40多年来,科学家一直试图找出导致加拿大大部分地区的什么,尤其是哈德逊湾地区,“失踪”了。重力。换句话说,哈德逊湾地区及周边地区的重力低于世界其他地区,这一现象是在1960年代首次确定的,当时地球的全球重力场被列为绘制。
已经提出了两种理论来解释这一异常。但是,在我们审查它们之前,重要的是首先考虑是什么产生重力。在基本水平上,重力与质量成正比。因此,当区域的质量以某种方式变小时,重力就会较小。重力在地球的不同部位可能有所不同。尽管我们通常认为它是一个球,但地球实际上在赤道上凸起,并且由于旋转而在极点上变得更平坦。地球的质量不会按比例分散,并且可以随着时间的流逝而变化。因此,科学家提出了两种理论,以解释哈德逊湾地区的质量如何减少并导致该地区的降低重力。
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一个理论集中在地球披着发生的一种被称为对流的过程。地幔是一层称为岩浆的熔融岩层,存在于地球表面以下60至124英里(100至200 km)之间。岩浆非常热,不断地旋转和转移,上升和下降,以产生对流电流。对流将地球的大陆板拖动,从而减少了该区域的质量并减少了重力。
一个新的理论来解释哈德逊湾地区缺失的重力,这涉及劳伦德冰盖,该冰盖涵盖了当今加拿大和美国北部的大部分地区。在大多数部分中,该冰盖厚度将近2英里(3.2公里),在哈德逊湾的两个区域,厚度为2.3英里(3.7公里)。它也很重,并在地球上称重。在10,000年的时间里,劳伦德冰盖融化了,终于在10,000年前消失了。它在地球上留下了深层的凹痕。
为了更好地了解发生的事情,请考虑当您轻轻地将手指压入蛋糕表面或一块真正弹性的面包时会发生什么。其中一些移到侧面,有一个凹痕。但是,当您摘下手指时,它会反弹到正常。该理论提出了类似的事情,劳伦德冰盖发生了类似的事情 - 除了地球的反弹并不是“弹跳”,因为它的反弹非常慢(每年不到半英寸)。同时,哈德逊湾周围的区域的质量较小,因为冰盖已将某些地球推向侧面。减少质量意味着更少的重力。
那么哪种理论是正确的?事实证明,他们俩都是。对流和冰盖的反弹效应都导致哈德逊湾周围的重力减少。首先,我们将考虑冰盖理论。
为了计算Laurentide冰盖的影响,哈佛大学 - 史密斯森主义的天体物理学中心的科学家使用了2002年4月至2006年4月之间的重力恢复和气候实验(Grace)卫星收集的数据。宽限期卫星是高度精致的机器,绕着大约绕着地球上方310英里(500公里),相距137英里(220公里)。卫星可以测量距离至微米的距离,因此它们可以检测到很小的引力变化。当铅卫星飞过哈德逊湾地区时,重力减少会导致卫星略微远离地球和姊妹卫星。卫星检测到距离的这种转移,并用于计算重力变化。检测到的任何偏移也可以用于创建引力场的地图。
宽限数据使科学家能够创建地形地图,以近似于哈德逊湾在最后一个冰河时代的外观,当时它被劳伦森冰盖覆盖。这些地图揭示了有关该地区的一些有趣特征,包括哈德逊湾西部和东部的两个凸起区域,那里的冰比其余部分厚得多。现在,重力比重力耗尽的海湾的其他部分要低。
另一个重要发现来自宽限期数据:事实证明,冰盖理论仅占哈德逊湾及周边地区重力变化的25%至45%。从该地区的重力信号中减去“反弹效应”,科学家们确定剩余的55%至75%的重力变化可能是由于对流所致。
哈德逊湾地区的重力很长一段时间。据估计,地球必须反弹超过650英尺才能恢复其原始位置,这应该花费约5,000年。但是反弹效应仍然可见。尽管世界各地的海平面正在上升,但随着土地不断从劳伦德赛德冰盖的重量中恢复,哈德逊湾海岸的海平面正在下降。
尽管围绕加拿大引力异常的奥秘已经安息,但该研究具有更广泛的影响。参与哈佛大学中心研究的科学家惊讶地发现,他们能够看到20,000年前的外观。通过隔离冰盖反弹效应的影响,研究人员可以更好地了解对流如何影响重力以及大陆如何随着时间的流逝而变化。最后,宽限期卫星为科学家提供了许多冰盖和冰川的数据。通过检查数千年前发生的气候变化,科学家可能会更好地了解全球变暖和海平面上升的水平如何影响我们的星球以及他们将对我们的未来产生什么影响。
有关加拿大缺失重力的更多信息,请参见下一页上的链接。
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