Uzay jeodezik gözlemleri, Dünya’nın yüzey yüklerindeki varyasyonları ortaya çıkarmaya yardımcı olur

Atmosfer ve okyanusların yanı sıra hidroloji ve buzul erimesi de dahil olmak üzere Dünya’nın yüzey kütlesinin hareketi, Dünya’nın yüzey yüklerinin yeniden dağılımına, katı Dünya’nın deformasyonuna ve yerçekimi alanında değişimlere neden olur.

Çin Bilimler Akademisi’nin Şanghay Astronomi Gözlemevi’nden (SHAO) Prof. Jin Shuanggen liderliğindeki bir araştırma ekibi, Dünya’nın yüzey yüklerindeki mevsimsel ve mevsimler arası sinyal değişimlerini ortaya çıkarmak için uzay jeodezik gözlemlerini kullandı.

Yüzey yükü sinyallerini çıkarmak ve jeofizik uygulamalarını keşfetmek için Küresel Navigasyon Uydu Sisteminden (GNSS) yer değiştirmeleri ve Yerçekimi İyileştirme ve İklim Deneyinden (GRACE) zamanla değişken yerçekimini araştırdılar. Sonuçlar, uzay jeodezisinin yüzey yüklerini ve bunların neden olduğu kabuk hareketlerini incelemek için etkili bir yöntem sunduğunu göstermektedir. Çalışma yayınlandı Uydu seyir sistemi 24 Temmuz’da

İlk zamanlarda, Dünya’nın yüzey yükleri tarafından üretilen yer değiştirmeler, geleneksel küresel olmayan ölçüm teknikleriyle tespit edilecek kadar büyük değildi ve bu nedenle, tektonik hareket sinyallerini bozan gürültü olarak kabul edildi. Bununla birlikte, 1990’larda jeodezistler, yoğun sürekli GNSS gözlem istasyonları ağlarını kullanarak kabuk hareketlerini yüksek uzamsal ve zamansal çözünürlükte hassas bir şekilde gözlemlemeye başladılar.

Seküler tektonik hareketlerin üzerine bindirilmiş önemli mevsimsel sinyaller buldular ve bu tür mevsimsel sinyaller yavaş yavaş dikkatlerini çekti. 2002’de GRACE uydularının fırlatılması, bilim adamlarının Dünya’daki kütlesel anomalileri doğrudan uzaydan gözlemlemelerini sağladı ve GRACE ve GNSS gözlemlerinin birleşimi, yüzey yükü çalışmalarının daha inandırıcı olmasına katkıda bulundu.

Daha önce araştırma ekibi, GNSS’den yüzey yer değiştirmelerini ve GRACE’den kütle anomalilerini kullanarak mevsimsel (periyodik) ve mevsim içi yüzey yüklerini incelemişti. Birkaç önemli sonuç elde ettiler, örneğin, Dünya’nın dinamik basıklığındaki farklılıklar, yüksek çözünürlüklü küresel zaman-değişken yerçekimi alanları, güneybatı Amerika Birleşik Devletleri’ndeki aşırı kuraklıklar ve Japonya’daki şiddetli yağmurlardan kaynaklanan su yükleri.

Bu çalışmada, araştırmacılar kuzey Güney Amerika’daki GNSS istasyonlarındaki yer değiştirmelerdeki uzun vadeli ve mevsimsel değişimleri ve GRACE’den gelen kütlesel anomalileri sundular. Sırasıyla pozitif ve negatif kütle anomalilerinin olduğu bölgelerde çökme ve yükselme buldular. Öte yandan, GNSS istasyonları negatiften pozitif kütle anomalilerine doğru hareket etmiştir. Uzay jeodezik gözlemleri, ekvator yakınında yağmurlu ve kurak mevsimlerin birbirini izlemesi ile karakterize edilen kara hidrolojik yüklerindeki mevsimsel değişimleri makul bir şekilde izlemiştir.

Japonya’nın kuzeyindeki Hokkaido Adası’ndaki kütle anormalliklerini ve yüzey yer değiştirmelerini gösteren haritaya gelince, kütle anormalliklerindeki yıllar arası değişimler ve mevsimsel kabuk hareketlerinin amplitüdleri, kar miktarındaki yıllar arası değişimleri iyi yansıtıyordu.

GNSS ve GRACE’den gelen yer değiştirmeler ve kütle anomalileri, karasal hidrolojik yükler gibi yüzey yüklerindeki mevsimsel değişiklikler hakkında tamamlayıcı bilgiler sağlar. SHAO’da konuk profesör olan Prof. Kosuke Heki, “İki tekniğin farklı uzamsal çözünürlükleri nedeniyle, yüzey yükleri karmaşık küçük ölçekli anomalilerden oluştuğunda yer değiştirmeler ve kütle anomalileri genellikle birbiriyle tutarsızdır. Bu, yüzey yüklerinin gelecekteki jeodezik araştırmalarının kilit yönü olacaktır” dedi.

Ayrıca, sürekli GNSS gözlem yer değiştirmeleri, zamanla değişen yerçekimi alanını tersine çevirmek ve GRACE ölçümleriyle birlikte su yükleri anormallik değişimini izlemek için kullanılabilir. Prof. Jin, “Aylık küresel yerçekimi alanlarını ve yüksek zamansal-uzaysal çözünürlüklü jeofizik yük sinyallerini incelemek için araçlar elde ettik ve bu tür uzay jeodezik teknikleri, feci selleri ve kuraklıkları izlemek için önemli olacak” dedi.