Gravitační jáma v Antarktidě

Měření zemské gravitace je na první pohled nudný proces. Občas ale překvapí. Jaký je nejhlubší bod zemského geoidu a kde se nachází místo s nejslabší gravitací?

Dlouho se předpokládalo, že nejhlubší bod zemského geoidu, tedy místo s nejslabší gravitací, leží v Indickém oceánu. Nový výzkum publikovaný v časopise Scientific Reports potvrdil, že pokud odečteme vliv rotace planety, skutečnou rekordmankou je jiná lokalita - a ta se nachází přímo pod Antarktidou.

Tato oblast dostala název Antarktická geoidní níže. Zjednodušeně se jedná o projev obrovské anomálie, která se nachází tisíce kilometrů pod antarktickým ledem. Geofyzikální modely odhalují, že tato anomálie je výsledkem přesouvání hmoty v zemském nitru, které trvá už desítky milionů roků.

Obří změny v zemském plášti

Jak taková gravitační propast vlastně vzniká? Způsobuje ji rozdílná hustota různých materiálů hluboko v zemském plášti. Pod Antarktidou vědci identifikovali oblast, kde se nachází hornina s nižší hustotou, než je běžný průměr. Tento horký a lehčí materiál má tendenci stoupat vzhůru k zemské kůře v procesu, kterému se říká upwelling.

Tento vzestupný proud pak působí jako obří neviditelný výtah, který míří směrem k povrchu planety. Paradoxně ovšem nezpůsobuje vyšší gravitaci, ale její pokles. Efekt lehčí hmoty v hloubce je totiž silnější než mírné vyboulení povrchu, které tento vzestupný proud způsobuje. Výsledkem je oslabení celkové hodnoty gravitační síly, kterou můžeme měřit na povrchu.

Proces starý sedmdesát milionů roků

Díky počítačovým modelům se podařilo zrekonstruovat historii této anomálie. Ukázalo se, že antarktická geoidní níže existuje na jižním pólu už nejméně sedmdesát milionů roků. Existovala tedy už v době, kdy na Zemi skončila éra dinosaurů, a je daleko starší než lidstvo. V době, kdy vznikala, na naší planetě neexistoval náš druh a naši předkové byli jen malými savci, vzdáleně připomínající dnešní myši.

V historii antarktické anomálie ovšem existuje jeden zajímavý okamžik. Před padesáti až třiceti miliony roků došlo k výraznému posunu její polohy i intenzity. Toto období přesně odpovídá době, kdy se Antarktida definitivně oddělila od Jižní Ameriky a Austrálie. Izolace kontinentu a jeho následné zalednění tak vlastně probíhaly paralelně se změnami, které na povrchu nebyly vidět - a odehrávaly se hluboko v nitru Země.

Vliv na tvar planety a její stabilitu

Kdybychom mohli odstranit kilometry antarktického ledu a sledovat přímé dopady této anomálie na povrch kontinentu, pozorovali bychom hned několik zajímavých jevů.

Vzestupné proudění v plášti způsobuje například jev, kterému se říká dynamická topografie. Povrch kontinentu je díky vlivu tlaku zdola mírně vyzdvižen. To kompenzuje část gravitačního deficitu. Bez tohoto vnitřního tlaku by Antarktida ležela v průměru o několik stovek metrů níže. Pokud by se tu tedy měla nacházet vodní hladina, díky které se eliminuje vyzdvižení pevného povrchu, byla by o několik set metrů níže, než je tomu u pevné horniny.

Obrovské přesuny hmoty v plášti planety navíc ovlivňují i rotaci Země. Protože Země není dokonale tuhá koule, každá velká změna v rozložení hmoty v jejím nitru způsobuje, že se musí pomalu natáčet vůči své rotační ose, aby si udržela stabilitu. Antarktická anomálie tak přímo ovlivňuje polohu zeměpisných pólů.

Ukazuje se, že Antarktida je mnohem víc než jen nehostinná ledová pustina, kde žijí jen tučňáci. Je to část obrovského systému, který sahá tisíce kilometrů pod povrch planety.

^{Zdroje: Scientific Reports, ročník 15, článek číslo 45749 (2025)}