La cartografía de la gravedad de la tierra

28 12 2009

El satélite europeo Goce (Explorador de la Circulación Oceánica y la Gravedad, por sus siglas en inglés) arroja nuevas luces al enviar información sobre la forma en que la fuerza de gravedad varía alrededor de la Tierra.

Científicos señalan que los primeros mapas del comportamiento de la gravedad realizados por el satélite muestran con claridad detalles nunca antes vistos en mediciones terrestres o espaciales.

Mapa planetario de la fuerza de gravedad

Goce fue lanzado por la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés) en marzo y despegó desde el Cosmódromo de Plesetsk, en el noroeste de Rusia.

Se espera que la información que aporte Goce ayude a profundizar el entendimiento sobre cómo se mueven los océanos y facilite la creación de un sistema para medir la altura en cualquier parte del planeta.

Investigadores que estudian procesos geológicos, como terremotos y volcanes, también podrán utilizar la información.

Los primeros mapas diseñados a partir de las observaciones de este satélite fueron presentados en la reunión de otoño de la American Geophysical Union(AGU, por sus siglas en inglés), la reunión más grande de geólogos y expertos en ciencias de la Tierra.

Más o menos

Aunque sólo representan 47 días de operaciones tras el inicio de la campaña científica del satélite, que comenzó el 30 de septiembre, los mapas muestran que Goce está alcanzando un excepcional nivel de funcionamiento.

“Existe una tremenda cantidad de geofísica en estos mapas”, explicó el gerente de la misión del satélite Goce, Rune Floberghagen.

“Se puede observar dónde están las grandes variaciones, por ejemplo en la cordillera de Los Andes o en la fosa de las Marianas, o en los Himalayas. De hecho, en la mayoría de los continentes se observa mucha variación”, le dijo a la BBC.

Los mapas reproducidos en esta página ilustran “gradientes gravitatorios”.

Los colores rojos indican una variación positiva en la gravedad que se mueve de un lugar a otro, por ejemplo, lugares donde el tirón de la Tierra es mayor.

Los colores azules muestran una variación negativa en la gravedad, es decir, lugares donde el tirón de la tierra es menor.

En términos más sencillos, si usted trasladara una pesa o balanza -de esas que usted probablemente tiene en su baño- a estos sitios, pesaría -de forma mínima- más en los lugares rojos y menos en los azules.

Ilustración artística del satélite GoceGoce fue lanzado por la ESA en marzo.

A la mayoría de las personas se les enseña en el colegio que la aceleración debida a la fuerza de gravedad en la superficie de la Tierra –conocida como g– es de aproximadamente 9,8m/seg x seg. Sin embargo, en realidad esta cifra varía en el planeta dependiendo del material que se encuentre debajo de los pies.

El planeta está lejos de ser una esfera lisa, el radio del globo en el ecuador es aproximadamente 20 kilómetros más largo que en los polos.

Este elipsoide está caracterizado por altas cordilleras montañosas que luego dan paso a profundas zanjas oceánicas.

Las capas internas de la Tierra tampoco están integradas por rocas homogéneas, algunas regiones son más espesas o densas.

Estos factores provocarán que g se desvíe de un lugar a otro en cantidades muy pequeñas pero significativas.

Los mapas de Goce muestran tales diferencias a través de la utilización de un gradiómetro de última generación fabricado por la empresa francesa Onera.

Este instrumento es sensible a las aceleraciones de aproximadamente una décima parte de la millonésima de una millonésima de g.

Además, el gradiómetro mide esas aceleraciones a lo largo de los tres ejes del satélite para obtener un panorama multidimensional del campo gravitatorio terrestre.

“Esas son hasta ahora las aceleraciones más pequeñas medidas desde la órbita”, indicó Floberghagen.

Océanos

Los primeros mapas no sólo registraron los tres componentes sino que también compararon sus señales con los mejores modelos de campos gravitatorios disponibles, diseñados a partir de la información espacial y terrestre.

Nuevamente, en ese desafío a los modelos existentes los gradientes del Goce parecen más pronunciados en altas latitudes y en regiones continentales. Los gradientes parecen menos marcados en los océanos donde mucha información sobre el campo gravitatorio ya ha sido determinada por el satélite que mide la topografía de la superficie marítima.

GoceSe prevé que el satélite permanezca en órbita más tiempo del previsto.

El equipo del Goce señala que su información no es totalmente homogénea, algunas áreas de la Tierra actualmente se encuentran mejor cubiertas que otras. Esto es evidente en las franjas diagonales que se pueden observar en varios de los mapas. Los científicos sostienen que aún falta trabajo por hacer para entender cómo procesar mejor la información.

No obstante, se espera que se haya obtenido suficiente información de alta calidad durante los primeros meses de la campaña científica para construir lo que los geofísicos denominan un geoide.

Se trata de un modelo terrestre especial que calca su superficie “horizontal” idealizada, el plano en el cual a cualquier punto, el tirón de la gravedad es perpendicular a él. Si usted pudiera colocar un balón en su superficie hipotética éste no se deslizaría, aunque parece tener pendientes.

El geoide es de interés primordial para los oceanógrafos quienes estudian las causas de las colinas y los valles en la superficie marítima.

Si las diferencias en la gravedad local no están atrayendo el agua circundante para crear esas características, entonces otros factores como corrientes, vientos y mareas deben ser responsables.

Misión

El equipo que lleva a cabo la misión también anunció en la reunión de la AGU que Goce probablemente permanezca volando más tiempo del previsto.

Este incremento es resultado de un inusual comportamiento silencioso del Sol en este momento. En períodos de reducida actividad solar, la atmósfera terrestre es menos extensa y esto significa que los satélites no experimentan tanto arrastre.

Incluso a su altitud ultra baja de sólo 254,9 kilómetros, el sistema de propulsión del Goce requiere poco esfuerzo para mantener una órbita constante y evitar caer del cielo.

La ESA había estado esperando que el satélite se mantuviera en el aire por aproximadamente dos años. Las condiciones solares actuales sugieren que el Goce todavía estará orbitando y reuniendo información científica dentro de cinco años más.

Fuente: BBC. La cartografía de la gravedad


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