Ученые обнаружили «гравитационную дыру» в Индийском океане, где сила тяжести Земли минимальна, из-за чего все там легче обычного.
Эта аномалия давно озадачивает геологов. Исследователи из Индийского института наук в Бангалоре (Индия) нашли объяснение образованию дыры: расплавленная магма, образовавшаяся глубоко в недрах планеты, была нарушена погружающимися плитами бывшей тектонической плиты.
Чтобы выдвинуть эту гипотезу, команда использовала компьютеры для моделирования образования этого региона 140 миллионов лет назад. Результаты, подробно описанные в исследовании, недавно опубликованном в журнале Geophysical Research Letters , связаны с древним океаном, которого больше не существует.
Согласно новому исследованию, уровень моря упал более чем на 100 метров в месте «гравитационной ямы», впервые обнаруженной в 1948 году. (Фото: ЕКА)
Люди часто представляют Землю идеальной сферой, но в действительности это далеко не так. Ни Земля, ни её гравитационное поле не являются идеальными сферами. Поскольку сила тяжести пропорциональна массе, форма гравитационного поля планеты зависит от распределения массы внутри неё.
«По сути, Земля — это комковатая картофелина», — сказал соавтор исследования Аттрие Гош, геофизик и доцент Центра наук о Земле Индийского института наук. «Так что технически это не сфера, а эллипс, потому что по мере вращения планеты середина выпячивается наружу».
Наша планета неоднородна по плотности и свойствам: некоторые её участки толще других, что существенно влияет на поверхность Земли и на разное гравитационное притяжение Земли к этим точкам. Представьте, что поверхность Земли полностью покрыта спокойным океаном: изменения гравитационного поля планеты могут привести к образованию в этом воображаемом океане выпуклостей и впадин.
Соответственно, будут области большей и меньшей массы. Образующаяся форма, называемая геоидом, по-видимому, состоит из небольших, неровных комочков, похожих на тесто.
Самая низкая точка геоида Земли — круглая впадина в Индийском океане, расположенная на 105 м ниже среднего уровня моря. Это «гравитационная дыра» Земли.
Начальная точка «гравитационной дыры» в Индийском океане находится недалеко от южной оконечности Индии и занимает площадь около 3 миллионов квадратных километров. Существование этой дыры было впервые обнаружено голландским геофизиком Феликсом Андриесом Венингом Мейнесом в 1948 году во время гравиметрической съёмки с судна.
«На сегодняшний день это самая низкая точка геоида Земли, и ее происхождение до сих пор не получило должного объяснения», — сказала г-жа Гош.
Чтобы выяснить это, Гош и её коллеги использовали компьютерную модель, чтобы воссоздать геологию местности 140 миллионов лет назад. С этого момента команда провела 19 симуляций вплоть до наших дней, воссоздавая движение тектонических плит и изменения в мантии за последние 140 миллионов лет.
Для каждого моделирования команда варьировала параметры, влияющие на формирование магматических плюмов под мантией Индийского океана. Затем они сравнили формы геоида, полученные в результате различных моделей, с фактическим геоидом Земли, полученным по данным спутниковых наблюдений.
В шести из 19 представленных сценариев был сделан вывод о формировании геоида низкого давления, форма и амплитуда которого аналогичны таковым в Индийском океане. В каждом из этих сценариев геоид низкого давления в Индийском океане был окружен горячей магмой низкой плотности.
По словам Гоша, магматический шлейф в сочетании с окружающими мантийными структурами может обуславливать форму и низкую амплитуду геоида, что также является причиной возникновения «гравитационной дыры».
Моделирование проводилось с различными параметрами плотности магмы. Примечательно, что при моделировании без учёта плюмов, генерируемых магматическим шлейфом, геоидный минимум не формировался.
По словам г-жи Гош, сами шлейфы возникли в результате исчезновения древнего океана, когда Индийский океан дрейфовал и в конечном итоге столкнулся с Азией десятки миллионов лет назад.
«140 миллионов лет назад Индийский океан находился в совершенно ином положении, и между Индийским океаном и Азиатской тектонической плитой находился океан. Затем Индийский океан начал двигаться на север, что привело к его исчезновению и сокращению разрыва между Индийским океаном и Азией», — пояснил Гош.
Когда Индийская плита отделилась от суперконтинента Гондвана и столкнулась с Евразийской плитой, плита Тетис, образовавшая океан между вышеуказанными плитами, погрузилась в мантию.
За десятки миллионов лет пласты плиты Тетис погрузились в мантию, образовав горячий магматический бассейн под Восточной Африкой. Это, в свою очередь, способствовало образованию магматических плюмов, которые выносили материал низкой плотности ближе к поверхности Земли.
Однако Химангшу Пол, эксперт Национального института геофизических исследований в Индии, отмечает, что нет четких сейсмических доказательств того, что моделируемые магматические шлейфы действительно присутствуют под Индийским океаном.
По его словам, существуют и другие неизученные факторы, обуславливающие низкий геоид, например, точное расположение древних хребтов Тетиса. «Невозможно точно воспроизвести то, что происходит в природе, с помощью моделирования», — говорит он.
По словам Бернхарда Штайнбергера из Немецкого исследовательского центра наук о Земле, новые модели показывают, что низкий геоид в большей степени связан с магматическим шлейфом и окружающими его резервуарами, чем с какой-либо конкретной глубинной структурой.
Фыонг Тхао (Источник: CNN)
Полезный
Эмоция
Творческий
Уникальный
Гнев
Источник
Комментарий (0)