Mysterieus 'zwaartekrachtgat' in de Indische Oceaan

Indiase wetenschappers hebben onderzoek gepubliceerd over een vreemd 'zwaartekrachtgat' in de Indische Oceaan, waar de zwaartekracht van de aarde het laagst is en de zeespiegel ongeveer 100 meter lager ligt dan gemiddeld.

Mực nước biển giảm thấp xuống khoảng 100m trong một “hố trọng lực” trên Ấn Độ Dương. Ảnh minh họa. (Nguồn: CNN)

De zeespiegel daalde ongeveer 100 meter in een "zwaartekrachtgat" in de Indische Oceaan. Illustratiefoto. (Bron: CNN)

Dit mysterieuze "zwaartekrachtgat" houdt geologen al lange tijd bezig. Maar onlangs hebben onderzoekers van het Indian Institute of Science in Bengaluru (India) een verklaring gevonden voor het ontstaan ervan. Het wordt veroorzaakt door gesmolten lava (magma) uit de kern van de aarde.

Om tot deze conclusie te komen, gebruikte het team computersimulaties om de vorming van het gebied 140 miljoen jaar geleden te reconstrueren. Het team presenteerde hun bevindingen in een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Geophysical Research Letters, waarin melding wordt gemaakt van een oeroude oceaan die niet meer bestaat.

Oude oceaan verdwijnt

Mensen denken vaak dat de aarde een perfecte bol is, maar de werkelijkheid is heel anders.

"De aarde is in principe als een knoestige aardappel", aldus medeauteur van de studie Attreyee Ghosh, geofysicus en universitair hoofddocent aan het Centrum voor Aardwetenschappen van het Indian Institute of Science. "Het is geen bol, maar een ellips, want naarmate de planeet draait, puilt de kern naar buiten."

De Aarde kent niet overal dezelfde dichtheid en eigenschappen. Sommige plekken zijn dikker dan andere. Dit heeft grote invloed op het aardoppervlak en de verschillende zwaartekrachtsaantrekking van de Aarde op deze plekken.

Ervan uitgaande dat de aarde volledig bedekt zou zijn met water, zou de zwaartekracht van de planeet bulten en dalen creëren op dit denkbeeldige oceaanoppervlak, legde Ghosh uit. Deze bulten en dalen worden geoïden genoemd. De geoïde is de vorm van het hypothetische oceaanoppervlak als alleen de zwaartekracht en rotatie van de aarde aanwezig zouden zijn, zonder andere invloeden zoals getijden en wind. Geoïden variëren in hoogte en diepte.

Het "zwaartekrachtgat" in de Indische Oceaan – officieel de Indische Oceaan-geoïde genoemd – is het laagste punt en het meest afwijkende punt in die geoïde. Het vormt een cirkelvormige depressie die net voor de zuidpunt van India begint en ongeveer 3 miljoen vierkante kilometer beslaat. Het bestaan ervan werd voor het eerst ontdekt in 1948 door de Nederlandse geofysicus Felix Andries Vening Meinesz, tijdens een zwaartekrachtmeting vanaf een schip. Sindsdien is het "zwaartekrachtgat" een mysterie gebleven.

"Dit is de laagste geoïde op aarde en het is nog steeds niet goed verklaard", aldus mevrouw Ghosh.

Om dit te achterhalen, gebruikten zij en haar team een computermodel van het gebied zoals het er 140 miljoen jaar geleden uitzag om een volledig beeld te krijgen van de geologie. Vanuit dat uitgangspunt voerde het team 19 simulaties uit, waarbij ze de beweging van tektonische platen en de veranderingen in gesmolten gesteente in het binnenste van de aarde in de afgelopen 140 miljoen jaar nabootsten.

Ze vergeleken de vorm van de geoïde, verkregen via computersimulaties, met de werkelijke geoïde van de Aarde, verkregen via satellietwaarnemingen.

De toekomst is onzeker

Wat deze simulaties onderscheidt, is de aanwezigheid van gesmolten lavastromen rond de geoïdedepressie. Deze stromen, samen met de mantelstructuur in de omgeving, worden verantwoordelijk geacht voor de vorming van 'zwaartekrachtkraters', legt Ghosh uit.

Het team voerde deze simulaties uit op computers met verschillende parameters voor de dichtheid van de lavastromen. Opvallend is dat in simulaties zonder de door de lavastromen gegenereerde pluimen het geoïde-laag niet ontstond.

Deze lavastromen ontstonden door het verdwijnen van een oeroude oceaan, toen de Indiase landmassa tientallen miljoenen jaren geleden afdreef en uiteindelijk botste met het Aziatische continent.

"140 miljoen jaar geleden lag India in een heel andere positie dan nu, en er lag een oeroude oceaan tussen India en Azië. India begon zich vervolgens naar het noorden te verplaatsen, waardoor die oeroude oceaan verdween en de afstand tussen India en Azië kleiner werd", zei ze.

Toen de oeroude oceaan in de aardmantel zakte, ontstonden er mogelijk hete pluimen, waardoor materiaal met een lage dichtheid dichter bij het aardoppervlak kwam.

Volgens de berekeningen van het onderzoeksteam is dit lage geoïdegebied ongeveer 20 miljoen jaar geleden ontstaan. Het is moeilijk te zeggen of het in de toekomst zal verdwijnen of zich zal verplaatsen.

"Het hangt er allemaal vanaf hoe deze anomalieën zich over de aarde bewegen", zei Ghosh. "Het zou kunnen dat ze heel lang blijven bestaan. Maar het zou ook kunnen dat de beweging van de tektonische platen van de aarde ervoor zorgt dat ze binnen een paar honderd miljoen jaar verdwijnen."

“Dit is erg interessant en zal aanzetten tot verder onderzoek over dit onderwerp”, aldus Huw Davies, hoogleraar aan de School of Earth and Environmental Sciences van de Universiteit van Cardiff, die niet bij het onderzoek betrokken was.

Er is goede reden om computersimulaties uit te voeren om de oorsprong van het geoïde lagedrukgebied in de Indische Oceaan te bepalen, aldus dr. Alessandro Forte, hoogleraar geologie aan de Universiteit van Florida in Gainesville. Hij noemde dit een stap voorwaarts. "Eerdere studies simuleerden alleen het zinken van koude materialen in het binnenste van de aarde, niet het opstijgen van hete materialen aan het aardoppervlak."

Bron