Afbeelding tegoed: ESA
Een nieuwe ESA-studie voorspelt dat de verwoestende aardbeving in Sumatra, die heeft geleid tot de tragische tsunami van 26 december 2004, een? Litteken? Heeft achtergelaten? op de zwaartekracht van de aarde die kan worden gedetecteerd door een gevoelige nieuwe satelliet, die volgend jaar moet worden gelanceerd.
De Sumatraanse aardbeving mat 9 op de schaal van Richter en veroorzaakte wijdverbreide verwoesting en de dood toen het eind vorig jaar onverwacht toesloeg. Gelukkig zijn aardbevingen van deze omvang zeldzame gebeurtenissen, die misschien eens in de twee decennia plaatsvinden.
Seismologische gegevens suggereren dat tijdens het evenement de zeebodem aan weerszijden van een breuklijn die 1000 km langs de bodem van de Indische Oceaan loopt, dramatisch van hoogte is veranderd, waardoor een richel van 6 meter hoog is ontstaan. Zo'n grootschalige beweging zal het zwaartekrachtveld van de aarde veranderen. Roberto Sabadini en Giorgio Dalla Via, Universiteit van Milaan, en collega's hebben deze wijziging berekend. Ze ontdekten dat de zwaartekracht van de aarde in een oogwenk veranderde met zoveel als wordt verwacht na zes jaar smelten op de Patagonische ijsvelden in het zuidelijkste Zuid-Amerika.
Het lijkt misschien verrassend dat de zwaartekracht van de aarde niet overal even sterk is. In plaats daarvan varieert het met een kleine fractie vanwege de aanwezigheid van zaken als bergen of diepe oceaantroggen. De getijden en oceaancirculatiepatronen beïnvloeden ook de zwaartekracht, evenals de rotatie van de aarde zelf, die de evenaar van de planeet uitpuilt en de diameter 21 kilometer breder maakt dan de pool-tot-pool-afstand.
Om de afwijkingen van het gemiddelde zwaartepunt te meten, hebben aardwetenschappers het concept van de geoïde uitgevonden. Dit lijkt een beetje op een hi-tech versie van "sea level", die vaak wordt gebruikt om een absolute hoogtemaat te geven. De moderne metingen van vandaag hebben echter iets nauwkeuriger nodig.
De geoïde is een hypothetisch oppervlak, waarop de zwaartekracht van de aarde overal hetzelfde is. Het wikkelt zich rond de aarde en beweegt weg van het echte oppervlak wanneer het zich over gebieden met een grotere dichtheid en dus een grotere zwaartekracht bevindt. Over minder dichte gebieden beweegt de geoïde dichter bij het echte oppervlak.
Wanneer materiaal wordt verplaatst, hetzij ogenblikkelijk bij een aardbeving of geleidelijk zoals bij een smeltend ijsveld, verandert de zwaartekracht van de aarde in de lokale regio en daarmee ook de hoogte van de geoïde. Sabadini en Dalla Via ontdekten tijdens de aardbeving in Sumatra dat de totale geoïde beweging ongeveer 18 mm bedroeg? veel voor een geoïde!
ESA's Gravity Field and Ocean Circulation Explorer (GOCE) is ontworpen om het zwaartekrachtveld van de aarde vanuit een baan om de aarde gevoelig te onderzoeken. Terwijl het ruimtevaartuig door gebieden met een sterkere en zwakkere aantrekkingskracht trekt, zal het op en neer bewegen. Dergelijke afwijkingen liggen ver onder de waarneembare grenzen van mensen, maar GOCE is uitgerust met een apparaat dat een gradiometer wordt genoemd en die deze ultra-subtiele verschillen kan detecteren. Door de afwijkingen in de geoïde te meten, kunnen wetenschappers een uniek venster op onze planeet krijgen.
? Dit werk ligt aan de grens van geofysica en de perfecte aanvulling op seismologie? Sabadini: 'Seismologie is goed voor het opsporen van aardverschuivingsfouten en de locatie van het epicentrum, geoïde monitoring kan bepalen hoeveel massa er daadwerkelijk wordt verplaatst.'
Het kan ook worden gebruikt in de zoektocht om de klimaatverandering te begrijpen, omdat oceaancirculatie ook de geoïde beïnvloedt. Klimaatveranderingen, die op hun beurt het oceaancirculatiepatroon beïnvloeden, zullen verschijnen als een jaarlijkse verandering in de geoïde. Met zoveel te bieden, zal de GOCE-satelliet in 2006 worden gelanceerd. Een paper over de Sumatraanse aardbeving door Roberto Sabadini, Giorgio Dalla Via, Masja Hoogland en Abdelkrim Aoudia wordt gepubliceerd in EOS, het tijdschrift van de American Geophysical Union.
Oorspronkelijke bron: ESA News Release
