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| 인도양의 "중력 분화구"에서 해수면이 약 100미터 낮아졌습니다. (이미지 출처: CNN) |
이 불가사의한 "중력 구멍"은 오랫동안 지질학자들을 당혹스럽게 해 왔습니다. 그러나 최근 인도 벵갈루루에 있는 인도 과학 연구소의 연구원들이 그 형성 원인을 밝혀냈습니다. 바로 지구 내부에서 분출된 용암(마그마)의 흐름 때문이라는 것입니다.
이러한 결론에 도달하기 위해 연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 1억 4천만 년 전 이 지역의 형성과정을 재현했습니다. 연구팀은 지구물리학 연구 저널(Geophysical Research Letters)에 발표된 새로운 연구에서 더 이상 존재하지 않는 고대 해양의 존재를 언급했습니다.
고대의 바다는 사라진다.
사람들은 흔히 지구를 완벽한 구형으로 생각하지만, 실제는 전혀 다릅니다.
이번 연구의 공동 저자인 아뜨레이 고쉬 인도 과학 연구소 지구과학센터 지구물리학 부교수는 “지구는 기본적으로 울퉁불퉁한 감자와 같습니다. 구형이 아니라 타원형인데, 지구가 자전하면서 중심부가 바깥쪽으로 볼록해지기 때문입니다.”라고 말했습니다.
지구는 밀도와 특성이 균일하지 않으며, 일부 지역은 다른 지역보다 밀도가 높습니다. 이러한 차이는 지구 표면과 각 지점에 작용하는 중력에 상당한 영향을 미칩니다.
고쉬 씨는 지구 표면 전체가 물로 덮여 있다고 가정하면, 지구의 중력장이 이 가상의 바다 표면에 융기와 함몰을 만들어낼 것이라고 설명했습니다. 이러한 바다 표면의 융기와 함몰을 지오이드라고 합니다. 지오이드는 조수나 바람과 같은 다른 요인의 영향을 배제하고 오직 지구의 중력과 자전의 영향만을 받았을 때 나타나는 가상의 바다 표면 모양입니다. 지오이드는 높이가 고르지 않은 형태를 가지고 있습니다.
인도양의 "중력 분화구"—공식 명칭은 인도양 지오이드—는 인도양 지오이드 내에서 가장 낮고 특이한 지점입니다. 이 분화구는 인도 남쪽 끝 해안에서 시작하여 약 300만 제곱킬로미터에 달하는 원형 함몰 지형을 이루고 있습니다. 그 존재는 1948년 네덜란드 지구물리학자 펠릭스 안드리스 베닝 마이네스가 선박에서 실시한 중력 조사 중에 처음 발견되었습니다. 그 이후로 "중력 분화구"는 여전히 수수께끼로 남아 있습니다.
"이곳은 지구상에서 지오이드가 가장 낮은 곳인데, 정확한 원인은 아직 밝혀지지 않았습니다."라고 고쉬는 말했다.
해답을 찾기 위해 그녀와 연구팀은 컴퓨터 모델을 사용하여 1억 4천만 년 전 해당 지역의 지질학적 상황을 시뮬레이션하고 전반적인 지질학적 양상을 관찰하고자 했습니다. 이를 출발점으로 삼아 연구팀은 19번의 시뮬레이션을 수행하여 지난 1억 4천만 년 동안 지구 내부의 지각판 이동과 용암층의 변화를 재현했습니다.
그들은 컴퓨터 시뮬레이션으로 얻은 지오이드의 모양과 위성 관측을 통해 얻은 지구의 실제 지오이드의 모양을 비교했습니다.
미래는 불확실하다.
이러한 시뮬레이션 모델들을 구분하는 핵심 요소는 낮은 지오이드 지역을 둘러싼 용융된 용암류와 주변의 맨틀 구조의 존재이며, 이것이 "중력 분화구" 형성의 원인으로 여겨진다고 고쉬는 설명했습니다.
연구팀은 용암류의 밀도와 관련된 다양한 매개변수를 사용하여 컴퓨터에서 이러한 시뮬레이션을 실행했습니다. 특히, 용암류로 인해 발생하는 연기 기둥이 없는 시뮬레이션에서는 낮은 지오이드 영역이 형성되지 않았습니다.
이 용암류는 수천만 년 전 인도 대륙이 표류하다가 결국 아시아 대륙과 충돌하면서 고대 바다가 사라지면서 생겨났습니다.
"1억 4천만 년 전, 인도의 대륙은 지금과는 완전히 다른 위치에 있었고, 인도와 아시아 사이에는 고대 바다가 있었습니다. 그 후 인도의 대륙이 점차 북쪽으로 이동하면서 고대 바다가 사라지고 인도와 아시아 사이의 거리가 좁아졌습니다."라고 그녀는 말했다.
고대 해양이 지구 맨틀 아래로 가라앉으면서 뜨거운 플룸이 형성되어 밀도가 낮은 물질이 지구 표면 가까이로 올라왔을 가능성이 있습니다.
연구팀의 계산에 따르면, 이 저지대 지형은 약 2천만 년 전에 형성되었습니다. 이 지형이 미래에 사라질지, 아니면 다른 위치로 이동할지는 단정하기 어렵습니다.
고쉬 씨는 "이 모든 것은 이러한 이상 현상이 지구를 어떻게 이동하는지에 달려 있습니다. 아주 오랫동안 지속될 수도 있지만, 지각판의 움직임으로 인해 수억 년 안에 사라질 가능성도 있습니다."라고 논평했습니다.
이번 연구에 참여하지 않은 영국 카디프 대학교 지구환경과학부의 휴 데이비스 교수는 "매우 흥미로운 결과이며, 이 주제에 대한 추가 연구를 장려할 것"이라고 말했다.
플로리다 대학교 게인즈빌 캠퍼스의 지질학 교수인 알레산드로 포르테 박사에 따르면, 인도양 저지대 지오이드의 기원을 규명하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 수행할 충분한 이유가 있다고 합니다. 그는 이것이 중요한 진전이라고 평가합니다. "이전 연구들은 지구 내부의 차가운 물질이 가라앉는 현상만 시뮬레이션했을 뿐, 뜨거운 물질이 지표면으로 상승하는 현상은 시뮬레이션하지 않았습니다."
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