Tyngdkraft i Hudson Bay -området och omgivande regioner, inklusive Quebec, är lägre än i andra delar av världen. I mer än 40 år har forskare har försökt ta reda på vad som orsakar stora delar av Kanada, särskilt Hudson Bay -regionen, att "sakna" gravitationen. Med andra ord, tyngdkraften i Hudson Bay -området och de omgivande regionerna är lägre än i andra delar av världen, ett fenomen som först identifierades på 1960 -talet när jordens globala tyngdkraftsfält kartlades.
Två teorier har föreslagits för att redogöra för denna anomali. Men innan vi går över dem, Det är viktigt att först överväga vad som skapar gravitation. På en grundläggande nivå, tyngdkraften är proportionell mot massan. Så när massan av ett område på något sätt görs mindre, gravitationen görs mindre. Tyngdkraften kan variera på olika delar av jorden. Även om vi brukar tänka på det som en boll, jorden bultar faktiskt vid ekvatorn och blir plattare vid polerna på grund av dess rotation. Jordens massa sprids inte proportionellt, och det kan skifta position över tiden. Så forskare föreslog två teorier för att förklara hur massan i Hudson Bay -området hade minskat och bidragit till områdets lägre gravitation.
En teori handlar om en process som kallas konvektion som sker i jordens mantel. Manteln är ett lager av smält sten som kallas magma och finns mellan 100 och 200 km under jordens yta. Magma är extremt varm och ständigt virvlande och skiftande, stiger och faller, för att skapa konvektionsströmmar. Konvektion drar ner jordens kontinentalplattor, som minskar massan i det området och minskar gravitationen.
En ny teori för att redogöra för Hudson Bay -områdets saknade gravitation gäller Laurentide Ice Sheet, som täckte stora delar av dagens Kanada och norra USA. Denna iskappa var nästan 3,2 km tjock i de flesta sektioner, och i två områden i Hudson Bay, den var 3,7 km tjock. Det var också mycket tungt och tyngde jorden. Under en period av 10, 000 år, Laurentide Ice Sheet smälte, slutligen försvinner 10, 000 år sedan. Det lämnade en djup fördjupning på jorden.
För att få en bättre uppfattning om vad som hände, tänk på vad som händer när du trycker lätt in fingret i ytan av en tårta eller en bit riktigt fjädrande bröd. En del av det rör sig åt sidorna och det finns en indragning. Men när du tar bort fingret det studsar tillbaka till det normala. En liknande sak hände med Laurentide Ice Sheet, teorin föreslår - förutom att jorden inte är så mycket "studsar" tillbaka som den returerar mycket långsamt (mindre än en halv tum per år). Sålänge, området runt Hudson Bay har mindre massa eftersom en del av jorden har skjutits åt sidorna av inlandsisen. Mindre massa betyder mindre gravitation.
Så vilken teori är korrekt? Det visar sig att de båda är det. Konvektion och inlandsets återhämtningseffekt orsakar båda en del av gravitationens minskning runt Hudson Bay. Först, vi kommer att överväga isarkteorin.
För att beräkna effekten av Laurentide Ice Sheet, forskare vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics använde data som samlats in av Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) satelliterna mellan april 2002 och april 2006. GRACE-satelliterna är mycket sofistikerade maskiner, kretsar cirka 500 km ovanför jorden och 220 km från varandra. Satelliterna kan mäta avstånd ner till en mikron, så att de kan upptäcka mindre gravitationella variationer. När den ledande satelliten flyger över Hudson Bay -området, minskningen av gravitationen gör att satelliten rör sig något bort från jorden och från sin systersatellit. Denna distansförskjutning detekteras av satelliterna och används för att beräkna förändringen i gravitationen. Eventuella förändringar som upptäcks kan också användas för att skapa kartor över gravitationella fält.
GRACE -data gjorde det möjligt för forskare att skapa topografiska kartor som närmade sig hur Hudson Bay såg ut under den senaste istiden, när det täcktes av Laurentide Ice Sheet. Dessa kartor avslöjade några intressanta funktioner om området, inklusive två utbuktande områden på västra och östra sidan av Hudson Bay där isen var mycket tjockare än resten av arket. Tyngdkraften är nu lägre där än i andra delar av den gravitationstömda viken.
Ett annat viktigt fynd kom från GRACE -data:Det visar sig att isarkteorin bara står för 25 procent till 45 procent av gravitationens variation kring Hudson Bay och det omgivande området. Subtrahera "rebound -effekten" från områdets gravitationella signal, forskare har fastställt att de återstående 55-75 procent av gravitationsvariationen sannolikt beror på konvektion.
Hudson Bay -området kommer att ha mindre gravitation under lång tid. Det uppskattas att jorden måste återhämta sig mer än 650 fot för att komma tillbaka till sin ursprungliga position, vilket borde ta cirka 5, 000 år. Men rebound -effekten är fortfarande synlig. Även om havsnivån stiger runt om i världen, havsnivån längs Hudson Bay -kusten sjunker när landet fortsätter att återhämta sig från vikten av Laurentide Ice Sheet.
Medan mysteriet kring Canadas gravitationella anomalier har vänts, studien har större konsekvenser. Forskare involverade i Harvard-Smithsonian Center-studien var förvånad över att de kunde se hur jorden såg ut 20, 000 år sedan. Och genom att isolera inflytandet av inlandsisens återhämtningseffekt, forskare förstår bättre hur konvektion påverkar gravitationen och hur kontinenter förändras över tiden. Till sist, GRACE -satelliterna har försett forskare med data om många inlandsisar och glaciärer. Genom att undersöka klimatförändringarna som skedde för tusentals år sedan, forskare kan få en bättre förståelse för hur global uppvärmning och stigande havsnivåer påverkar vår planet idag och vilken inverkan de kommer att ha på vår framtid.
För mer information om Canadas saknade gravitation, se länkarna på nästa sida.
VetenskapGeofysik Hur kan delar av Kanada "sakna" tyngdkraften? VetenskapGeofysik Vad är gravitation? VetenskapGeofysik Vilka gravitationens hemligheter har avslöjats under de senaste 50 åren? Vetenskap Vetenskapsfrågor Vad har gravitationen att göra med big bang? ScienceSustainable Technologies at HomeHow Gravitationsdrivna golvlampor fungerar VetenskapGeofysik Vad om det inte fanns tyngdkraft på jorden? Vetenskap Vad om Vad om jorden tappade tyngdkraften i fem sekunder? Science vetenskap Vetenskapsfrågor Vad är antigravitet? LifestyleScience ProjectsScience Projects for Kids:Laws of Gravity and Motion
