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Jul 24, 2023

重力は世界中で異なります。 ここが一番変わったところです

物語によると、数学者アイザック・ニュートン卿は夕食後果樹園に座っていたとき、リンゴが木から落ちるのを目撃しました。 彼は、なぜリンゴはいつも地面にまっすぐに落ちるのか疑問に思いました。

物語によると、数学者アイザック・ニュートン卿は夕食後果樹園に座っていたとき、リンゴが木から落ちるのを目撃しました。 彼は、なぜリンゴが横や上ではなく、常に地面にまっすぐに落ちるのか疑問に思いました。 彼は後に万有引力の法則を開発しました。

しかし、重力（物体を地球の中心に引き寄せる目に見えない力）は、地球全体で均一ではないことがデータで示されています。

ニュートンは、重力が部分的に質量に依存していることを発見しました。 質量が大きい物体は、より強い重力を受けます。 地球では、これは一般に、地球の内部構造や地形に応じて、物体に対する重力の強さが場所によって強くなったり弱くなったりすることを意味します。 山などの質量が大きい場所では、重力が強くなります。 谷や深海溝など、地下の質量が小さい場所では、重力が弱くなります。

「質量は重力を生み出します」とテキサス大学オースティン校の上級研究員ジョン・リース氏は言う。 「重力の変化を見ると、質量の変化がわかります。」

重力の変化を加速度の観点から考えることもできます。 平均すると、重力によって地球に落下する物体の加速度は約 9.8 メートル/秒です。 ただし、重力が多少なりともある場所では、その加速度は若干異なる場合があります。

リース氏は、人間はこうした非常に小さな変化に気づくことはできないが、高度な科学機器を使えば小さな異常を測定できると述べた。 彼と彼の同僚は、地球の重力場の全球的なスナップショットを提供する、重力回復と気候実験 (GRACE) として知られる NASA の衛星ミッションに協力しています。 科学者はこの情報を利用して、極地の氷や貯水池の質量変化を追跡し、地表下のプロセスが地上のプロセスにどのような影響を与えるかを理解するのに役立ちます。

最大の重力異常は、大きなスラブが衝突したり互いに引き離されたりするプレート構造の動きに起因します。 干ばつや降り続く雨など、地球上の水分含有量の変化も、程度は小さいですが、重力の変化を引き起こす可能性があります。

「大きな問題は、海洋、大気、陸域がどのように相互作用しているかを理解しようとすることだ」とテキサス大学オースティン校の地球物理学者バイロン・タプリー氏は言う。 「それらはすべて本質的に地球のシステム内で結合しており、それらの相互作用、つまり、一方に起こったことが他方にどのような影響を与えるのかを理解しようとしています。」

ここは地球上で重力が最も大きく変化する場所です。

私たちは地球を滑らかな球として描くことがよくありますが、私たちの惑星はゴツゴツとしたでこぼこした、ジオイドと呼ばれる不規則な形です。 科学者は衛星ベースのデータを使用して、この惑星の実際の重力と仮想の均一に滑らかな地球との違いを比較することで、地球全体の重力の異常を研究できます。

地球上で最も強い重力の一部は、プレート構造の動きにより、オーストラリアとインドネシア近くの太平洋に位置しています。

実際、プレート構造の動きは、山から海溝に至るまで、地球の表面に見られるほぼすべての地形の原動力となっています。 これらのプレートの動きは、地球の深部から地表まで熱を運ぶマントル内の対流によって引き起こされます。

「マントルが地殻を通過する際の地殻の摩擦は、[プレート]を一緒に動かしたり、引き離したりするのです」と、GRACE衛星データを使用して地球の形状、回転、重力を研究しているリース氏は述べた。 重力マップを使用すると、科学者は地殻の下でのこれらの動きを解読できます。

この地域では、海洋地殻が大陸プレートの下に押し込まれ、2つのプレートの衝突によって異常が発生したとリース氏は説明した。 同氏の説明によると、海洋地殻はより古く密度が高く、軽い大陸プレートの下に沈んで海溝を形成しているという。 太平洋プレートに沿った海溝は、アリューシャン列島、日本、トンガに沿って出現しており、データでは重力が弱いことが示されています。

海洋地殻が水没すると、水が「汗をかき」、圧力が上昇し、マグマが押し上げられ、地殻が持ち上げられて火山が形成されると同氏は述べた。 質量の増加により、火山列に沿った重力が増加しました。 ハワイ周辺など他の火山列でも、より強い重力が見られます。