Gravità nell'area della Baia di Hudson e nelle regioni circostanti, compreso il Québec, è più basso che in altre parti del mondo. Da più di 40 anni, gli scienziati hanno cercato di capire cosa sta causando gran parte del Canada, in particolare la regione della Baia di Hudson, essere gravità "mancante". In altre parole, la gravità nell'area della Baia di Hudson e nelle regioni circostanti è inferiore a quella di altre parti del mondo, un fenomeno identificato per la prima volta negli anni '60 quando venivano tracciati i campi di gravità globale della Terra.
Per spiegare questa anomalia sono state proposte due teorie. Ma prima di esaminarli, è importante considerare prima cosa crea la gravità. A livello di base, la gravità è proporzionale alla massa. Quindi, quando la massa di un'area viene in qualche modo ridotta, la gravità è ridotta. La gravità può variare in diverse parti della Terra. Anche se di solito la pensiamo come una palla, la Terra in realtà si gonfia all'equatore e si appiattisce ai poli a causa della sua rotazione. La massa della Terra non è distribuita proporzionalmente, e può cambiare posizione nel tempo. Quindi gli scienziati hanno proposto due teorie per spiegare come la massa dell'area della Baia di Hudson fosse diminuita e avesse contribuito alla minore gravità dell'area.
Una teoria è incentrata su un processo noto come convezione che si verifica nel mantello terrestre. Il mantello è uno strato di roccia fusa chiamato magma ed esiste tra le 60 e le 124 miglia (da 100 a 200 km) sotto la superficie della Terra. Il magma è estremamente caldo e gira e si sposta costantemente, salire e scendere, per creare correnti di convezione. La convezione trascina verso il basso le placche continentali della Terra, che diminuisce la massa in quella zona e diminuisce la gravità.
Una nuova teoria per spiegare la gravità mancante dell'area della Baia di Hudson riguarda la calotta glaciale Laurentide, che copriva gran parte dell'attuale Canada e degli Stati Uniti settentrionali. Questa calotta glaciale era spessa quasi 2 miglia (3,2 km) nella maggior parte delle sezioni, e in due zone della Baia di Hudson, era spesso 2,3 miglia (3,7 km). Era anche molto pesante e appesantiva la Terra. In un periodo di 10, 000 anni, la calotta di Laurentide si è sciolta, finalmente scomparendo 10, 000 anni fa. Ha lasciato una profonda impronta nella Terra.
Per avere un'idea più precisa dell'accaduto, pensa a cosa succede quando premi leggermente il dito sulla superficie di una torta o di un pezzo di pane molto elastico. Una parte si sposta ai lati e c'è una rientranza. Ma quando togli il dito, torna alla normalità. Una cosa simile è successa con la Laurentide Ice Sheet, la teoria propone - tranne che la Terra non sta tanto "rimbalzando" quanto rimbalza molto lentamente (meno di mezzo pollice all'anno). Intanto, l'area intorno alla Baia di Hudson ha una massa minore perché parte della Terra è stata spinta ai lati dalla calotta glaciale. Meno massa significa meno gravità.
Quindi quale teoria è corretta? Si scopre che entrambi lo sono. La convezione e l'effetto di rimbalzo della calotta glaciale stanno entrambi causando una parte della diminuzione della gravità intorno alla Baia di Hudson. Primo, considereremo la teoria della calotta glaciale.
Per calcolare l'impatto della calotta glaciale Laurentide, gli scienziati dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics hanno utilizzato i dati raccolti dai satelliti Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) tra aprile 2002 e aprile 2006. I satelliti GRACE sono macchine altamente sofisticate, orbitando a circa 310 miglia (500 km) sopra la Terra e a 137 miglia (220 km) di distanza. I satelliti possono misurare distanze fino a un micron, in modo che possano rilevare variazioni gravitazionali minori. Quando il satellite principale sorvola l'area della Baia di Hudson, la diminuzione della gravità fa sì che il satellite si allontani leggermente dalla Terra e dal satellite gemello. Questo spostamento di distanza viene rilevato dai satelliti e utilizzato per calcolare la variazione di gravità. Eventuali spostamenti rilevati possono essere utilizzati anche per creare mappe dei campi gravitazionali.
I dati GRACE hanno permesso agli scienziati di creare mappe topografiche che si avvicinano all'aspetto della Baia di Hudson durante l'ultima era glaciale, quando era coperto dalla calotta glaciale Laurentide. Queste mappe hanno rivelato alcune caratteristiche interessanti sull'area, comprese due aree rigonfie sui lati occidentale e orientale della Baia di Hudson dove il ghiaccio era molto più spesso del resto del foglio. La gravità è ora più bassa lì che in altre parti della baia a gravità ridotta.
Un'altra scoperta importante è arrivata dai dati GRACE:si scopre che la teoria della calotta glaciale rappresenta solo il 25-45% della variazione gravitazionale intorno alla Baia di Hudson e all'area circostante. Sottraendo l'"effetto rimbalzo" dal segnale gravitazionale dell'area, gli scienziati hanno determinato che il restante 55-75% della variazione gravitazionale è probabilmente dovuto alla convezione.
L'area della Baia di Hudson avrà meno gravità per molto tempo. Si stima che la Terra debba rimbalzare per più di 650 piedi per tornare alla sua posizione originale, che dovrebbe durare circa 5, 000 anni. Ma l'effetto rimbalzo è ancora visibile. Sebbene il livello del mare stia aumentando in tutto il mondo, il livello del mare lungo la costa della Baia di Hudson sta scendendo mentre la terra continua a riprendersi dal peso della calotta glaciale Laurentide.
Mentre il mistero che circonda le anomalie gravitazionali del Canada è stato messo a tacere, lo studio ha implicazioni più ampie. Gli scienziati coinvolti nello studio dell'Harvard-Smithsonian Center sono rimasti stupiti di essere stati in grado di vedere come appariva la Terra 20, 000 anni fa. E isolando l'influenza dell'effetto di rimbalzo della calotta glaciale, i ricercatori comprendono meglio come la convezione influenza la gravità e come i continenti cambiano nel tempo. Finalmente, i satelliti GRACE hanno fornito agli scienziati dati su molte calotte glaciali e ghiacciai. Esaminando i cambiamenti climatici avvenuti migliaia di anni fa, gli scienziati possono ottenere una migliore comprensione di come il riscaldamento globale e l'innalzamento del livello del mare stiano influenzando il nostro pianeta oggi e quale impatto avranno sul nostro futuro.
Per ulteriori informazioni sulla gravità mancante del Canada, vedere i link nella pagina successiva.
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