مدل جدید ناسا نشان می‌دهد زمین مانند سیب‌زمینی است

وقتی از فضا به زمین نگاه می‌کنیم، یک کره‌ی آبی و تقریباً کامل می‌بینیم. از مأموریت‌های آپولو تا آرتمیس، عکس‌هایی که فضانوردان از سیاره‌ی ما گرفته‌اند، همیشه این تصویر را در ذهن ما تثبیت کرده‌اند. اما ناسا به تازگی مدل سه‌بعدی جدیدی منتشر کرده که نشان می‌دهد این تصویر، تمام داستان نیست. این مدل که ژئوئید یا زمین‌واره نام دارد، شکل میدان گرانشی زمین را به تصویر می‌کشد و نتیجه، چیزی شبیه به سیب‌زمینیِ پر از برآمدگی و گودی است.

برای درک این موضوع، باید بدانیم که ژئوئید سطحی فرضی است که نحوه‌ی تغییرات میدان گرانشی زمین را نشان می‌دهد. اگر کره‌ی زمین کاملاً پوشیده از آب بود و هیچ جریانی، جزر و مد یا بادی وجود نداشت، سطح این اقیانوس فرضی دقیقاً شکل ژئوئید را به خود می‌گرفت. این سطح، نقطه‌ی صفر برای اندازه‌گیری ارتفاع در سراسر جهان محسوب می‌شود.

اما چرا ژئوئید ناهموار است و به شکل سیب‌زمینی در می‌آید؟ دلیل اصلی آن، توزیع نابرابر جرم درون زمین است. بخش‌هایی از زمین که سنگ‌های چگال‌تر یا جرم بیشتری دارند، نیروی گرانش بیشتری وارد می‌کنند و باعث می‌شوند سطح ژئوئید در آن ناحیه بالا برود (برآمدگی یا تپه‌ی گرانشی). در مقابل، مناطقی با جرم کمتر یا سنگ‌های سبک‌تر، گرانش ضعیف‌تری دارند و سطح ژئوئید در آنجا پایین‌تر می‌رود (گودی یا دره‌ی گرانشی).

به گزارش وایرد، ناسا برای ساخت این مدل سه‌بعدی از بیش از یک میلیارد اندازه‌گیری استفاده کرده است که توسط ماهواره‌ها در طول ۱۵ سال جمع‌آوری شده‌اند. داده‌های اصلی از دو مأموریت مهم به دست آمده‌اند:

۱. مأموریت GRACE (آزمایش بازیابی گرانش و اقلیم): پروژه‌ای مشترک بین ناسا و مرکز هوافضای آلمان که با استفاده از دو ماهواره، تغییرات ظریف میدان گرانشی زمین را در طول زمان رصد می‌کند.

۲. مأموریت GOCE (مدارگرد میدان گرانشی و جریان‌های اقیانوسی پایدار): یک مأموریت اروپایی که نقشه‌ای بسیار دقیق از میدان گرانشی زمین تهیه کرد.

لازم به ذکر است که این برآمدگی‌ها و گودی‌ها در مدل ناسا ۱۰,۰۰۰ برابر بزرگ‌نمایی شده‌اند. در واقعیت، تفاوتِ «بلندترین» و «کم‌ترین» نقطه‌ی ژئوئید از سطح متوسط آن فقط حدود ۱۹۰ متر است که در مقایسه با شعاع ۶۳۷۱ کیلومتری زمین، بسیار ناچیز است. به عنوان مثال، داده‌ها نشان می‌دهند بالاترین نقطه‌ی ژئوئید در نزدیکی ایسلند، حدود ۸۵ متر از سطح متوسط بالاتر است و پایین‌ترین نقطه‌ی آن در جنوب هند، حدود ۱۰۶ متر پایین‌تر است.

مدل یادشده که گاهی «سیب‌زمینی پوتسدام» نیز نامیده می‌شود، کاربردهای عملی مهمی دارد:

• افزایش دقت سیستم‌های موقعیت‌یابی: مدل ژئوئید به عنوان سطح مرجع دقیق، به بهبود دقت سیستم‌های ناوبری مانند GPS کمک می‌کند و موقعیت‌یابی را تا سطح میلی‌متر دقیق‌تر می‌کند.
• اندازه‌گیری دقیق سطح آب دریاها: ژئوئید یک خط مبنای واقعی برای اندازه‌گیری ارتفاع سطح دریا فراهم می‌کند که برای رصد بالا آمدن آب اقیانوس‌ها در اثر تغییرات اقلیمی حیاتی است.
• پایش تغییرات اقلیمی: مأموریت GRACE که داده‌های آن در ساخت این مدل به کار رفته، به دانشمندان امکان می‌دهد تغییرات جرمی عظیم روی زمین را ردیابی کنند. این داده‌ها نشان می‌دهند گرینلند سالانه حدود ۲۶۴ گیگاتن یخ و جنوبگان سالانه حدود ۱۳۵ گیگاتن یخ از دست می‌دهند. همچنین این ماهواره‌ها کاهش شدید آب‌های زیرزمینی و خشکسالی را در نقاط مختلف جهان، از جمله غرب آمریکا و اروپا، به تصویر کشیده‌اند.

در نهایت، این مدل ناهموار به ما یادآوری می‌کند که سیاره‌ی ما بسیار پیچیده‌تر از آن چیزی است که از اولین نگاه به نظر می‌رسد و ابزارهای علمی می‌توانند لایه‌های پنهان این پیچیدگی را برایمان آشکار کنند.