Satelity odkryły tajemnicze przemiany blisko jądra Ziemi. To anomalia grawitacyjna

Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) to wspólna misja NASA oraz niemieckiego DLR (The German Aerospace Center), w której bliźniacze satelity badały anomalie w polu grawitacyjnym Ziemi w latach 2002-2017. Kontynuacją tej misji jest GRACE-FO rozpoczęta w 2024 roku, zaś jej następczynią będzie GRACE-C planowana na grudzień 2028. Wróćmy jednak do oryginalnej misji i jej odkrycia.

Tego wyjątkowego pomiaru satelity dokonały między 2006 a 2008 rokiem, jednak wyszedł on na jaw dopiero podczas analiz danych w 2025 roku. Trzeba bowiem pamiętać, że instrumenty sond badawczych generują terabajty danych, które są analizowane nie tylko na bieżąco, ale też lata po oficjalnym zakończeniu misji. Niektóre detale można najpierw przeoczyć. Na szczęście badacze z Francji natrafili na wyjątkowo znaczące dane. Co one pokazały?

"Przejściowa ewolucja granicy jądra i płaszcza (CMB) ma krytyczne znaczenie dla wyjaśnienia dynamiki interakcji między płynnym jądrem a stałym płaszczem, jednak pozostaje ona w większości nieznana. Aby zbadać korespondujące redystrybucje masy, analizowaliśmy pomiary satelity GRACE oraz Satellite Laser Ranging (SLR) z lat 2003-2015, dotyczące wariacji czasoprzestrzeni pola grawitacyjnego Ziemi i szukaliśmy transjentowych zmian grawitacji w dużych skalach przestrzennych" - wyjaśniają francuscy naukowcy, którzy dokonali tego odkrycia.

"Wykryliśmy anomalny sygnał grawitacyjny zorientowany na północ-południe we wschodnim Oceanie Atlantyckim ze stycznia 2007, ewoluujący w skalach czasowych rzędu kilku lat i mniej" - dodają. Na co dokładnie ten sygnał wskazuje?

Odkrywcy analizujący ten pomiar są przekonani, że tej anomalii grawitacyjnej nie sposób wytłumaczyć redystrybucją wód powierzchniowych oraz że może on pochodzić - przynajmniej częściowo - z warstwy D" (ang. dee double-prime), czyli najniższej części płaszcza Ziemi graniczącej z jądrem wewnętrznym. "Zespół uważa, że mogło to się wydarzyć, kiedy struktura niektórych skał w pobliżu tej granicy między jądrem a płaszczem ziemskim uległa przemianie, stając się gęstsza" - tłumaczy Alexandra Witze w czasopiśmie "Nature".

Analizowany sygnał gradientu grawitacyjnego z Atlantyku, w pobliżu zachodniego wybrzeża Afryki, ewoluował przez wiele miesięcy i lat. W tym czasie, jak zauważyli naukowcy, "przy pomocy satelitarnych danych magnetycznych zaobserwowano wyraźne geomagnetyczne szarpnięcie na tym samym obszarze". Wiele wskazuje na to, że jego źródło leży głęboko pod ziemią. Jak to wyjaśnić?

"Zaproponowaliśmy [wyjaśnienie], że może to odzwierciedlać gwałtowne redystrybucje masy powiązane z przejściem fazowym minerałów, występującym w zróżnicowanym termalnie obszarze u podstaw głębokich pióropuszy płaszcza, co potencjalnie powoduje dynamiczne zmiany w kształcie granicy jądra-płaszcza na przestrzeni lat" - wyjaśniają autorzy badania.

Odkrycie to dowodzi, że pole grawitacyjne Ziemi nie jest jednorodne, zaś wartość przyspieszenia ziemskiego (grawitacji), która według paradygmatu jest stałą i wynosi 9,81 m/s², również ulega fluktuacjom.

Źródła:

• Gouranton, C. G., Panet, I., Greff-Lefftz, M., Mandea, M., & Rosat, S. (2025), GRACE Detection of Transient Mass Redistributions During a Mineral Phase Transition in the Deep Mantle, Geophysical Research Letters, 52(17), 12. https://doi.org/10.1029/2025gl116408.
• Alexandra Witze, Mysterious changes near Earth's core revealed by satellites in space, Nature, 10.1038/d41586-025-03007-6, (2025).