Dansk rumforskning med tyngde
Geofysikere fra Københavns Universitet skal medvirke i kommende ESA-satellits kortlægning af Jordens tyngdefelt. Formålet er blandt andet at forstå ændringerne i klimaet
Fyld et glas med vand – så har du en vandret flade. Men så enkelt er det langt fra, når man interesserer sig for overfladen af et hav.
Rent bortset fra bølger og tidevand betyder variationer i Jordens tyngdefelt, at begrebet vandret er meget relativt. Det skaber problemer, når man vil vide, hvor meget vandstanden i oceanerne stiger som følge af klimaændringer. Det skal et kommende ambitiøst ESA-projekt GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Cirkulation Explorer) råde bod på. En dansk forskergruppe fra Niels Bohr Instituttet under Københavns Universitet deltager i projektet.
”Vandret er ikke bare vandret. For eksempel skråner havoverfladen jævnt hele vejen fra Botniske Bugt til Skagerrak”, forklarer Carl Christian Tscherning, som leder den danske gruppe.
Den skrånende overflade skyldes dels forskelle i vandets saltholdighed, dels at tyngdeforholdene er forskellige de to steder. Den gennemsnitlige vandstand i Skagerrak er 40 centimeter lavere end vandstanden i den Botniske Bugt. Med andre ord er man nødt til at have styr på, hvad der er den naturlige, gennemsnitlige vandstand på enhver lokalitet, når man interesserer sig for klimabestemte stigninger i vandstanden. Disse stigninger er på få centimeter og kan derfor meget let ”drukne” i de naturlige forskelle.
GOCE-satellitten er planlagt til opsendelse fra Plesetsk i Rusland i 2006.
En central opgave for de danske forskere bliver at bekræfte, at satellitten måler rigtigt.
”Tyngdeforholdene ændrer sig som konsekvens af variationer i massetætheden i Jordens undergrund. Men der er alligevel områder, hvor ændringerne er små, som for eksempel i flade områder. Danmark hører til blandt de områder hvor tyngden kun varierer lidt og er samtidig et område, hvor tyngdeforholdene er grundigt kortlagt. Derfor er vi blevet bedt om at lave et grundlag for at sammenligne GOCE’s målinger med vores viden om tyngdeforholdene”, siger Carl Christian Tscherning.
Med andre ord skal de danske data bruges til at finindstille – kalibrere – satellitten, når den er trådt i funktion.
Desuden har de danske fysikere i samarbejde med et hold italienske kolleger fundet en ny metode til at bestemme modeller af Jordens tyngdefelt. Ud over den dansk-italienske model er der opstillet to ”konkurrerende” modeller af andre europæiske forskerhold. Først når satellittens målinger begynder at strømme ind vil man kunne afgøre, hvilken af de tre modeller, der rammer tættest på virkeligheden.
”Så vi er selvfølgelig meget spændt på at se de første resultater. Vi har stor tiltro til vores model”, siger Carl Christian Tscherning.
Når GOCE har kortlagt Jordens tyngdeforhold – og dermed den naturlige middelvandstand for de forskellige områder i havene – bliver næste skridt at sammenligne med andre typer af data.
”For eksempel vil man kunne bruge data fra ESA’s miljøsatellit Envisat til at se, hvor meget vandstanden faktisk afviger fra den vandstand, der burde være et givent sted. Det kan dels fortælle om vandstandsstigninger som følge af et varmere klima, dels vil vi interessere os meget for, hvad der sker med Golfstrømmen, som jo har stor betydning for klimaet i vores del af verden”, siger Carl Christian Tscherning.
I alt har ESA sat ca. 60 millioner kr. af til det videnskabelige arbejde i forbindelse med GOCE. De danske forskere vil få 10 procent af beløbet fordelt over de næste seks år.
