Земля, как известно, – геоид. При помощи спутников мы можем относительно точно измерить глубину его впадин и высоту выступов. Собственно говоря, эта работа уже ведется. И она весьма интересна практически, ведь в тех точках геоида, где гравитация сильнее, чем обусловливает его форма, близко к поверхности находятся залежи необычно тяжелых или очень легких веществ.
Но, как пишет Compulenta, чтобы все корректно посчитать при помощи спутников, их измерительные инструменты нуждаются в частой калибровке. А обработка данных требует колоссальных вычислительных мощностей.
Группа исследователей из Цюрихского университета (Швейцария) во главе с Руксандрой Бондареску предложила более простой и, кажется, весьма точный метод определения формы геоида и даже гравитационных аномалий при помощи всего одного типа инструментов. Правда, в помощь инструменту придется придать теорию относительности.
Как все помнят, из последней вытекает, что время быстрее течет выше уровня моря и медленнее – ниже него (из-за более высокой гравитации). Согласно проведенному моделированию, уже существующие атомные часы вполне способны зафиксировать с высокой точностью как высоту земной поверхности (на которой они размещены) относительно уровня моря, так и крупные месторождения минералов. Измерительная система такого рода должна состоять из двух атомных часов, соединенных оптоволоконным кабелем. При этом скорость протекания времени для каждых часов измеряется и сравнивается между собой. По расчетам, такая система должна оказаться не только значительно проще, но и точнее спутниковых наблюдений, сегодня почитающихся самыми эффективными в данном вопросе.
Ключевые слова здесь – «крупные месторождения»: пока что, увы, точность имеющихся атомных часов позволяет обнаружить лишь аномально тяжелые или легкие породы на глубинах, скажем, в два километра при радиусе сферы такого материала в 1,5 км (если он расположен сферически), а отклонения от средней плотности земной коры составляют 20%. Разумеется, когда речь идет о более (или менее) плотном материале, обнаружить можно и меньшее месторождение. Как и в том случае, если аномальные по плотности породы близки к поверхности.
В будущем, справедливо отмечают авторы работы, следует ожидать существенного увеличения точности атомных часов и их возможностей по обнаружению месторождений полезных ископаемых.
Соответствующее исследование опубликовано в Geophysical Journal International, а с его препринтом можно ознакомиться здесь. Популярно и относительно подробно концепция изложена в блоге ведущего автора работы.