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| 인도양의 "중력 구멍"에서 해수면이 약 100m 낮아졌습니다. 일러스트 사진. (출처: CNN) |
이 신비로운 "중력 구멍"은 오랫동안 지질학자들에게 수수께끼였습니다. 그러나 최근 인도 벵갈루루에 있는 인도 과학 연구소(IISS) 연구원들은 이 구멍의 형성 원인을 밝혀냈습니다. 지구 깊은 곳에서 형성된 용암(마그마)이 원인이라는 것입니다.
이러한 결론에 도달하기 위해 연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 1억 4천만 년 전 이 지역의 형성 과정을 재구성했습니다. 연구팀은 지오피지컬 리서치 레터스(Geophysical Research Letters) 저널에 게재된 새로운 연구에서 이러한 결과를 발표했는데, 이 논문에는 더 이상 존재하지 않는 고대 바다에 대한 언급이 포함되어 있습니다.
고대 바다가 사라지다
사람들은 종종 지구가 완벽한 구형이라고 생각하지만, 현실은 상당히 다릅니다.
"지구는 기본적으로 덩어리진 감자와 같습니다."라고 인도 과학 연구소 지구과학 센터의 지구물리학자이자 부교수인 연구 공동 저자 아트레이 고쉬는 말했습니다. "지구는 구형이 아니라 타원형인데, 행성이 자전하면서 가운데가 바깥쪽으로 불룩하게 튀어나오기 때문입니다."
지구는 밀도와 속성이 균일하지 않으며, 일부 영역은 다른 영역보다 두껍습니다. 이는 지구 표면과 해당 지점에서 작용하는 중력의 차이에 상당한 영향을 미칩니다.
지구가 완전히 물로 뒤덮여 있다고 가정하면, 지구의 중력은 이 가상의 바다 표면에 융기와 계곡을 만들 것이라고 고쉬는 설명합니다. 바다 표면의 이러한 융기와 계곡을 지오이드라고 합니다. 지오이드는 지구의 중력과 자전만 있고 조수나 바람과 같은 다른 영향은 없을 때의 가상의 바다 표면 모양입니다. 지오이드는 높이와 계곡이 고르지 않습니다.
인도양의 "중력 구멍"(공식 명칭은 인도양 지오이드)은 지오이드에서 가장 낮고 변칙적인 지점입니다. 인도 남단 바로 옆에서 시작하여 약 300만 제곱킬로미터에 걸쳐 원형으로 움푹 들어간 곳을 형성합니다. 이 "중력 구멍"의 존재는 1948년 네덜란드 지구물리학자 펠릭스 안드리스 베닝 마이네스가 선박 중력 탐사를 하던 중 처음 발견했습니다. 그 이후로 "중력 구멍"은 미스터리로 남아 있습니다.
고쉬는 "이것은 지구상에서 가장 낮은 지오이드인데, 아직 제대로 설명되지 않았습니다."라고 말했습니다.
이를 알아내기 위해 그녀와 그녀의 팀은 컴퓨터 모델을 사용하여 1억 4천만 년 전 해당 지역의 모습을 시뮬레이션하여 지질학적 특징을 전체적으로 파악했습니다. 그 시작점에서 시작하여 연구팀은 19번의 시뮬레이션을 실행하여 지난 1억 4천만 년 동안 지구 지각판의 움직임과 용암의 변화를 재현했습니다.
그들은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 얻은 지오이드의 모양을 위성 관측을 통해 얻은 실제 지구 지오이드와 비교했습니다.
불확실한 미래
이러한 시뮬레이션의 특징은 낮은 지오이드 주위에 녹은 용암류가 존재한다는 점인데, 이는 주변의 맨틀 구조와 함께 "중력 분화구" 형성의 원인으로 여겨진다고 고쉬는 설명합니다.
연구팀은 용암류 밀도에 대한 다양한 매개변수를 적용한 컴퓨터에서 이러한 시뮬레이션을 실행했습니다. 특히, 용암류에 의해 생성된 플룸이 없는 시뮬레이션에서는 지오이드 저위도가 형성되지 않았습니다.
이러한 용암류는 수천만 년 전 인도 대륙이 표류하여 결국 아시아 대륙과 충돌하면서 고대 바다가 사라지면서 생겨났습니다.
"1억 4천만 년 전, 인도는 지금과 완전히 다른 위치에 있었고, 인도와 아시아 사이에는 고대 바다가 있었습니다. 그 후 인도가 북쪽으로 이동하기 시작하면서 고대 바다가 사라지고 인도와 아시아 사이의 거리가 좁아졌습니다."라고 그녀는 말했습니다.
고대 바다가 지구의 맨틀 속으로 가라앉으면서 뜨거운 화산 폭발이 발생하여 밀도가 낮은 물질이 지구 표면에 더 가까이 도달했을 수 있습니다.
연구팀의 계산에 따르면, 이 낮은 지오이드 영역은 약 2천만 년 전에 형성되었습니다. 앞으로 이 영역이 사라질지, 아니면 다른 곳으로 이동할지는 예측하기 어렵습니다.
"이러한 이상 현상들이 지구를 어떻게 움직이는지에 달려 있습니다." 고쉬는 말했다. "아주 오랫동안 지속될 수도 있고, 지구 지각판의 움직임으로 인해 수억 년 안에 사라질 수도 있습니다."
카디프 대학교 지구환경과학부의 휴 데이비스 교수는 이번 연구에 참여하지 않았지만, "이 연구는 매우 흥미롭고 이 주제에 대한 추가 연구를 장려할 것"이라고 말했습니다.
게인즈빌 플로리다 대학교 지질학과 알레산드로 포르테 박사는 인도양 지오이드 저지대의 기원을 규명하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 실시해야 할 충분한 이유가 있다고 말했습니다. 그는 이를 한 걸음 더 나아간 것이라고 평가했습니다. "이전 연구들은 지구 내부의 차가운 물질이 가라앉는 현상만 시뮬레이션했을 뿐, 지구 표면의 뜨거운 물질이 솟아오르는 현상은 시뮬레이션하지 못했습니다."
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