¿Cómo cambia el hielo en los casquetes polares? ¿Cuáles son las características geológicas de la corteza terrestre debajo? ¿Cuál es la estructura del límite entre la corteza terrestre y el manto? Los geofísicos podrán responder estas preguntas en el futuro usandomediciones de campo de gravedad del satélite de gravedad GOCE de la ESA. Los geodesistas de la Universidad Técnica de Munich TUM han preparado matemáticamente los datos de medición de tal manera que puedan usarse para resolver estructuras muy por debajo de la superficie.
Si un astronauta pudiera ver los campos de gravedad, entonces no percibiría la Tierra como redonda; en cambio, parecería abollada como una papa. La razón: las masas en los océanos, continentes y en lo profundo del interior de la Tierra no se distribuyen por igual.Por lo tanto, la fuerza gravitacional difiere de un lugar a otro. Estas variaciones, que son invisibles para el ojo humano, han sido medidas por sensores de aceleración altamente sensibles a bordo del Gravity Field y Steady-State Ocean Circulation Explorer - GOCE para abreviar.
El satélite transmitió varios cientos de millones de registros de datos al control terrestre entre 2009 y 2013. Grupos del TUM están significativamente involucrados en el desarrollo de la misión y el análisis y la aplicación de las mediciones. "Estos datos nos han ayudado a mapear la Tierracampo de gravedad con gran precisión. Y ahora, al ponernos los lentes de gravedad, podemos usar los valores de medición para ver profundamente debajo de la superficie de nuestro planeta ", explica el Dr. Johannes Bouman, del Instituto Alemán de Investigación Geodésica en TUM.
La corteza terrestre se hace visible
En los mapas de campo de gravedad que el equipo ha publicado ahora en la revista en línea Informes científicos puede reconocer, por ejemplo, una franja roja ancha en el Atlántico Norte que simboliza el aumento de la gravedad. Esto es consistente con el modelo tectónico de placas: entre Groenlandia y Escandinavia, el material grueso y pesado se eleva desde el manto de la Tierra a lo largo del medio-la cresta oceánica, se enfría y crea una corteza oceánica fresca. "Con las mediciones del campo de gravedad podemos proporcionar información adicional al modelo tectónico de placas, ya que podemos sacar conclusiones sobre la densidad y el grosor de las diferentes placas", dice Bouman.
Los algoritmos ofrecen nuevas perspectivas
Junto con su equipo, Bouman trabajó en la preparación de los datos GOCE durante dos años. Estos datos resultaron difíciles de interpretar porque la altura y la orientación del satélite fluctuaron mientras orbitaba la Tierra ". La ubicación del satélite se puede determinar en cualquier momento usando el GPS, pero tenía que correlacionar cada medición con las coordenadas guardadas al evaluar los datos ", recuerda el investigador de TUM. Utilizando los algoritmos que desarrolló con su equipo, pudo transformar los datos de tal manera que los geofísicos pudieran utilizarlos.sin ajustes adicionales en el futuro.
Dos rejillas - dos ojos
El truco: los valores de medición no se correlacionaron con la trayectoria real del satélite; en cambio, se convirtieron en dos elipsoides de referencia. Estos elipsoides, que rodean la Tierra a alturas de 225 y 255 kilómetros, tienen una altura fija y susla orientación geográfica también está definida. Cada elipsoide consta de 1,6 millones de puntos de cuadrícula que se pueden combinar. "De esta manera, como con la visión estereoscópica con dos ojos, puede hacer visible la tercera dimensión. Si combina esta información conun modelo geofísico, obtienes una imagen tridimensional de la Tierra ", explica Bouman.
"Este método es muy interesante para los geofísicos", enfatiza el Prof. Jörg Ebbing, Jefe del Grupo de Trabajo para Geofísica y Geoinformación en la Universidad de Kiel y también autor del artículo ". Anteriormente, los modelos se basaban principalmente en mediciones sísmicas- Del curso que viajan las ondas sísmicas, puede deducir, por ejemplo, los límites entre la corteza terrestre y el manto. Estos nuevos datos nos permiten verificar y mejorar nuestras ideas y percepciones ".
Analizar la corteza terrestre en el Atlántico Norte es solo el comienzo. "Usando los datos geodésicos de la misión GOCE, podremos examinar la estructura de toda la corteza con más detalle en el futuro", agrega el profesor Florian Seitz, Director del Instituto Alemán de Investigación Geodésica en TUM. "E incluso podremos hacer visibles los movimientos dinámicos, como el derretimiento de las capas de hielo polar, que la sismología no podía ver".
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Materiales proporcionado por Universidad Técnica de Munich TUM . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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