Navzdory tomu, že mise ESA GOCE skončila před více než sedmi lety, tak vědci pokračují ve zpracování dat z této pozoruhodné gravitační výpravy a dále odhalují tajemství naší planety. Nedávný výzkum přinesl spojení dat z mise GOCE s měřeními na povrchu, čímž vznikl nový model zemské kůry a svrchního pláště. Je to poprvé, co byl takovýto model vytvořený podobným způsobem – a vrhá to nové světlo na procesy jako tektonika desek, což je zase fenomén spojený se zemětřeseními a vulkanickými erupcemi.
Litosféra, do níž patří pevná kůra a částečně roztavená část horního pláště, je pro deskovou tektoniku zásadní.
Desková tektonika popisuje, kterak je krusta rozdělena na mozaiku desek, které se posouvají na horní části pláště. Tvoří se tak nové mořské dno, přičemž dochází ke vzniku podmořských hřebenů, pohoří, sopek a zemětřesení. Lepší pochopení těchto procesů je odvislé od znalosti rozdílů v teplotách litosféry a chemického složení.
Geofyzikové tradičně měří rychlost, kterou se po vzniku zemětřesení šíří seismické vlny, díky čemuž jsou schopni stanovit fyzikální vlastnosti podpovrchových vrstev. Na rychlost seismických vln přitom má vliv teplota podpovrchových hornin, v menší míře pak jejich hustota.
V této oblasti mohou gravitační data z vesmíru přidat další informaci, protože síla gravitačního signálu je spojená s hustotou. Navíc data z družic jsou uniformní v pokrytí a přesnosti – a nabízejí i data z oblastí, kde je pokrytí pozemními prostředky velmi vzácné.
Mise GOCE více než čtyři roky mapovala zemskou gravitaci v extrémních detailech a s nebývalou přesností. To vedlo k několika pozoruhodným objevům: ty se týkaly míst hluboko pod povrchem naší planety, ale i nacházejících se vysoko v atmosféře a dokonce i dále.
Nový výzkum zveřejněný v Geophysical Journal International popisuje, kterak vědci vytvořili nový model litosféry spojením gravitačních dat a seismologických pozorování z GOCE ve spojitosti s petrologickými daty, která vychází ze studií hornin vynesených na povrch a z laboratoří, kde jsou napodobované extrémní tlaky a teploty panující v hlubinách Země.
Javier Fullea z Complutense University v Madridu a Institute for Advanced Studies v Dublinu, který je spoluautorem studie, uvedl: „Dřívější globální modely pláště nebo litosféry trpěly omezeným rozlišením nebo byly založené toliko na jediné metodě či datové sadě.“
„Teprve nyní dostupné modely jsou schopné kombinovat vícero geofyzikálních dat, ale jsou často pouze v regionálním měřítku nebo jsou omezené tím, kterak jsou různá data integrována.“
„Poprvé jsme tak byli schopni vytvořit nový model kombinující v globálním měřítku několik datových sad z pozemních zdrojů a družice GOCE, čímž vznikla globální mapa popisující skutečnou teplotu a složení hornin v zemském plášti.“
Jesse Reusen z Delft University of Technology doplňuje: „Tento novátorský model poskytuje pohled na stávající složení a tepelnou strukturu pláště, která může být použita pro odhad viskozity. Ve skutečnosti to již bylo použito k odhadu zbytkového poledovcového vzestupu nebo též vzdutí země po odstranění hmotnosti ledu, které následovalo po roztátí ledovce Laurentide v Kanadě. To zlepšuje naše chápání vazeb mezi kryosférou a pevnou zemí. Výsledky výzkumu byly publikovány loni v časopise Journal of Geophysical Research.“
Nový model vytvořený v rámci 3D studie Země provedené ESA poprvé ukazuje, jak různorodý je podlitosférický plášť pod různými oceány. Navíc poskytuje vhled do toho, kterak bývá morfologie a rychlost šíření středooceánských hřbetů spojena s chemickou a tepelnou strukturou.
Roger Haagmans z ESA to komentuje: „Naše mise GOCE nepřestává udivovat. Data získaná během čtyřleté práce na oběžné dráze jsou neustále používaná k lepšímu pochopení komplexnosti naší planety. Teď vrhá nové světlo na strukturu Země hluboko pod našima nohama. I když se tyto procesy odehrávají v hlubinách, mají hmatatelný vliv na povrch zemské – od vzniku obnoveného mořského dna po zemětřesení, což má v konečném důsledku vliv na každého z nás.“
„Toto je navíc pozoruhodný výstup z projektu 3D Earth a další významný krok k realizaci jednoho z hlavních cílů našeho programu Věda pro společnost: vytvořit co nejpokročilejší rekonstrukci naší Zemí od jádra až po povrch, a to včetně dynamických procesů.“
Další informace jsou k dispozici na portálu Evropské kosmické agentury (ESA).
