چرا جاذبه زمین در کانادا ضعیفتر است؟
طی بیش از 40 سال گذشته،دانشمندان تلاش کردهاند تا عامل کمتر بودن نیروی جاذبه زمین را در بخشهایی از کانادا، به ویژه منطقه خلیج هادسون، بیابند.
به بیانی دیگر گرانش در این منطقه و مناطق اطرافش کمتر از دیگر بخشهای جهان است، پدیدهای که اولین بار در دهه 1960، زمانی که میدان گرانش جهانی زمین مورد مطالعه قرار گرفت، شناسایی شد.
برای توضیح این رویداد غیرعادی دو نظریه ارائه شدهاست، اما پیش از آن باید درباره هویت گرانش و چگونگی شکلگیری آن اطلاعاتی ارائه کرد.
گرانش در ابتداییترین سطح خود با جرم متناسب است، از این رو زمانی که جرم منطقهای کمتر باشد، گرانش نیز کوچکتر خواهد شد. گرانش میتواند در مناطق مختلف زمین متفاوت باشد، با وجود اینکه همواره سیاره زمین مانند یک توپ گرد در نظر گرفته شده است، این سیاره در بخشهای قطبی مسطحتر و در مناطق استوایی برآمدهتر است. همچنین جرم زمین به صورت متناسب پراکنده نشده و طی گذشت زمان تغییر حالت نیز میدهد. از این رو دانشمندان دو نظریه برای توضیح کاهش جرم منطقه خلیج هادسون و ارتباط آن با کم بودن گرانش در این منطقه ارائه کردهاند.
نظریه اول
یکی از این نظریهها بر روی فرایندی به نام انتقال گرما در جبه زمین تمرکز دارد. جبه زمین لایهای از سنگهای مذاب به نام ماگمااست که در عمق 100 تا 200 کیلومتری در زیر لایه سطحی زمین قرار گرفتهاند. ماگما از حرارت بسیار بالایی برخوردار است و به صورت مداوم درحال حرکت کردن و تغییر حالت، بالا رفتن و پایین آمدن است تا جریانهای انتقالی را به وجود آورد. جریان انتقال صفحات قارهای زمین را دچار کشش میکند و به این شکل جرم در این منطقه کاهش یافته و گرانش کم میشود.
نظریه دوم
نظریه جدید بر روی صفحه یخی لارنتی متمرکز شدهاست، صفحهای که بیشترین بخش کانادای امروزی و شمال آمریکا را پوشانده بودهاست. این صفحه یخی در بیشتر بخشها ضخامتی برابر 3.2 کیلومتر داشت و در دو بخش از خلیج هادسون، ضخامت آن به 3.7 کیلومتر میرسید. طی دورهای 10 هزار ساله صفحه لارنتی ذوب شده و ناپدید شد و زخمی را بر چهره زمین از خود به جا گذاشت. درست مانند اینکه فردی انگشت خود را به آرامی بر روی یک کیک و یا یک نان بسیار اسفنجی فشار بدهد، بخشهایی از کیک به اطراف رانده شده و ردی از انگشت بر روی آن به جا خواهد ماند. اما زمانی که انگشت برداشته شود، سطح کیک به حالت اولیه برخواهد گشت.
بر اساس نظریه دوم رویدادی مشابه درباره صفحه لارنتی رخداده است، با این تفاوت که زمین به اندازه یک کیک از قابلیت ارتجاعی برای بازگشت به حالت اولیه برخوردار نیست و با سرعتی بسیار پایین، کمتر از نیم اینچ در سال تغییر حالت ایجاد شده را جبران میکند. بر همین اساس خلیج هادسون تحت تاثیر همین صفحه یخی و ذوب شدن آن دچار جرم کمتری شدهاند و جرم کمتر به معنی گرانش کمتر خواهد بود.
دانشمندان مرکز هاروارد-اسمیتسونیان برای محاسبه تاثیر صفحه لارنتی اطلاعات به دست آمده از ماهوارهها که در سالهای 2002 تا 2006 جمعآوری شدهاند را مورد استفاده قرار دادند. ماهوارههای GRACE که در ارتفاع 500 کیلومتری از زمین در فاصله 220 کیلومتر از یکدیگر پرواز میکنند، دستگاههای بسیار پیچیدهای هستند. این ماهوارهها میتوانند کوچکترین تغییرات در نیروی گرانش زمین را تشخیص دهند. بر فراز خلیج هادسون، فاصله این ماهوارهها از یکدیگر و از زمین افزایش پیدا میکرد، و این تغییر توسط ماهوارهها ردیابی شده و برای محاصبه تغییرات جاذبه به کارگرفته شدند.
نقشههای توپوگرافیک به دست آمده از اطلاعات این ماهوارهها نشان میدادند خلیج هادسون طی آخرین دوران یخبندان زمین، زمانی که توسط صفحه یخی لارنتی پوشیده شدهبود، در چه وضعیتی قرار داشته است. بر اساس این نقشهها، ضخامت یخ در دو نقطه از این صفحه یخی بیشتر از دیگر مناطق بودهاست و اکنون همان دو نقطه از گرانش کمتری برخوردارند. نکته دیگری که از اطلاعات این ماهوارهها به دست آمده این است که عامل تغییرات گرانشی این منطقه تنها 25 تا 45 درصد به عهده صفحه یخی است و مابقی آن به واسطه جریانهای انتقالی جبه زمین به وجود آمده است.
