18 november 2017

GOCE en GRACE gebruikt in Delfts onderzoek naar het zwaartekrachtveld van de aarde

De GRACE-satellieten wisselden continu microgolfstraling uit om de uiterst kleine veranderingen in het zwaartekracht veld van de aarde te detecteren. De statische zwaartekrachtmetingen van de Goce satelliet zorgde voor gedetailleerde zwaartekrachtkaarten. Delfts onderzoek naar deze metingen  bieden een unieke blik op het binnenste van onze aarde.

De GRACE satellieten wisselden continu microgolfstraling uit om de uiterst kleine veranderingen in het zwaartekrachtveld van de aarde te detecteren Bron; NASA

De zwaartekracht op aarde varieert van plaats tot plaats en verandert door onder meer klimaatverandering. Door het smelten van ijskappen en gletsjers, de bewegingen van watermassa’s en aardbevingen varieert het zwaartekrachtveld van de aarde minimaal. Om die uiterst kleine veranderingen in het zwaartekrachtveld te detecteren, wisselden de satellieten continu microgolfstraling uit. De beide Grace satellieten cirkelen rond de aarde op een hoogte van 220 kilometer. Grace-2 is door stroomgebrek inmiddels uitgevallen en zal in december of januari neerstorten. Grace-1 zal later in 2018 volgen. De twee satellieten zijn in 2002 gelanceerd en zouden in 2007 al aan het einde van hun levensduur zijn. De kunstmanen hielden zich echter zo goed dat hun missie kon worden opgerekt tot dit jaar. Door de missie zo lang te rekken, kunnen de onderzoekers bijna ononderbroken doorgaan met meten aan het aardse zwaartekrachtveld: opvolger Grace Follow-On zal komend voorjaar worden gelanceerd.

Grace data af- en toename landmassa Bron; NASA.

In de Delta, het universiteitsblad van de TU Delft, verscheen afgelopen week het artikel ‘Gravity Measurements offer glimpses of inner Earth’. Dr. Bart Root deed de afgelopen jaren onderzoek naar de veranderingen in het zwaartekrachtsveld die door de Grace satellieten in de 14 jaar dat ze rond de aarde cirkelden waargenomen zijn. De uiterst precieze data boden een unieke blik op het binnenste van onze aarde.  Het verlies aan landijs in Groenland en Alaska bijvoorbeeld resulteerde in een afname die op de kaart diep rood kleurt en waar de landmassa zich accumuleerde kleurt het blauw, met name onder Scandinavië.

Grace toont dat de gemiddelde aanwas van de landmassa zo een 1 cm. per jaar is. Dit is te danken aan de magma stroom van binnenuit nadat het landijs smolt aan het eind van de laatste ijstijd. M.b.v. een speciale filtertechniek detecteerde Root een dergelijk fenomeen maar dan in de Barentszee. Zijn bevindingen geven een ander beeld dan de huidige bestaande theorieën beweren over het landijs in de Barentszee gedurende de laatste ijstijd. In die zin dat de theorie dat het gebied in en rond de Barentszee tijdens die periode als ijspakhuis dienst deed niet overkomt met de data van de Grace satellieten.

Statisch zwaartekrachtveld Bron; B.Root Delta

Een ander deel van zijn onderzoek focuste zich op de statische zwaartekrachtmetingen van de Goce satelliet. Goce produceerde zwaartekrachtkaarten met een globale resolutie van 50 tot 100 km. Deze kaarten geven een nooit eerder getoonde beeld van het binnenste van de aarde en de continentale platen die drijven op de aardmantel.

GOCE satelliet Bron; NASA

De GOCE wordt ook wel de ‘Ferrari van de ruimte genoemd, Pijlvormig, 5 meter lang en slank, zonder bewegende delen en is uit 1 blok composiet vervaardigd om de gevoelige meetinstrumenten zo weinig mogelijk te verstoren. De satelliet schuimde de aarde af op een zo laag mogelijke hoogte van gem. 220 km. Zo kon de satelliet een zo sterk mogelijk zwaartekrachtsignaal opvangen. Meer studie hiernaar gedaan wordt ook gedaan door het ESA 3D Earth Project dat o.a. onderzoek doet naar de twee verborgen continenten (ook wel Jason en Tuzo genoemd) die zich op 2900 km. diepte onder de aardmantel bevinden. Ook Root continueert zijn onderzoek naar variaties in de aardse zwaartekracht en met de ultragevoelige satellietdata kan men nu dieper dan ooit binnenin de aarde kijken. Bronnen: Delta, ESA, Ref. Dagblad.

https://www.delta.tudelft.nl/article/gravity-measurements-offer-glimpses-inner-earth

Laat wat van je horen

*