Kredit:Densitetsvärden från LithoRef18 (Afonso et al.) och gravitationsgradienter från Bouman et al. (2016)
En grundlig förståelse av systemet "fast jord" är avgörande för att dechiffrera kopplingarna mellan processer som sker djupt inne i jorden och de som sker närmare ytan och som leder till seismisk aktivitet som jordbävningar och vulkanutbrott, bergresningen och läget för underjordiska naturresurser. Tack vare gravitation och magnetisk data från satelliter tillsammans med seismologi, forskare är på väg att modellera inre jorden i 3D.
Fast jord hänvisar till skorpan, mantel och kärna. Eftersom dessa delar av vår värld är helt dolda, att förstå vad som pågår djupt under våra fötter kan bara göras genom att använda indirekta mätningar.
Nya resultat, baserat på en artikel som nyligen publicerades i Geophysical Journal International och presenterades på veckans Living Planet Symposium, avslöja hur forskare använder en rad olika mätningar inklusive satellitdata tillsammans med seismologiska modeller för att börja producera en global 3D-jordreferensmodell.
Modellen kommer att göra en stegvis förändring för att kunna analysera jordens litosfär, som är det styva yttre skalet, och den underliggande manteln för att förstå kopplingen mellan jordens struktur och de dynamiska processerna inom.
Juan Carlos Afonso, från Australiens Macquarie University och Norges Center for Earth Evolution and Dynamics, sa, "Vi förverkligar den nya globala modellen för jordens litosfär och övre mantel genom att kombinera tyngdkraftsanomalier, geoid höjd, och gravitationsgradienter kompletterade med seismik, termisk, och rockinformation."
ESA:s GOCE-uppdrag kommer att mäta gravitationsgradienter med hög noggrannhet och tillhandahålla globala modeller av jordens gravitationsfält och av geoiden. Geoiden (ytan med lika gravitationspotential hos ett hypotetiskt hav i vila) fungerar som den klassiska referensen för alla topografiska egenskaper. Noggrannheten i dess bestämning är viktig för lantmäteri och geodesi, och i studier av jordens inre processer, havscirkulation, isrörelse och havsnivåförändring. Kredit:AOES Medialab
Wolfgang Szwillus från Kiel University, Lagt till, "Data från ESA:s GOCE-satellituppdrag fungerade som indata för inversionen. Det är första gången som gravitationsgradienter har inverterats på global skala i en sådan integrerad ram."
Även om detta bara är ett första steg, 3-D Earth erbjuder lockande insikter i vår världs djupa struktur. Till exempel, de nya modellerna av jordskorpans och litosfärens tjocklek är viktiga för outforskade kontinenter som Antarktis.
Jörg Ebbing från Kiel University, noterade, "Detta är bara ett första steg så vi har mer att göra, men vi planerar att släppa 3D Earth-modellerna 2020."
3D-jordforskningen, som involverar forskare från nio institut i sex europeiska länder, finansieras genom ESA:s Science for Society-program. ESA:s gravitationsuppdrag GOCE och magnetfältsuppdraget Swarm är nyckeln till denna forskning.
