Загадкова «гравітаційна діра» в Індійському океані

Індійські вчені опублікували дослідження дивної «гравітаційної діри» в Індійському океані, де гравітація Землі найнижча, а рівень моря приблизно на 100 м нижчий за середній.

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

Рівень моря знизився приблизно на 100 м у «гравітаційній дірі» в Індійському океані. Ілюстративне фото. (Джерело: CNN)

Ця таємнича «гравітаційна діра» довгий час спантеличувала геологів. Але нещодавно дослідники з Індійського інституту науки в Бангалору (Індія) знайшли пояснення її утворення. Вона спричинена розплавленою лавою (магмою), що утворилася з ядра Землі.

Щоб дійти такого висновку, команда використала комп'ютерне моделювання, щоб відтворити формування цієї області 140 мільйонів років тому. Команда представила свої висновки в новому дослідженні, опублікованому в журналі Geophysical Research Letters, де згадується стародавній океан, якого більше не існує.

Стародавній океан зникає

Люди часто думають, що Земля подібна до ідеальної кулі, але реальність зовсім інша.

«Земля по суті схожа на грудкувату картоплину», — сказав співавтор дослідження Аттрейї Гхош, геофізик і доцент Центру наук про Землю Індійського інституту науки. «Це не сфера, це еліпс, тому що, коли планета обертається, її середина випинається назовні».

Земля неоднорідна за щільністю та властивостями, деякі ділянки товстіші за інші – це суттєво впливає на поверхню Землі та різне гравітаційне тяжіння Землі на ці точки.

Якби Земля була повністю покрита водою, гравітація планети створила б опуклості та западини на цій уявній поверхні океану, пояснив Гхош. Ці опуклості та западини називаються геоїдами. Геоїд — це форма гіпотетичної поверхні океану, якби були присутні лише гравітація та обертання Землі, без інших впливів, таких як припливи та вітри. Геоїди різняться за висотою та глибиною.

«Гравітаційна діра» Індійського океану – офіційно звана геоїдом Індійського океану – є найнижчою та найбільш аномальною точкою цього геоїда. Вона утворює кругову западину, яка починається одразу біля південного краю Індії та охоплює близько 3 мільйонів квадратних кілометрів. Її існування вперше було виявлено в 1948 році голландським геофізиком Феліксом Андрісом Венінгом Майнесом під час гравітаційного дослідження з корабля. Відтоді «гравітаційна діра» залишається загадкою.

«Це найнижчий геоїд на Землі, і його природу досі не пояснили належним чином», – сказала пані Гхош.

Щоб з'ясувати це, вона та її команда використали комп'ютерну модель місцевості, якою вона була 140 мільйонів років тому, щоб отримати повне уявлення про геологію. З цієї відправної точки команда провела 19 симуляцій, відтворюючи рух тектонічних плит та зміни розплавленої породи в надрах Землі протягом останніх 140 мільйонів років.

Вони порівняли форму геоїда, отриману за допомогою комп'ютерного моделювання, з фактичним геоїдом Землі, отриманим за допомогою супутникових спостережень.

Майбутнє невизначене

Відмінною рисою цих симуляцій є наявність потоків розплавленої лави навколо геоїдної западини, які, разом зі структурою мантії поблизу, вважаються відповідальними за утворення «гравітаційних кратерів», пояснює Гхош.

Команда провела ці симуляції на комп'ютерах з різними параметрами щільності лавових потоків. Примітно, що в симуляціях без врахування шлейфів, що утворюються лавовими потоками, геоїдна низина не утворилася.

Ці потоки лави виникли внаслідок зникнення стародавнього океану, коли індійський континент дрейфував і зрештою зіткнувся з азійським десятки мільйонів років тому.

«140 мільйонів років тому земля Індії була зовсім в іншому положенні, ніж сьогодні, і між Індією та Азією був стародавній океан. Потім земля Індії почала рухатися на північ, що призвело до зникнення цього стародавнього океану та скорочення відстані між Індією та Азією», – сказала вона.

Коли стародавній океан занурювався в мантію Землі, це, можливо, сприяло утворенню гарячих шлейфів, наближаючи матеріал низької щільності до поверхні Землі.

Згідно з розрахунками дослідницької групи, цей низький геоїдний регіон утворився близько 20 мільйонів років тому. Важко сказати, чи зникне він, чи переміститься кудись ще в майбутньому.

«Все залежить від того, як ці аномалії рухатимуться по Землі», — сказав Гхош. «Можливо, вони зберігатимуться дуже довго. Але також може статися так, що рух тектонічних плит Землі призведе до їх зникнення через кілька сотень мільйонів років».

«Це дуже цікаво і спонукатиме до подальших досліджень з цієї теми», – сказав Х’ю Дейвіс, професор Школи наук про Землю та навколишнє середовище Кардіффського університету, який не брав участі в дослідженні.

Існує вагома причина для проведення комп'ютерного моделювання, щоб визначити походження геоїдної низини в Індійському океані, сказав доктор Алессандро Форте, професор геології Університету Флориди в Гейнсвіллі. Він назвав це кроком уперед. «Попередні дослідження моделювали лише занурення холодних матеріалів у надрах Землі, а не підйом гарячих матеріалів на поверхню планети».

Джерело