科学者たちはインド洋で「重力穴」を発見した。そこは地球の重力が最も低い場所であり、そこではすべてが通常よりも軽くなっている。
この異常現象は、地質学者を長らく悩ませてきました。インド・ベンガルールにあるインド科学研究所の研究者たちは、この穴の形成過程について新たな説明を見つけました。地球深部で形成された溶融マグマが、かつて存在したプレートの沈み込みによってかき乱されたのです。
この仮説を導き出すために、研究チームはコンピューターを用いて1億4000万年前のこの地域の形成をシミュレーションしました。最近Geophysical Research Letters誌に掲載された研究で詳述されているこの発見は、もはや存在しない古代の海をめぐるものです。
新たな研究によると、1948年に初めて発見された「重力穴」では海面が100メートル以上低下した。（写真：ESA）
地球は完全な球体だとよく思われがちですが、現実は大きく異なります。地球もその重力場も完全な球体ではありません。重力は質量に比例するため、惑星の重力場の形状は、その内部の質量分布によって決まります。
「地球は基本的にゴツゴツとしたジャガイモです」と、研究の共著者でインド科学研究所地球科学センターの地球物理学者で准教授のアトリー・ゴーシュ氏は述べた。「ですから、厳密に言えば球体ではなく、楕円形です。地球が自転するにつれて、中央部分が外側に膨らむからです。」
地球の密度や性質は均一ではなく、場所によって厚みが異なります。これは地球の表面積と、それらの場所における地球の重力の強さに大きな影響を与えます。地球の表面が完全に静かな海に覆われていると想像してみてください。惑星の重力場の変化によって、この仮想の海に隆起や谷が生じる可能性があります。
それに応じて、質量の大きい領域と小さい領域が存在します。その結果生じる形状はジオイドと呼ばれ、生地のような小さく不規則な塊のように見えます。
地球のジオイドの最低点は、インド洋にある円形の窪地で、平均海面下105メートルです。ここは地球の「重力穴」です。
インド洋の「重力穴」の起点はインド南端沖にあり、約300万平方キロメートルの面積を覆っています。この穴の存在は、1948年にオランダの地球物理学者フェリックス・アンドリース・ヴェニング・マイネスが船舶からの重力調査中に初めて発見しました。
「これは現在までに地球のジオイド上で最も低い地点であり、適切な説明がなされていない」とゴーシュ氏は語った。
ゴッシュ氏とその同僚たちは、その答えを見つけるために、1億4000万年前のこの地域をコンピュータモデルでシミュレートし、地質の全体像を把握した。この時点から現在に至るまで19回のシミュレーションを実行し、過去1億4000万年間のプレート運動とマントルの変化を再現した。
それぞれのシミュレーションにおいて、研究チームはインド洋マントル下のマグマプルームの形成に影響を与えるパラメータを変化させました。そして、異なるシミュレーションから得られたジオイドの形状を、衛星観測から得られた地球の実際のジオイドと比較しました。
提示された19のシナリオのうち6つは、インド洋のジオイド低気圧と同様の形状と振幅を持つジオイド低気圧が形成されたと結論付けました。これらのシミュレーションのいずれにおいても、インド洋のジオイド低気圧は高温で密度の低いマグマに囲まれていました。
マグマのプルームは周囲のマントル構造と組み合わさってジオイドの形状と低い振幅を説明でき、それが「重力ホール」の原因でもあるとゴーシュ氏は説明した。
異なるマグマ密度パラメータを用いてシミュレーションを実行した。注目すべきは、マグマプルームによって生成されたプルームがないシミュレーションでは、ジオイド低地が形成されなかったことである。
ゴーシュ氏によると、噴煙自体は、数千万年前にインド洋が漂流し最終的にアジアに衝突した際に古代の海が消失したことに起因しているという。
「1億4000万年前、インド洋は全く異なる位置にあり、インド洋とアジアのプレートの間に海がありました。その後、インド洋が北上し始め、この海は消滅し、インド洋とアジアの境界は閉じました」とゴーシュ氏は説明した。
インドプレートが超大陸ゴンドワナから分離してユーラシアプレートと衝突したとき、上部のプレート間の海を形成していたテチスプレートがマントルに沈み込みました。
数千万年をかけて、テチスプレートの層がマントルに沈み込み、東アフリカの地下に高温のマグマ溜まりを形成しました。これがプルームの形成を促し、低密度物質を地表近くに運ぶマグマプルームを形成しました。
しかし、インド国立地球物理研究所の専門家ヒマンシュ・ポール氏は、シミュレーションで示されたマグマの噴出が実際にインド洋の海底に存在するという明確な地震学的証拠はないと指摘している。
低いジオイドの背後には、古代のテチス海嶺の正確な位置など、 未解明の要因が他にもあると彼は言う。 「シミュレーションで自然現象を正確に再現することは不可能です」と彼は言う。
ドイツ地球科学研究センターのベルンハルト・シュタインベルガー氏は、新たなモデルは、低いジオイドが特定の基礎構造よりも、それを取り囲むマグマのプルームとマグマ溜まりと関係していることを示している、と語る。
フォン・タオ（出典：CNN）
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