 21 грудня холодне і щільне зимове повітря зміщує центр мас у напрямку Аравії, Азії та півночі Африки.
- 21 червня аналогічний ефект спостерігається над Південною Америкою та Південною Африкою.
Результати нового аналізу узгоджуються з даними супутникової місії GRACE-FO, яка була запущена у 2018 році. Ця місія складається з двох супутників, які щомісяця вимірюють зміни гравітаційного поля Землі, пов'язані з переміщенням води. Точне визначення центру мас є базовим орієнтиром для супутникової навігації та вимірювання висоти поверхні Землі.
NASA та німецький центр GFZ готують запуск місії GRACE-Continuity (GRACE-C) наприкінці 2028 року. Ця місія продовжить майже 25-річний ряд вимірювань руху води та маси на Землі. Як зазначив Фелікс Ландерер,
“точніші системи відліку можуть покращити картографування, навігацію, логістику та точне землеробство.”
Розробка нового методу визначення руху центру мас Землі є важливим досягненням в геофізиці, яке може суттєво поліпшити точність супутникових систем. Це, в свою чергу, має важливі наслідки для багатьох галузей, зокрема для навігації, моніторингу кліматичних змін та управління природними ресурсами. Використання даних супутників для вимірювання зміщення центру мас також демонструє прогрес у технологіях, які можуть сприяти розумінню глобальних екологічних процесів.