Научные исследования и технические разработки
по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика.
Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки.
Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.
Землетрясение Тохоку, поразившее Японию 11 марта, изменило гравитационное поле Земли так, что повлияло на орбиты спутников
Землетрясение было сильнее и глубже, чем показали земные инструменты. Речь идёт о космических аппаратах-близнецах GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment, «Эксперимент по изучению климата и гравитационных возмущений»), которые летают в 220 км друг от друга по полярной орбите примерно в 500 км над Землёй. Задача миссии заключается в составлении карты гравитационного поля планеты. Спутники выполняют её, контролируя влияние мельчайших изменений поля на свои траектории и расстояние между зондами.
Гравитационное поле Земли меняется всякий раз, когда происходит перераспределение массы на её поверхности. Это может быть результатом снегопада, наводнения, таяния ледяных шапок — или землетрясений.
Шинчан Хан из Центра космических полётов им. Годдарда (НАСА, США) и его коллеги уже изучали эффекты двух предыдущих мегатолчков — Суматранско-Андаманского землетрясения 2004 года и прошлогоднего чилийского. За время существования спутников GRACE (их запустили в 2002 году) только эти катаклизмы оказали измеримое влияние на орбиты спутников. Тохоку стало третьим.
На этот раз учёные смогли показать, что нарушение спутниковых орбит можно использовать для независимой оценки мощности и эпицентра землетрясения наряду с данными сейсмографов и GPS-измерений.
Исследователи вычислили, как изменилась скорость относительного движения двух спутников, когда они проходили над областью катаклизма. GRACE записывают вариации гравитационного поля, связанные и с другими процессами, но эти изменения фонового сигнала происходят в бóльших временных масштабах, чем землетрясения.
Выяснилось, что скорость, с которой менялось расстояние между двумя спутниками GRACE, была в два раза выше в течение месяца после землетрясения, чем за месяц до этого.
Затем учёные построили несколько моделей землетрясения с помощью данных сейсмографов и GPS-приборов, дабы оценить, какой была бы скорость изменения диапазона дальности, если бы на неё повлияло землетрясение. Оказалось, что лучше всего то, что произошло, объясняет землетрясение в нижней коре магнитудой 9,1, тогда как землетрясение Тохоку, по показаниям наземных датчиков, имело место в верхней части коры и обладало мощностью 9,0.
