3sNews訊，12月28日消息，據(jù)英國廣播公司(BBC)報(bào)道，歐洲Goce衛(wèi)星首次向地面發(fā)回了表明地球不同地區(qū)引力存在差異的最新數(shù)據(jù)?？茖W(xué)家表示，這批數(shù)據(jù)清晰展現(xiàn)了在以往太空和地面測量中前所未見的引力變化細(xì)節(jié)。

Goce重力梯度儀以三個(gè)方位感受重力場。上述數(shù)據(jù)是由安設(shè)在Goce衛(wèi)星飛行方向的加速計(jì)記錄的。這是來自于太空儀器的全新信息。

安設(shè)在Goce衛(wèi)星飛行方向的加速計(jì)獲取的數(shù)據(jù)與現(xiàn)有引力場模型的比較。豐富的色彩表示Goce衛(wèi)星看到額外信息的區(qū)域。請注意，海洋上空的變化曲線不太明顯。

　　引力差異變化明顯

　　Goce衛(wèi)星今年3月從俄羅斯西北部的普列謝茨克發(fā)射場發(fā)射升空，其發(fā)回的最新數(shù)據(jù)有望讓科學(xué)家對海洋活動有新的了解，同時(shí)構(gòu)建一個(gè)通用系統(tǒng)，用以測量世界任何一個(gè)角落的海拔高度。這些數(shù)據(jù)還會有助于科學(xué)家對地震和火山等地質(zhì)進(jìn)程的研究。經(jīng)由Goce衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)生成的第一批地圖日前在美國地球物理學(xué)會(AGU)的秋季學(xué)術(shù)會議上公布，這也是世界上最大的年度地球物理學(xué)家聚會。

　　Goce衛(wèi)星在9月30日正式啟動了科學(xué)觀測活動，雖然到現(xiàn)在不過47天，但這些數(shù)據(jù)仍表明Goce衛(wèi)星的卓越性能。歐洲航天局Goce衛(wèi)星任務(wù)主管魯尼-弗洛博格哈根(Rune Floberghagen)博士在接受英國廣播公司采訪時(shí)表示：“這些圖中有大量的地球物理學(xué)數(shù)據(jù)，你可以從中看出巨大變動的地方，例如安第斯山脈、馬里亞納海溝、印尼島弧和喜馬拉雅山。事實(shí)上，你可以在多數(shù)大洲看到這種變化。”

　　文中兩張圖說明了“引力變化曲線”。紅色表示引力在不同地點(diǎn)的正變差，也就是地球引力逐漸變大的地方。藍(lán)色代表引力負(fù)變差，即地球引力越小的地方。簡而言之，如果你將體重秤帶到這些地方，在紅色區(qū)域稱重結(jié)果略高，而在藍(lán)色區(qū)域稱重結(jié)果略低。

　　多數(shù)人都從課堂上學(xué)到這樣的知識：地球表面的重力加速度(g)約為9.8米/秒的平方。然而，事實(shí)上，根據(jù)腳下的物質(zhì)性質(zhì)，這一數(shù)值在世界各地均有所不同。地球遠(yuǎn)非一個(gè)表面平坦的球體，赤道半徑就比兩極長出約20公里。這個(gè)橢圓形遍布高高的山脈和深深的海溝。此外，地球內(nèi)層并不包括完美的同質(zhì)巖石外殼——有些區(qū)域密度或高或低。這種因素會造成重力加速度在不同地方會有微小但卻重要的差異。

　　對現(xiàn)有模型構(gòu)成挑戰(zhàn)

　　Goce是地球重力場和海洋環(huán)流探測衛(wèi)星的簡稱，該衛(wèi)星通過法國國家航空空間研究院(Onera)制造的先進(jìn)重力梯度儀將這些差異繪制出來。重力梯度儀即便對極為微小的加速度也極為敏感，要想獲得地球引力場的三維視角，只要測量Goce衛(wèi)星所有三個(gè)軸的加速度即可。弗洛博格哈根說：“這些是迄今通過軌道測量獲得的最小加速度。”

　　第一批Goce衛(wèi)星圖不僅記錄了這三個(gè)部分，還將它們的信號與通過現(xiàn)有太空和地面數(shù)據(jù)集制作的最佳引力場模型進(jìn)行了比較。在對現(xiàn)有模型的挑戰(zhàn)中，Goce衛(wèi)星的數(shù)據(jù)變化再次在高海拔和大陸地區(qū)體現(xiàn)得最為明顯，而在海洋上空不太明顯，測量海面地形的航天器已經(jīng)在那里確定了大量引力場信息。

　　Goce探測任務(wù)團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，數(shù)據(jù)與結(jié)論并不是完全一致，例如，衛(wèi)星當(dāng)前對地球一些區(qū)域的覆蓋明顯強(qiáng)于其他地區(qū)。這一點(diǎn)在很多Goce衛(wèi)星圖上看到的對角條紋體現(xiàn)得尤為明顯?？茖W(xué)家稱，要想知道如何最有效地處理這些數(shù)據(jù)，還需要從事更多的研究。盡管如此，在構(gòu)建地球物理學(xué)家所稱的“大地水準(zhǔn)面”(geoid)科學(xué)活動的最初幾個(gè)月，仍有望收集到充足的高質(zhì)量信息。

　　這是一種特殊類型的地球模型，可追蹤理想的“水平”表面——在這個(gè)平面上的任何點(diǎn)，引力都與其呈直角。如果你將一個(gè)皮球放在這個(gè)假設(shè)的平面上，它不會滾動——即便看上去有坡度。對于從事海面“高山”和“山谷”成因研究的海洋學(xué)家來說，大地水準(zhǔn)面的重要性高于一切。如果當(dāng)?shù)氐囊Σ畈粫?qū)使海水形成這些特征，那么諸如水流、大風(fēng)和潮汐等其他因素應(yīng)該就是它們的成因。

　　使用壽命大大延長

　　Goce任務(wù)團(tuán)隊(duì)還在美國地球物理學(xué)會秋季學(xué)術(shù)大會上宣布，Goce衛(wèi)星的使用壽命可能會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過預(yù)期。這顆衛(wèi)星的使用壽命之所以大大延長，是因當(dāng)前太陽活動異常安靜的結(jié)果。在太陽活動強(qiáng)度減弱期間，地球大氣覆蓋區(qū)域減少，這意味著衛(wèi)星不會遭受過多的拉力影響。

　　即便是在254.9公里的超低緯度，Goce衛(wèi)星不需要其推進(jìn)系統(tǒng)的幫助也能保持穩(wěn)定的飛行軌道，避免從天空中墜落地面。在此之前，歐洲航天局估計(jì)Goce衛(wèi)星的使用壽命約為兩年，但是根據(jù)當(dāng)前的太陽活動強(qiáng)度，它可以在軌飛行5年時(shí)間，不間斷收集科學(xué)數(shù)據(jù)。

　　弗洛博格哈根博士說：“Goce衛(wèi)星發(fā)射后在軌經(jīng)歷的空氣阻力不同于所有模型在發(fā)射前預(yù)測的空氣阻力。這意味著在引力場測量方面不僅涉及大量新科學(xué)，而且在作用于Goce衛(wèi)星的地球表面的測量數(shù)據(jù)方面也是如此。所以，我們計(jì)劃通過這次任務(wù)生成另一個(gè)產(chǎn)品，幫助制作熱層模型的研究人員，從而可以模擬高層大氣層的空氣密度。”