Země není dokonalá koule, ale dynamické těleso, kde se neustále přelévají hmoty pod našima nohama. Mají magnetické póly a gravitace nějakou souvislost? Jsou to dvě odlišné fyzikální veličiny. Někdy dochází k jejich záměně, a proto si shrneme základní rozdíly. Navíc zjistíte podstatu zajímavé gravitační anomálie známé jako Indian Ocean Geoid Low.
Rozdíl mezi magnetismem a gravitací
Gravitace a magnetismus jsou odlišné. Země je obří magnet. Magnetické pole, které nás částečně také chrání před vesmírným zářením, vzniká hluboko pod nohama v rotujícím vnějším jádru, kde proudí roztavené kovy.
Gravitace vzniká díky hmotnosti Země. Lokální rozdíly v hustotě hornin pak způsobují drobné odchylky pole. Všechno, co má nějakou hmotnost, podle Newtonova gravitačního zákona prostě přitahuje.
Fyzikální rozdíl je zásadní pro pochopení toho, proč různé projevy planety mohou občas někoho mást.
1) Magnetické pole je výsledkem dynamického procesu – proudění elektricky vodivých kovů v jádru planety.
2) Gravitace je pasivní vlastností hmoty samotné, která závisí na jejím množství a prostorovém rozložení.
Magnetické pole může teoreticky oslabit nebo změnit polaritu v důsledku procesů v jádru, ale gravitační pole je přímo vázané na hmotnost objektu a nelze jej „vypnout“, dokud nedojde ke změně celkového množství hmoty Země.
Co je gravitační díra a proč vzniká?
Popularizačně se někdy používá označení „gravitační díra“ pro oblast se sníženým gravitačním potenciálem, což se projevuje odchylkou ve výšce hladiny oceánů. Nejde o žádnou magnetickou anomálii, ale o důsledek toho, jak je pod zemskou kůrou v hloubce tisíců kilometrů hmota rozložená.
Pokud se pod daným místem nachází horniny s nižší hustotou, přitahují okolní masy i mořskou vodu slaběji, což vede k lokálnímu poklesu gravitačního potenciálu.
Gravitace je síla, která „stahuje“ vodu oceánů směrem k centru Země. Když je pod oceánem oblast s nižší hustotou, gravitační síla, která v tom místě na vodu působí, je slabší než v okolí. Voda tedy není přitahovaná ke středu Země tak silně jako v sousedních oblastech, kde je hustota vyšší.
V důsledku rozdílů gravitačního potenciálu zde rovnovážná hladina oceánu leží níže než v okolních oblastech. Tím se v daném místě vytvořil jakýsi deficit, prohlubeň, a hladina moře v této oblasti je pod úrovní globálního průměru.
Hladina oceánu se totiž v klidovém stavu vždy snaží vyrovnat podle směru gravitačního pole – takzvaná ekvipotenciální plocha. Pokud je v daném místě gravitace slabší, tato rovnovážná plocha se přirozeně posune blíže ke středu Země.
Proto je geoid v oblastech s vyšší hustotou hmoty položen výše a v oblastech s nižší hustotou níže.
Indian Ocean Geoid Low – místo, kde hladina oceánu „padá“ do hlubin
Anomálie nazvaná Indian Ocean Geoid Low (IOGL) představuje rozsáhlou oblast v Indickém oceánu o průměru 1200 až 3000 km, kde je gravitační síla výrazně slabší než jinde. To způsobuje, že geoid – ideální rovnovážná hladina oceánu – leží v této oblasti více než 100 metrů pod globálním průměrem.
Tato oblast, známá geofyzikům už od poloviny 20. století, je podle novějších vědeckých modelů důsledkem hlubinných procesů v zemském plášti, kde se před miliony let nahromadily pozůstatky prastarých tektonických desek, například z oceánu Tethys.
Současné modely naznačují, že dávná subdukce oceánu Tethys změnila proudění zemského pláště a vedla ke vzniku rozsáhlých oblastí s nižší hustotou materiálu. A to se projevuje jako prohlubeň v zemském geoidu.
Proč je důležité tyto anomálie sledovat?
I když to může působit jako čistě teoretická záležitost, přesné zmapování gravitačních anomálií má pro moderní vědu a technologie velký význam. Hladina oceánu v geodézii slouží jako základní referenční plocha, od které se odvozují výškové údaje pro celou planetu.
Pokud satelity nebo navigační systémy nemají přesná data o tom, jak se v daném místě zakřivuje gravitační pole, dochází k nepřesnostem v určování nadmořské výšky.
Precizní znalost podobných prohlubní a gravitačních výchylek umožňuje zpřesnit globální modely, na kterých závisí navigace i dlouhodobé sledování klimatických změn a pohybu vodních mas v oceánech.
Studium Indian Ocean Geoid Low tak přímo pomáhá lépe porozumět tomu, jak geologická historie planety ovlivňuje současné technologie a schopnost monitorovat stav Země z oběžné dráhy.
Gravitační prohlubeň odhaluje geologickou minulost „zapsanou“ v hustotě pláště. Magnetické pole pomáhá chránit Zemi před nabitými částicemi slunečního větru a částí kosmického záření.
Obě síly se projevují na povrchu, ale zdroje mají jinde. Gravitace závisí na rozložení hmoty v celé planetě, včetně kůry, pláště i jádra.
Magnetismus vychází z proudění v kapalném vnějším jádru. Země není nehybný kámen, ale aktivní systém. Současná podoba gravitačního i magnetického pole je výsledkem dlouhodobých procesů probíhajících v nitru Země.
Odhalte odpovědi i na další magnetické otazníky.
