图片揭示地球不同地区引力显著差异

　　Goce重力梯度仪以三个方位感受重力场。上述数据是由安设在Goce卫星飞行方向的加速计记录的。这是来自于太空仪器的全新信息。

　　
　　安设在Goce卫星飞行方向的加速计获取的数据与现有引力场模型的比较。丰富的色彩表示Goce卫星看到额外信息的区域。请注意，海洋上空的变化曲线不太明显。
　　
　　据英国媒体报道，欧洲Goce卫星首次向地面发回了表明地球不同地区引力存在差异的最新数据。科学家表示，这批数据清晰展现了在以往太空和地面测量中前所未见的引力变化细节。
　　
　　引力差异变化明显
　　
　　Goce卫星今年3月从俄罗斯西北部的普列谢茨克发射场发射升空，其发回的最新数据有望让科学家对海洋活动有新的了解，同时构建一个通用系统，用以测量世界任何一个角落的海拔高度。这些数据还会有助于科学家对地震和火山等地质进程的研究。经由Goce卫星观测数据生成的第一批地图日前在美国地球物理学会(AGU)的秋季学术会议上公布，这也是世界上最大的年度地球物理学家聚会。
　　
　　Goce卫星在9月30日正式启动了科学观测活动，虽然到现在不过47天，但这些数据仍表明Goce卫星的卓越性能。欧洲航天局Goce卫星任务主管鲁尼-弗洛博格哈根(Rune Floberghagen)博士在接受英国广播公司采访时表示：“这些图中有大量的地球物理学数据，你可以从中看出巨大变动的地方，例如安第斯山脉、马里亚纳海沟、印尼岛弧和喜马拉雅山。事实上，你可以在多数大洲看到这种变化。”
　　
　　文中两张图说明了“引力变化曲线”。红色表示引力在不同地点的正变差，也就是地球引力逐渐变大的地方。蓝色代表引力负变差，即地球引力越小的地方。简而言之，如果你将体重秤带到这些地方，在红色区域称重结果略高，而在蓝色区域称重结果略低。
　　
　　多数人都从课堂上学到这样的知识：地球表面的重力加速度(g)约为9.8米/秒的平方。然而，事实上，根据脚下的物质性质，这一数值在世界各地均有所不同。地球远非一个表面平坦的球体，赤道半径就比两极长出约20公里。这个椭圆形遍布高高的山脉和深深的海沟。此外，地球内层并不包括完美的同质岩石外壳——有些区域密度或高或低。这种因素会造成重力加速度在不同地方会有微小但却重要的差异。
　　
　　对现有模型构成挑战
　　
　　Goce是地球重力场和海洋环流探测卫星的简称，该卫星通过法国国家航空空间研究院(Onera)制造的先进重力梯度仪将这些差异绘制出来。重力梯度仪即便对极为微小的加速度也极为敏感，要想获得地球引力场的三维视角，只要测量Goce卫星所有三个轴的加速度即可。弗洛博格哈根说：“这些是迄今通过轨道测量获得的最小加速度。”
　　
　　第一批Goce卫星图不仅记录了这三个部分，还将它们的信号与通过现有太空和地面数据集制作的最佳引力场模型进行了比较。在对现有模型的挑战中，Goce卫星的数据变化再次在高海拔和大陆地区体现得最为明显，而在海洋上空不太明显，测量海面地形的航天器已经在那里确定了大量引力场信息。
　　
　　Goce探测任务团队强调，数据与结论并不是完全一致，例如，卫星当前对地球一些区域的覆盖明显强于其他地区。这一点在很多Goce卫星图上看到的对角条纹体现得尤为明显。科学家称，要想知道如何最有效地处理这些数据，还需要从事更多的研究。尽管如此，在构建地球物理学家所称的“大地水准面”(geoid)科学活动的最初几个月，仍有望收集到充足的高质量信息。
　　
　　这是一种特殊类型的地球模型，可追踪理想的“水平”表面——在这个平面上的任何点，引力都与其呈直角。如果你将一个皮球放在这个假设的平面上，它不会滚动——即便看上去有坡度。对于从事海面“高山”和“山谷”成因研究的海洋学家来说，大地水准面的重要性高于一切。如果当地的引力差不会驱使海水形成这些特征，那么诸如水流、大风和潮汐等其他因素应该就是它们的成因。
　　
　　使用寿命大大延长
　　
　　Goce任务团队还在美国地球物理学会秋季学术大会上宣布，Goce卫星的使用寿命可能会远远超过预期。这颗卫星的使用寿命之所以大大延长，是因当前太阳活动异常安静的结果。在太阳活动强度减弱期间，地球大气覆盖区域减少，这意味着卫星不会遭受过多的拉力影响。
　　
　　即便是在254.9公里的超低纬度，Goce卫星不需要其推进系统的帮助也能保持稳定的飞行轨道，避免从天空中坠落地面。在此之前，欧洲航天局估计Goce卫星的使用寿命约为两年，但是根据当前的太阳活动强度，它可以在轨飞行5年时间，不间断收集科学数据。
　　
　　弗洛博格哈根博士说：“Goce卫星发射后在轨经历的空气阻力不同于所有模型在发射前预测的空气阻力。这意味着在引力场测量方面不仅涉及大量新科学，而且在作用于Goce卫星的地球表面的测量数据方面也是如此。所以，我们计划通过这次任务生成另一个产品，帮助制作热层模型的研究人员，从而可以模拟高层大气层的空气密度。”