Anomalias do geoide em uma Terra dinâmica

Para obter uma relação dinamicamente consistente entre o geoide e a resposta da Terra às forças de flutuação internas, calculamos os números de amor de potencial e deformação da superfície para carga interna. Essas quantidades dependem da profundidade e do grau harmônico da carga. Elas podem ser integradas como funções de Green para obter a resposta dinâmica devido a uma distribuição arbitrária de contrastes de densidade interna. Modelos de fluxo esférico simétrico e auto-gravitante são construídos para uma variedade de variações de viscosidade newtoniana radial e configurações de fluxo, incluindo convecção em todo o manto e em camadas. Demonstramos que a deformação da fronteira devido à carga interna atinge seu valor de equilíbrio na mesma escala de tempo que o rebote pós-glacial, muito menor do que a escala de tempo para mudanças significativas no padrão de fluxo convectivo, calculando os tempos de relaxamento para uma série de modelos de Terra viscosa esféricamente simétricos. Para viscosidade uniforme do manto, a assinatura do geoide devido a deformações de fronteira é maior do que a de cargas internas, resultando em anomalias geoides líquidas negativas para contrastes de densidade positivos. Anomalias do geoide de contrastes de densidade de comprimento de onda intermediário são amplificadas em até uma ordem de magnitude. As anomalias do geoide são principalmente o resultado de contrastes de densidade no interior das camadas convectivas; contrastes de densidade próximos às fronteiras das camadas são quase completamente compensados. A convecção do manto em camadas resulta em anomalias do geoide menores do que o fluxo em todo o manto para um dado contraste de densidade. A estratificação de viscosidade leva a assinaturas espectrais mais complicadas. Devido à sensibilidade das funções de resposta dinâmica aos parâmetros do modelo, modelos direcionais para o geoide podem ser usados para combinar várias fontes de dados geofísicos (por exemplo, locais de lajes subductadas, anomalias de velocidade sísmica, topografia superficial) para restringir melhor a estrutura e a viscosidade do manto.