Diseñan mapa de la gravedad de la Tierra

Diseñan mapa de la gravedad de la Tierra




Jonathan Amos

BBC Ciencia









Así se ve el imaginario mapa del tirón de la gravedad.



Un satélite europeo ha captado una de las vistas más extraordinarias que se hayan conseguido de la Tierra y del efecto que la gravedad ejerce sobre ella.
El novedoso mapa muestra la influencia, sutil pero generalizada, de esa fuerza en todo el planeta y nos dice dónde está el "arriba" y el "abajo".
Está diseñado a partir de precisas mediciones llevadas a cabo por el satélite Goce, que vuela tan bajo que corre el peligro de caerse del cielo.
Los científicos dicen que la información recabada por el aparato tendrá numerosas aplicaciones.
Variaciones


La aceleración "estándar" de la gravedad es de 9,8 metros por segundo al cuadrado. Pero en realidad varía de un mínimo de 9,78 en el ecuador a un máximo de 9,83 en los polos.




Los beneficios más claros serán para los estudios del clima, porque el geoide puede ayudar a los investigadores a entender mejor cómo la gran masa de agua oceánica traslada el calor por el mundo.
El nuevo mapa fue presentado en Noruega, en un simposio sobre la observación de la Tierra (OT) dedicado a la información conseguida por Goce y otras misiones de la Agencia Espacial Europea.
Europa desarrolla un amplio programa de OT que contempla el lanzamiento de unas 20 misiones, con un costo de casi US$10.000 millones, proyectadas para antes de fin de la década.
Esfera imaginaria


Lanzado en 2009, el satélite recorre de polo a polo a una altitud de casi 255 kilómetros, la órbita más baja de cualquier aparato científico similar en operaciones.
El Goce transporta tres pares de bloques de platino, construidos con altísima precisión, dentro de su gradiómetro, instrumento capaz de detectar aceleraciones tan pequeñas como una parte en diez billones de la gravedad experimentada en la Tierra.
Esto le ha permitido diseñar un mapa de las casi imperceptibles diferencias en la atracción ejercida por la masa del planeta en distintos puntos, desde las grandes cadenas de montañas a las más profundas fosas oceánicas.
Dos meses de observaciones han ido a parar a lo que los científicos llaman el geoide.
"Me parece que todos entienden lo que es un nivel en los trabajos de construcción. Un geoide no es más que un nivel que se extiende a toda la Tierra", explica el profesor Reiner Rummel, director del consorcio científico Goce.
Si se coloca una esfera en esta superficie hipotética, ésta no rodará aunque parezca que hay "inclinaciones". Éstas pueden ser apreciadas en los colores, que marcan cómo el nivel diverge de la representación generalizada (y elipsoidal) de la Tierra.
MAPA DE LOS DIFERENTES EFECTOS DE LA GRAVEDAD

• 1. La Tierra es una esfera ligeramente achatada. Es de forma elipsoidal.
  
• 2. Goce detecta minúsculas variaciones en la atracción de la gravedad sobre la Tierra.
  
• 3. La información recabada se utiliza para construir una superficie idealizada o geoide.
  
• 4. El mapa muestra la gravedad de igual "potencial"; una esfera no rodaría en sus "inclinaciones".
  
• 5. Ésta es la forma que tendrían los océanos sin los vientos ni las corrientes.
  
• 6. Así, al comparar el nivel del mar y la información del geoide se revela el comportamiento del océano.
  
• 7. Los cambios en la gravedad pueden poner de manifiesto movimientos del magma bajo los volcanes.
  
• 8. Un geoide preciso puede proveer un sistema de altura de valor universal para todo el mundo.
  
• 9. La información sobre la gravedad también puede mostrar cuánta masa pierden las capas de hielo.
  

En el Atlántico Norte, alrededor de Islandia, el nivel se asienta a unos ochenta metros sobre la superficie del elipsoide. En el Océano Índico, se establece a unos 100 metros por debajo de él.
Interés



El geoide resulta de gran interés para los oceanógrafos, debido a que constituye la forma que tendrían los mares del mundo si no hubiese mareas, ni vientos, ni corrientes.
Si los investigadores le restan al mapa el comportamiento observable de los océanos, se puede apreciar la escala de otras influencias.
Ésta es una información clave para los diseñadores de modelos climáticos, quienes tratan de representar la forma en la que las masas oceánicas consiguen transferir la energía por todo el planeta.
Pero un geoide tiene muchos otros usos también. Al contar con los distintos niveles de toda la Tierra es posible establecer un sistema universal para comparar alturas en cualquier lugar del planeta.
En la construcción, por ejemplo, les puede decir a los ingenieros en qué sentido un líquido fluirá naturalmente dentro de una tubería.
Los geofísicos utilizarán la información de Goce para investigar lo que está ocurriendo en las profundidades de la Tierra, especialmente en aquellos lugares que son más afectados por terremotos y erupciones volcánicas.
"El satélite está proporcionando nuevos datos respecto a los Himalayas, África central, los Andes y la Antártica", explica el doctor Rune Floberghagen, el director de la misión Goce.
La baja altura de operaciones del satélite había limitado las expectativas de su misión a un año o dos. Si embargo, la Agencia Espacial Europea piensa que quizás pueda prolongar su vida útil hasta 2014.
CARACTERÍSTICAS DEL SATÉLITE GOCE

• El Goce, de 1.100 kilos, está construido con materiales rígidos y lleva aletas solares fijas. La información sobre gravedad debe estar exenta del "ruido" del aparato.
  
• El marco, de cinco por un metro, incorpora aletas para estabilizar el satélite mientras vuela a través del aire residual en la termósfera.
  
• Los acelerómetros del Goce miden aceleraciones tan pequeñas como una parte en 10.000.000.000.000 de la gravedad experimentada en la Tierra.
  
• El motor, de fabricación británica, expulsa iones de xenón a velocidades que exceden los 40.000 metros por segundo; acelera y desacelera para mantener al Goce a