نقد و بررسی چرا جاذبه زمین در کانادا ضعیف تر است؟

[poyadastani 13]

طی بیش از 40 سال گذشته، دانشمندان تلاش کرده اند تا عامل کمتر بودن نیروی جاذبه زمین را در بخش هایی از کانادا، به ویژه منطقه خلیج هادسون ، بیابند.

به بیانی دیگر گرانش در این منطقه و مناطق اطرافش کمتر از دیگر بخش های جهان است، پدیده ای که اولین بار در دهه 1960، زمانی که میدان گرانش جهانی زمین مورد مطالعه قرار گرفت، شناسایی شد.

برای توضیح این رویداد غیرعادی دو نظریه ارائه شده است، اما پیش از آن باید درباره هویت گرانش و چگونگی شکل گیری آن اطلاعاتی ارائه کرد.

گرانش در ابتدایی ترین سطح خود با جرم متناسب است، از این رو زمانی که جرم منطقه ای کمتر باشد، گرانش نیز کوچکتر خواهد شد. گرانش می تواند در مناطق مختلف زمین متفاوت باشد، با وجود اینکه همواره سیاره زمین مانند یک توپ گرد در نظر گرفته شده است، این سیاره در بخشهای قطبی مسطح تر و در مناطق استوایی برآمده تر است. همچنین جرم زمین به صورت متناسب پراکنده نشده و طی گذشت زمان تغییر حالت نیز می دهد. از این رو دانشمندان دو نظریه برای توضیح کاهش جرم منطقه خلیج هادسون و ارتباط آن با کم بودن گرانش در این منطقه ارائه کرده اند.

 

نظریه اول

 

یکی از این نظریه ها بر روی فرایندی به نام انتقال گرما در جبه زمین تمرکز دارد. جبه زمین لایه ای از سنگ های مذاب به نام ماگما است که در عمق 100 تا 200 کیلومتری در زیر لایه سطحی زمین قرار گرفته اند. ماگما از حرارت بسیار بالایی برخوردار است و به صورت مداوم درحال حرکت کردن و تغییر حالت، بالا رفتن و پایین آمدن است تا جریان های انتقالی را به وجود آورد. جریان انتقال صفحات قاره ای زمین را دچار کشش می کند و به این شکل جرم در این منطقه کاهش یافته و گرانش کم می شود.

 

نظریه دوم

 

نظریه جدید بر روی صفحه یخی لارنتی متمرکز شده است، صفحه ای که بیشترین بخش کانادای امروزی و شمال آمریکا را پوشانده بوده است. این صفحه یخی در بیشتر بخشها ضخامتی برابر 3.2 کیلومتر داشت و در دو بخش از خلیج هادسون، ضخامت آن به 3.7 کیلومتر می رسید. طی دوره ای 10 هزار ساله صفحه لارنتی ذوب شده و ناپدید شد و زخمی را بر چهره زمین از خود به جا گذاشت. درست مانند اینکه فردی انگشت خود را به آرامی بر روی یک کیک و یا یک نان بسیار اسفنجی فشار بدهد، بخشهایی از کیک به اطراف رانده شده و ردی از انگشت بر روی آن به جا خواهد ماند. اما زمانی که انگشت برداشته شود، سطح کیک به حالت اولیه برخواهد گشت.

بر اساس نظریه دوم رویدادی مشابه درباره صفحه لارنتی رخ داده است، با این تفاوت که زمین به اندازه یک کیک از قابلیت ارتجاعی برای بازگشت به حالت اولیه برخوردار نیست و با سرعتی بسیار پایین، کمتر از نیم اینچ در سال تغییر حالت ایجاد شده را جبران می کند. بر همین اساس خلیج هادسون تحت تاثیر همین صفحه یخی و ذوب شدن آن دچار جرم کمتری شده اند و جرم کمتر به معنی گرانش کمتر خواهد بود.

دانشمندان مرکز هاروارد-اسمیتسونیان برای محاسبه تاثیر صفحه لارنتی اطلاعات به دست آمده از ماهواره ها که در سالهای 2002 تا 2006 جمع آوری شده اند را مورد استفاده قرار دادند. ماهواره های grace که در ارتفاع 500 کیلومتری از زمین در فاصله 220 کیلومتر از یکدیگر پرواز می کنند، دستگاه های بسیار پیچیده ای هستند. این ماهواره ها می توانند کوچکترین تغییرات در نیروی گرانش زمین را تشخیص دهند. بر فراز خلیج هادسون، فاصله این ماهواره ها از یکدیگر و از زمین افزایش پیدا می کرد، و این تغییر توسط ماهواره ها ردیابی شده و برای محاصبه تغییرات جاذبه به کارگرفته شدند.

نقشه های توپوگرافیک به دست آمده از اطلاعات این ماهواره ها نشان می دادند خلیج هادسون طی آخرین دوران یخبندان زمین، زمانی که توسط صفحه یخی لارنتی پوشیده شده بود، در چه وضعیتی قرار داشته است. بر اساس این نقشه ها، ضخامت یخ در دو نقطه از این صفحه یخی بیشتر از دیگر مناطق بوده است و اکنون همان دو نقطه از گرانش کمتری برخوردارند. نکته دیگری که از اطلاعات این ماهواره ها به دست آمده این است که عامل تغییرات گرانشی این منطقه تنها 25 تا 45 درصد به عهده صفحه یخی است و مابقی آن به واسطه جریان های انتقالی جبه زمین به وجود آمده است.