เผยภาพ “โลกมันฝรั่ง” โชว์รูปร่างตามแรงโน้มถ่วง

เผยรูปร่างคล้ายมันฝรั่ง ที่แสดงลักษณะของโลกตามแรงโน้มถ่วง โชว์ให้เห็นแรงดึงดูดใต้เท้าเรานั้นไม่เท่ากันในแต่ละตำแหน่งทั่วโลก โดยบริเวณที่แรงโน้มถ่วงเข้มสุด แทนด้วยบริเวณสีเหลือง และบริเวณที่แรงโน้มถ่วงอ่อนสุด แทนด้วยสีน้ำเงิน

ภาพรูปโลกคล้ายมันฝรั่งนี้ เป็นข้อมูลที่ได้จากดาวเทียมจอซ (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer: Goce) ดาวเทียมสำรวจสนามโน้มถ่วงและการไหลเวียนของมหาสมุทร ซึ่งจะนำไปสู่ความเข้าใจ ต่อแรงที่ดึงเราลงและวิธีที่แรงโน้มถ่วงมีผลต่อกระบวนการสำคัญบางอย่างบนโลก รวมถึงมุมมองที่ชัดเจนขึ้น ว่ามหาสมุทรนั้นไหลเวียนอย่างไร และมหาสมุทรนั้นกระจายความร้อนที่ได้รับจากดวงอาทิตย์อย่างไร

ข้อมูลเหล่านี้ มีความสำคัญต่อการศึกษาภูมิอากาศ รวมถึงการศึกษาแผ่นดินไหวด้วย ซึ่งบีบีซีนิวส์ระบุว่า ข้อมูลจากดาวเทียมจอซนั้นจะเผยให้เห็นภาพ 3 มิติ ว่ากำลังเกิดอะไรขึ้นภายในโลก

แม้ว่าดาวเทียมจอซ จะจับสัญญาณการเคลื่อนย้ายมวลขนาดใหญ่บนโลก ซึ่งทำให้เกิดแผ่นดินไหวครั้งใหญ่ที่เกิดในญี่ปุ่นเมื่อเร็วๆ นี้ และในชิลีเมื่อปีที่ผ่านมาได้เพียงเล็กน้อย แต่ ดร.โจฮันเนส บัวแมน (Dr.Johannes Bouman) จากสถาบันวิจัยด้านสัณฐานและมิติของโลกแห่งเยอรมนี (German Geodetic Research Institute: DGFI) กล่าวว่า ก็ยังมีโอกาสได้เห็นข้อมูลดังกล่าว

ในทางเทคนิคแล้ว นักวิจัยเรียกภาพโลกเบี้ยวๆ รูปมันฝรั่งนี้ว่า “จีออยด์” (geoid) ซึ่งไม่ใช่แนวคิดง่ายที่สุดที่จะเข้าใจ แต่ก็สามารถอธิบายระดับพื้นผิวของโลกในอุดมคติได้ ณ ตำแหน่งพื้นผิวบนขอบฟ้าตะปุ่มตะป่ำของโลกรูปมันฝรั่งนั้น มีแรงดึงดูดที่กระทำต่อพื้นผิวในแนวตั้งฉาก

อธิบายได้อีกทางหนึ่งว่า หากเราวางลูกบอลไว้ที่ตำแหน่งใดก็ตามบนรูปโลกมันฝรั่งนี้ ลูกบอลที่เราวางจะไปไม่กลิ้งไปไหน เพราะ ณ จุดที่ลูกบอลอยู่นั้นไม่มี “ขึ้น” หรือ “ลง” บนพื้นผิวลุ่มๆ ดอนๆ นี้ และยังเป็นสัณฐานที่มหาสมุทรควรจะเป็น หากไม่มีลม ไม่มีกระแสหรือปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลง

จากภาพโลกเบี้ยวๆ นี้ เรือที่ชายฝั่งยุโรป (ในพื้นที่สีเหลืองสว่าง) อยู่ในตำแหน่งที่”สูงกว่า” เรือที่กลางมหาสมุทรอินเดีย (ในพื้นที่สีน้ำเงินเข้ม) 180 เมตร แต่เรือทั้งสองลำยังอยู่ในระนาบเดียวกัน ซึ่งเป็นลักษณะที่แรงดึงดูดกระทำต่อโลก เนื่องจากโลกที่เราอาศัยอยู่นั้นไม่ได้กลมเกลี้ยง และมวลภายในโลกก็ไม่ได้กระจายอย่างสม่ำเสมอ

ดาวเทียมจอซถูกส่งขึ้นไปเมื่อเดือน มี.ค.2009 โดยโคจรรอบโลกจากในแนวขั้วโลกเหนือไปยังขั้วโลกใต้ ที่ระดับความสูง 254.9 กิโลเมตร ซึ่งเป็นวงโคจรต่ำสุดสำหรับดาวเทียมวิจัยที่ยังทำงานอยู่ในปัจจุบัน โดยดาวเทียมมีกล่องแพลตตินัม 3 กล่องที่ภายในบรรจุเครื่องวัดความลาดเอียง (gradiometer) ที่ไว้ต่ออัตราเร่งแม้เพียงเล็กน้อยได้อย่างน่าทึ่ง

ด้วคุณสมบัติที่ไม่ธรรมดานี้ทำให้ดาวเทียมจอซสามารถทำแผนที่ความแตกต่างของแรงดึงดูดเพียงเล็กน้อย บนจุดต่างๆ ของโลก ไปจนถึงความแตกต่างที้ชัดเจนระหว่างแนวเทือกเขาขนาดใหญ่กับร่องลึกที่สุดในมหาสมุทร

ทั้งนี้ ภาพแผนที่แรงโน้มถ่วงชุดแรกได้รับการเผยแพร่เมื่อเดือน มิ.ย.ปีที่ผ่านมา และชุดล่าสุดนี้เป็นชุดที่สองซึ่งเผยแพร่ในการประชุมของนักวิทยาศาสตร์ประจำโครงการดาวเทียมจอซ และมีการเพิ่มเติมข้อมูลล่าสุดเข้าไป ส่วนแผนที่ชุดถัดไปนั้นจะเผยแพร่อีกครั้งในช่วงฤดูใบไม้ร่องของปีนี้ ซึ่งแต่ละชุดที่เผยแพร่ออกมานั้นจะได้รับการปรับปรุงคุณภาพของข้อมูลให้ดีขึ้น

ดร.รูน ฟลอเบอร์กฮาเกน (Dr.Rune Floberghagen) ผู้จัดการโครงการในภารกิจจอซ ขององค์การอวกาศยุโรป (อีซา) กล่าวว่า ยิ่งมีข้อมูลมากก็ยิ่งลดสัญญาณรบกวนและความผิดพลาดลงได้มาก และยิ่งเรามีข้อมูลจีออยด์ที่แม่นยำเท่าไร เราก็สามารถนำไปใช้สร้างงานวิทยาศาสตร์ที่ดีได้มากขึ้น

หนึ่งในเป้าหมายใหญ่ของดาวเทียมจอซ คือการคิดค้นการอ้างอิงสากลเพื่อเปรียบเทียบความสูงที่จุดใดๆ ก็ตามบนโลก ซึ่ง ศ.ไรเนอร์ รัมเมล (Prof.Reiner Rummel) ประธานสมาคมความร่วมมือด้านวิทยาศาสตร์ของดาวเทียมจอซกล่าวว่า ปัจจุบันความสูงค่ากลางของระดับน้ำทะเลจากประเทศหนึ่งไปยังอีกประเทศหนึ่งนั้นยังมีความแตกต่างกันอยู่

สำหรับปฏิบัติการของดาวเทียมจอซนี้ จะได้รับการสนับสนุนงบประมาณไปจนถึงปี 2012 เหมือนปฏิบัติการสำรวจโลกอื่นๆ ขององค์การอวกาศยุโรป จึงจำเป็นต้องหาการสนับสนุนทางการเงินจากประเทศสมาชิกอื่นๆ เพื่อดำเนินการภารกิจนี้ต่อ ซึ่งดาวเทียมดวงนี้ได้ปฏิบัติภารกิจการสำรวจมาก 14 เดือนแล้ว แต่นักวิจัยยังต้องการที่จะเห็นดาวเทียมทำงานต่อไปอีกเท่าที่จะเป็นไปได้

เนื่องจากดาวเทียมโคจรที่ระดับต่ำเพื่อให้สัมผัสได้ถึงสัญญาณแรงโน้มถ่วงที่อ่อนมาก จึงจำเป็นต้องมีเครื่องยนต์ที่ขับเคลื่อนให้ดาวเทียมเคลื่อนไปข้างหน้า โดยยังอยู่ในวงโคจรของตัวเอง หากไม่มีเครื่องยนต์ดังกล่าวแล้ว ดาวเทียมจะตกพื้นโลกอย่างรวดเร็ว แต่จากการประชุมของนักวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้อง คาดว่าเครื่องยนต์ขับเคลื่อนของดาวเทียมจะทำงานต่อไปได้ถึงปี 2014