地球の重心のズレは予想より小さかった 衛星データとGPSで1ミリメートル以下の精度で測定
地球の重心がどこにあるのか。一見すれば、惑星の中心にあるとしか答えようがない。だが地球物理学の論文として認められるには、もっと厳密な追究が必要だ。実は地球の重心の位置を正確に知ることは、私たちの惑星の性質を理解する上で非常に重要な意味を持つ。
衛星を用いた観測が、地球の重心を測定する最も有効な手段である。衛星は地球を周回する際、必ず地球の質量中心を中心にした軌道を描く。そのため重心が少しでもズレれば、軌道も変わる。高い精度で軌道を測定すれば、重心の動きを割り出せるわけだ。
1980年代から1990年代にかけて、LAGEOS（ラジオ・検出・電子・軌道観測衛星）という反射パネルで覆われた球形の衛星が使われていた。地上の光学観測施設がレーザーでこれらの衛星の位置を追跡することで、重心を数センチの精度で測定できた。新しい研究はこの手法を大幅に改善した。地上観測所の位置のわずかなズレをGPSデータで補正し、さらに複数の低軌道衛星からのデータを加えることで、測定誤差を1ミリメートル以下にまで減らした。これは『地球物理学ジャーナル・インターナショナル』（Geophysical Journal International）に掲載された研究成果だ。
季節変動は予想の半分 水・大気の循環が想定より少ない
測定結果の一部は従来の理論と一致していた。地球の質量は静止していない。北半球の冬季に極域で雪氷が蓄積すれば、その地域の質量が増す。海水の温度変化に伴う密度変化、アマゾン川の雨季による河口への水流動といった現象が、地球の重心を季節ごとに動かしている。
驚くべき発見は、この季節変動が従来の推定値の約半分に過ぎなかったという点だ。水と大気が両半球間で移動する量が、これまでの想定より少ないことを示唆している。言い換えれば、両地域の間での相互作用が、科学者たちが考えていたほど密接ではないということである。
地震や火山が引き起こす長期的な変化 正確な位置測定は衛星運用に直結
研究チームはさらに、火山活動や地震といった地質学的現象に起因する長期的な重心シフトも観測した。これらの変化は地球の自転速度にも影響を及ぼす可能性がある。このような極めて高い精度での測定は、地球上の正確な位置把握を可能にし、輸送・海運から衛星コンステレーション（複数衛星群）の軌道変化の予測に至るまで、実用的な価値をもたらす。惑星の中心を精密に特定できる今日の測定能力そのものが、科学技術の進歩を象徴する成果といえるだろう。
出典: Universe Today
