【海洋地理】海底构造一览无遗！澳科学家绘制超详细重力场地图

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    地球上各个地方的重力都不一样的，也并非恒久不变，而是随着地点和我们所在年份的变化而变化。日前澳大利亚悉尼大学的研究人员利用欧洲航天局(ESA)“CryoSat-2”卫星和美国航空航天局(NASA)“Jason”卫星提供的数据绘制了地球重力场地图，详细地展现了海底的构造。
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1 h) x; O1 V1 A$ k8 C6 J    通过使用计算机分析，并结合卫星提供的数据及海平面高度数据，研究人员成功绘制出详尽及精确的海底地图。橙色和红色区域分别代表的海脊、海山，深蓝色区域则显示的是海槽。
2 F" i3 X5 h3 [    NASA研究人员认为新地图为海底的地质构造学研究打开了一个窗口，将能帮助科学家更好地了解地球板块运动，或可为地震预测研究提供更好的支持。
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" Q! o" }" t: D2 M! g1 d    【德国科学家绘制地球重力场地图 形状像土豆】
! ~2 H; x$ w) k+ P3 J    电影《星际穿越》中着力渲染的重力，并非如我们惯常所想象的那样。与人们的普遍看法不同，地球上各个地方的重力是不一样的，也不是恒久不变的，而是随着地点和我们所在年份的变化而变化。其原因不像好莱坞电影所说的那样难以置信，而是一系列相当普通的因素相互作用的结果，例如海洋和大陆的不平均分布，气候变化和冰川消融等等。
3 V2 I! u  F; v& N    据报道，造成地球上不同地方重力差异的这些变量，在位于波茨坦的德国地质学研究中心绘制的地球重力场地图上得到显示，这是一个被称为“波茨坦土豆”的奇怪模型，之所以用这个名字，是因为按照重力的起伏波动，地球的形状更像一个土豆，有很多凹陷和凸起，而非两极稍扁的球体，此外地球的形状不是固定的，而是随着时间而发生变化的。

                               
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    这个模型根据卫星数据和地球测量数据结果绘制而成。之前有过其他重力模型，但“波茨坦土豆”更加精确，因为加入了欧洲航天局2009年发射卫星传输回来的数据，利用重力梯度仪来测量地球的重力场。非洲中部和喜马拉雅山区等那些人类难以进入地区的重力测量也得以准确进行，此外卫星还可以测量海洋的重力。
    根据2011年获得的数据，地球上重力最小的点位于印度南部，北美洲地区的重力场较小，在地球模型上以蓝色表示。黄色代表重力大的地区，例如西班牙和欧洲北部。南美洲西部、安第斯山脉地区和澳大利亚所受重力也较大。

8 G3 n0 m2 h2 i9 P$ l  i2 M   【美探测器绘制迄今精度最高月球重力场地图】
    据报道，科学家称，月球在早期遭受重击的时间比以前认为的更靠前。这种令人吃惊的月球新观点是通过美国宇航局的姊妹飞船绘制的非常详尽的重力地图得出的，这两艘飞船2012年早些时候进入月球周围轨道，研究它的内部特征。
    长期以来研究人员一直明白，月球和包括地球在内的岩石行星在几十亿年前的形成期，遭到小行星和彗星的猛烈轰击。现在他们正在逐渐了解这些天体遭受冲击的程度。美国麻省理工学院的任务首席科学家玛利亚-尤伯说，月球“比我们以前认为的破损更严重”。美国宇航局的“Ebb”和“Flow”飞船经过测量发现，月球的外壳，或称最外层比科学家认为的更薄，厚度只有大约25英里(40.23公里)。该研究成果出现在5日在旧金山举行的美国地球物理联盟会议上，并发表在在线《科学》杂志上。
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2 X$ q7 l5 z  J! |2 D7 S    虽然以前的任务也曾测量月球的重力，即大约是地球重力的六分之一，但是“Ebb”和“Flow”是第一批致力于这项研究的飞船。为了收集数据，两艘洗衣机大小的飞船围绕距离月表大约35英里(56.33公里)的轨道列队飞行。它们所在的位置能让它们观测到月球深处。最终的重力地图展现出一个异常平整的月球内部，这与它曾被撞击成粉状的推测相符。
    科学家表示，龟裂延伸到月壳很深处，可能曾穿透月球地幔层。这些图还比以往更加详细地揭露了大量月球特征，其中包括火山、盆地和陨石坑。但是尤伯表示，这些飞船绘制的高清地图并未找到能够证明这些的证据。该任务预计将于这个月底结束，届时“Ebb”和“Flow”会冲向月球，与之发生猛烈撞击。

   【站在太阳上你有多重？算算遥远恒星重力强度】
    据报道，太阳表面温度高达5500摄氏度以上，而且是一个巨大的气体星球，这使得任何想要登上太阳的想法显得荒诞不羁。不过这并不妨碍科学家们尝试开展这样的估算：如果一个人能够站在太阳表面，他的体重会变成多少？
1 F/ K+ R* C1 B) k: x! ~    借助一项新技术，研究人员们相信他们找到了一种可靠的方法，能够通过对恒星亮度的测量，以不超过4%的误差水平来确定其地表重力强度。
    借助这种方法，研究人员已经确认，如果一个人站在太阳表面，那么他的体重将会是在地球上的20倍，而如果他站在一颗典型的红巨星表面，那么他的体重反而将仅有站在地球上体重的1/50。

                               
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这项技术是由奥地利维也纳大学的托马斯·卡林格（Thomas Kallinger）领导的一个研究小组以及加拿大不列颠哥伦比亚大学的杰米·马修斯（Jaymie Matthews）合作发展出来的。该方法被称作“自相关函数时间尺度法”（autocorrelation function timescale technique），或者直接简称为“时间尺度法”。其使用由巡天观测卫星，如加拿大的“MOST”或美国宇航局的“Kepler”卫星等记录的恒星亮度精密测量数据，并观察其中存在的细微变化。
了解一颗恒星的重力场强度之后，科学家们就可以推算出如果一个人站在这颗恒星表面，他的体重将会如何变化。
9 {8 C) N( c; e如果恒星和行星一样具有固体表面，那么人站在不同的恒星表面，他将能够测得的体重数值也将是不同的。比如在太阳表面上，平均而言一个人站在上面，他的体重将会比站在地球上重20倍左右。而红巨星表面的重力场要弱得多，站在一颗红巨星表面，人的体重将会减轻大约50倍。
而这项新技术实现的突破就在于，它能够帮助科学家们测定那些距离极其遥远，因此利用现有技术很难进行测定的恒星的重力场强度。
7 k$ E# H/ Y9 q4 t+ Y. B; N7 H% A) _由于恒星地表重力场强度取决于两个变量：恒星的质量和它的半径——就像我们在地球上测得的体重其实主要由地球的质量和半径所决定一样——而这项技术所能做的，正是帮助科学家们能够更好地对遥远恒星的质量和半径数值进行估算。
- z& v7 E4 I4 P9 x+ u尤为关键的是，该技术的出现将对开展系外行星（即那些围绕其他恒星运行的行星）研究的天文学家们有所帮助。这些行星围绕运行的恒星距离太过遥远，以至于关于这些恒星的很多最基本属性都难以精确测量。相关论文作者之一马修斯教授表示：“如果你对这颗恒星不了解恒星的特性，那你就很难了解围绕它运行的行星的特性要知道系外行星的直径数据就是根据它和它绕转的恒星两者直径的相对比例关系求出来的。”
! ^( B1 J4 O/ N% _# d. D他说：“如果你以为发现了围绕一颗和太阳相似的恒星运行的系外行星，但实际上这颗恒星是一颗红巨星，那么你很可能就会被误导，误以为自己发现了一颗可能具备宜居条件的系外行星目标。而我们的这项技术将告诉你这颗恒星究竟有多亮，究竟有多大。据此，你可以进一步判断自己发现的系外行星的真实大小并估算其温度范围是否适宜液态水海洋，甚至是生命的存在。”
) Y- |! u' Q" i8 a4 _未来将要升空的观测卫星将主要搜寻位于其他恒星周围“宜居带”内的系外行星，所谓宜居带（Goldilocks Zones）是指恒星周围的一个合适距离范围，在此范围内温度适宜，从而使得液态水可以在行星表面存在。因此，未来的这类观测项目也就急需关于那些他们计划作为观测目标的恒星的精确信息，从而确保观测能够正确判断系外行星目标的属性。
卡林格指出：“‘时间尺度法’很简单，但却是一项强大的工具，能够被应用于对巡天观测数据的处理，帮助我们加深对恒星特性的了解并最终引领我们找到宇宙中其他和地球相似的家园。”有关这项技术的论文已经在学术期刊《科学进展》（Science Advances）上刊载。（如需转载，请注明来源自科技世界网）