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Jul 24, 2023

중력은 전 세계적으로 다양합니다. 가장 많이 변하는 곳은 바로 여기

이야기에 따르면, 수학자 아이작 뉴턴 경은 저녁 식사 후 과수원에 앉아 있었는데 사과가 나무에서 떨어지는 것을 보았습니다. 그는 왜 사과가 항상 땅에 곧장 떨어지는지 궁금했습니다.

이야기에 따르면, 수학자 아이작 뉴턴 경은 저녁 식사 후 과수원에 앉아 있었는데 사과가 나무에서 떨어지는 것을 보았습니다. 그는 왜 사과가 옆으로 또는 심지어 위로 떨어지지 않고 항상 땅에 곧게 떨어지는지 궁금해했습니다. 그는 나중에 만유인력의 법칙을 개발했습니다.

그러나 중력(물체를 지구 중심으로 끌어당기는 보이지 않는 힘)은 지구 전체에 걸쳐 균일하지 않은 것으로 데이터가 보여줍니다.

뉴턴은 중력이 부분적으로 질량에 의존한다는 것을 발견했습니다. 질량이 더 큰 물체는 더 강한 중력을 받습니다. 지구상에서 이는 일반적으로 물체에 대한 중력의 당기는 힘이 지구의 내부 구조와 지형에 따라 다른 위치에서 더 강하거나 약할 수 있음을 의미합니다. 산과 같이 질량이 더 큰 곳은 중력이 더 강합니다. 계곡이나 심해 해구와 같이 지하 질량이 적은 곳은 중력이 약합니다.

텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스의 선임 연구 과학자 존 리스(John Ries)는 “질량이 중력을 만들어낸다”고 말했습니다. "중력의 변화를 보면 질량의 변화도 보입니다."

가속도 측면에서 중력 변화를 생각할 수도 있습니다. 평균적으로 중력으로 인해 지구로 떨어지는 물체의 가속도는 초당 약 9.8미터 제곱입니다. 그러나 중력이 다소 큰 장소에서는 가속도가 약간 다를 수 있습니다.

Ries는 사람들이 이러한 아주 사소한 변화를 알아차릴 수는 없지만 첨단 과학 장비를 사용하면 작은 이상을 측정할 수 있다고 말했습니다. 그와 그의 동료들은 지구 중력장의 글로벌 스냅샷을 제공하는 중력 복구 및 기후 실험(GRACE)으로 알려진 NASA 위성 임무에 참여하고 있습니다. 과학자들은 이 정보를 사용하여 극지방의 얼음과 저수지의 질량 변화를 추적하고 지구 표면 아래의 과정이 지상의 과정에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

가장 큰 중력 이상 현상은 큰 판이 충돌하거나 서로 멀어지는 판 구조 운동에서 비롯됩니다. 가뭄이나 지속적인 비와 같은 지구상의 수분 함량 변화는 비록 그 정도는 작지만 중력의 변화를 가져올 수도 있습니다.

“가장 큰 문제는 바다, 대기, 육지가 어떻게 상호 작용하는지 이해하려고 노력하는 것입니다.”라고 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스의 지구물리학자 바이런 태플리(Byron Tapley)는 말했습니다. "그들은 본질적으로 지구 시스템에서 서로 결합되어 있으며 이러한 상호 작용을 이해하려고 노력하고 있으며, 한 사건이 다른 사건에 어떻게 영향을 미치는지 이해하려고 노력하고 있습니다."

여기가 지구 전체에서 중력이 가장 많이 변하는 곳입니다.

우리는 흔히 지구를 매끄러운 구로 그리는데, 우리 행성은 울퉁불퉁하고 울퉁불퉁한, 지오이드라고 불리는 불규칙한 모양입니다. 과학자들은 위성 기반 데이터를 사용하여 이 행성의 실제 중력 인력과 가상의 균일하고 매끄러운 지구 사이의 차이를 비교함으로써 지구 전체의 중력 이상 현상을 연구할 수 있습니다.

지구상에서 가장 강력한 중력 중 일부는 판 구조 운동으로 인해 호주와 인도네시아 근처의 태평양에 위치합니다.

사실, 판 구조 운동은 산에서 해구에 이르기까지 지구 표면에서 볼 수 있는 거의 모든 지형의 원동력입니다. 이러한 판의 움직임은 맨틀의 대류에 의해 이루어지며, 이는 지구 깊은 곳에서 표면으로 열을 전달합니다.

GRACE 위성 데이터를 사용하여 지구의 모양, 회전 및 중력을 연구하는 Ries는 "맨틀이 통과할 때 지각의 마찰로 인해 [판]이 함께 움직이거나 떨어져 나가게 됩니다."라고 말했습니다. 중력 지도를 통해 과학자들은 지각 아래의 이러한 움직임을 해독할 수 있습니다.

이 지역에서 Ries는 해양 지각이 대륙판 아래로 밀려 들어가는 두 판의 충돌로 인해 이상이 발생했다고 설명했습니다. 그는 해양 지각은 더 오래되고 밀도가 높으며 더 가벼운 대륙판 아래로 가라앉아 해구를 형성한다고 설명했습니다. 태평양 판을 따라 있는 해구는 알류샨 열도, 일본, 통가를 따라 나타나며, 그곳의 데이터는 중력이 더 약하다는 것을 보여줍니다.

바다 지각이 물에 잠기면 물이 땀을 흘리고 압력이 증가하여 마그마가 위로 올라가고 지각이 상승하여 화산이 형성된다고 그는 말했습니다. 질량이 증가하면 화산 사슬을 따라 중력이 증가합니다. 하와이 주변과 같은 다른 화산 사슬도 더 강한 중력을 보여줍니다.