Satelity wyłapały niewidzialne przesunięcie masy
Cała historia opiera się na danych z misji GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment). Ten wspólny projekt NASA i niemieckiej agencji kosmicznej działał w latach 2002-2017, a jego sercem była para bliźniaczych satelitów. Ich zadanie było genialne w swojej prostocie: nieustannie mierzyły mikroskopijną odległość między sobą z niespotykaną precyzją. Każda, nawet najdrobniejsza zmiana w sile grawitacji pod nimi powodowała, że satelity nieco się do siebie przybliżały lub oddalały.
Czytaj też: Chiny znowu biją rekord świata. Tamtejsza wirówka sięga granic hipergrawitacji
Analizując te archiwalne zapisy, naukowcy pod kierunkiem Charlotte Gaugne Gouranton natrafili na niecodzienny wzór. Pomiędzy 2006 a 2008 rokiem, na obszarze wschodniego Atlantyku o szerokości blisko 7000 kilometrów siła grawitacji uległa lekkiej modyfikacji. Kulminacja nastąpiła w styczniu 2007 roku. Co ciekawe, zmiana nie była jednolita. Tworzyła charakterystyczne pasy, gdzie jeden region przyciągał nieco mocniej, a sąsiedni słabiej. To klasyczny odcisk palca pozostawiony przez przemieszczającą się pod powierzchnią masę.
Analizując szeregi czasowe gradientów pochodzących z GRACE, zidentyfikowaliśmy anomalny sygnał gradientu grawitacji na dużą skalę we wschodnim Atlantyku, maksymalny na początku 2007 roku, którego nie można w pełni wyjaśnić źródłami wody powierzchniowej ani przepływami płynów w jądrze – tłumaczy Gouranton
Eliminacja oczywistych podejrzanych
Pierwszym, całkiem logicznym tropem, była woda. Jej przemieszczanie się: czy to przez topnienie lodowców, zmiany poziomu mórz, czy cyrkulację wód gruntowych, stanowi główny „szum” w satelitarnych pomiarach grawitacji. Zespół kierowany przez Gouranton skrupulatnie sprawdził jednak wszystkie te opcje, analizując dane hydrologiczne, oceanograficzne i dotyczące pokrywy lodowej.
Wnioski były dość klarowne. Aby wytłumaczyć zaobserwowaną anomalię wyłącznie ruchami wody, musiałaby się ona przemieścić w ilościach i tempie, które są fizycznie nierealne. Ponadto, specyficzny, pasmowy wzór zmian grawitacyjnych wyraźnie wskazywał na pionowe przemieszczenie czegoś masywnego. Ruchy powierzchniowe wody po prostu nie pozostawiają takiego sygnatura. Poszukiwania musiały pójść głębiej. Znacznie, znacznie głębiej.
Hipoteza rodem z płaszcza ziemskiego
Ślad zaprowadził naukowców na niewyobrażalną głębokość około 3000 kilometrów, do strefy zwanej warstwą D”. To ekstremalne graniczne terytorium, gdzie kończy się stosunkowo sztywny płaszcz Ziemi, a zaczyna jej płynne, zewnętrzne jądro. Panują tam warunki tak skrajne, iż trudno je odtworzyć nawet w najnowocześniejszych laboratoriach. W tej właśnie strefie badacze upatrują potencjalnej przyczyny zarejestrowanego sygnału. Ich główna hipoteza mówi o szybkiej redystrybucji masy w płaszczu, która mogła być wywołana tzw. przemianą fazową minerału. W skrócie: pod ogromnym ciśnieniem i w wysokiej temperaturze dominujący tam minerał, bridgmanit, mógł przekształcić się w gęstszą postać zwaną postperowskitem. To proces podobny do topnienia lodu, tyle że zachodzący w skalnym materiale.
Czytaj też: Anomalia południowoatlantycka powiększa się. Satelity mogą być zagrożone
Gdy rozległy obszar skały przekroczy pewien próg stabilności, może dojść do jej reorganizacji na poziomie atomowym. Nie towarzyszą temu trzęsienia ziemi czy pęknięcia, ale skutki są tak masywne, że ich echo – w postaci zmiany pola grawitacyjnego – dociera aż na orbitę okołoziemską. Nie można też wykluczyć, że zmiany w przepływach płynnego żelaza w jądrze mogły mieć tu swój udział, choć na razie brakuje danych, by określić zależności przyczynowe. Potwierdzenie tej teorii to wciąż daleka droga. Konieczne są dłuższe, bardziej precyzyjne pomiary grawitacyjne z kolejnych misji satelitarnych oraz uzupełnienie ich danymi sejsmicznymi, które działają jak ultradźwiękowe obrazy wnętrza Ziemi. Niemniej, samo odkrycie jest niezwykle ważne.