Мистерията на "гравитационната дупка": Какво се крие под Индийския океан

В Индийския океан има „гравитационна дупка“ — място, където гравитационното привличане на Земята е по-слабо, масата й е по-ниска от нормалното и морското ниво пада с над 328 фута (100 метра).

Тази аномалия озадачаваше геолозите дълго време, но сега изследователи от Индийския научен институт в Бенгалуру, Индия, откриха това, което смятат за достоверно обяснение за нейното образуване: стълбове от магма, идващи от дълбините на планетата, много подобни на тези, които водят до създаването на вулкани.

За да стигне до тази хипотеза, екипът използва суперкомпютри, за да симулира как може да се е образувала тази област, стигайки до 140 милиона години назад. Констатациите, описани подробно в проучване, публикувано наскоро в списанието Geophysical Research Letters, са съсредоточени около древен океан, който вече не съществува.

Изчезващ океан

Хората са свикнали да мислят за Земята като за перфектна сфера, но това е далеч от истината.

„Земята в основата си е картоф“, каза съавторът на изследването Attreyee Ghosh, геофизик и доцент в Центъра за земни науки на Индийския научен институт. 

Indian Ocean gravity hole was caused by extinct ancient sea, scientists say https://t.co/cQ1J0Fz6Jd pic.twitter.com/gsufketrNO

— SPACE.com (@SPACEdotcom) July 18, 2023

„Така че технически това не е сфера, а това, което наричаме елипсоид, защото докато планетата се върти, средната част се издува навън.“

Нашата планета не е хомогенна по своята плътност и нейните свойства, като някои области са по-плътни от други - това се отразява на земната повърхност и нейната гравитация, добави Гош. 

„Ако излеете вода върху повърхността на Земята, нивото, което водата заема, се нарича геоид – и това се контролира от тези разлики в плътността на материала вътре в планетата, защото те привличат повърхността по много различни начини в зависимост от това колко маса има отдолу“, каза тя.

„Гравитационната дупка“ в Индийския океан — официално наречена дъното на геоида на Индийския океан — е най-ниската точка в този геоид и неговата най-голяма гравитационна аномалия, образуваща кръгла депресия, която започва точно от южния край на Индия и обхваща около 1,2 милиона квадратни мили (3 милиона квадратни километра). Аномалията е открита от холандския геофизик Феликс Андрис Венинг Майнес през 1948 г. по време на гравитационно изследване от кораб и остава загадка.

„Това е най-голямата загадка в геоида и не е обяснено правилно“, каза Гош.

За да намерят потенциален отговор, Гош и нейните колеги са използвали компютърни модели, за да върнат часовника 140 милиона години назад, за да видят голямата картина, геологично. 

Experts think they know what caused the Indian Ocean's 'gravity hole' https://t.co/JskDomTHTJ

— Baronian Consulting (@BaronianConsult) July 16, 2023

„Имаме известна информация и известна увереност за това как е изглеждала Земята тогава“, каза тя. „Континентите и океаните бяха на много различни места и структурата на плътността също беше много различна.“

От тази начална точка екипът проведе 19 симулации до наши дни, пресъздавайки изместването на тектоничните плочи и поведението на магмата или разтопената скала в мантията - дебелия слой от вътрешността на Земята, който се намира между ядрото и кората. В шест от сценариите се формира "гравитационна дупка", подобна на тази в Индийския океан.

Отличителният фактор във всичките шест от тези модела беше наличието на струи магма около дъното на геоида, за които се смята, че заедно със структурата на мантията в близост са отговорни за образуването на „гравитационната дупка“, обясни Гош. Симулациите бяха проведени с различни параметри на плътност на магмата и в тези, в които не присъстваха струи, ниските не се образуваха.

„Индия е била на много различно място преди 140 милиона години и е имало океан между Индийската плоча и Азия. Индия започна да се движи на север и докато го направи, океанът изчезна и пропастта с Азия се затвори “, обясни тя. Докато океанската плоча се спускаше вътре в мантията, тя можеше да стимулира образуването на струите, приближавайки материала с ниска плътност до повърхността на Земята.

Бъдещето на "гравитационната дупка"

Геоидът се е формирал преди около 20 милиона години, според изчислението на екипа. Трудно е да се каже дали някога ще изчезне или ще се измести.

„Всичко зависи от това как се движат тези масови аномалии в Земята“, каза Гош. 

Scientists find explanation for huge gravity hole in the Indian ocean https://t.co/ezckyc6Jto

— indy100 (@indy100) July 19, 2023

„Възможно е да продължи много дълго време. Но също така е възможно движенията на плочите да действат по такъв начин, че да го накарат да изчезне - няколко стотици милиона години в бъдещето.

Хю Дейвис, професор в Училището по науки за земята и околната среда в Кардифския университет в Обединеното кралство, каза, че изследването е „със сигурност интересно и описва интересни хипотези, които трябва да насърчат по-нататъшната работа по тази тема“. Дейвис не е участвал в проучването.

Д-р Алесандро Форте, професор по геология в Университета на Флорида в Гейнсвил, който също не е участвал в проучването, вярва, че има добра причина да се извършат компютърни симулации, за да се определи произходът на геоида в Индийския океан и че това изследване е подобрение в сравнение с предишните. Предишни изследвания само симулираха спускането на студен материал през мантията, вместо да включват и горещи издигащи се струи на мантията. 

Форте обаче каза, че е открил няколко недостатъка в изпълнението на изследването.

„Най-забележителният проблем със стратегията за моделиране, възприета от авторите, е, че тя напълно не успява да възпроизведе мощния динамичен поток на мантията , който изригва преди 65 милиона години под днешното местоположение на остров Реюнион“, каза той.

„Изригването на потоци от лава, които покриха половината от Индийския субконтинент по това време - произвеждайки прочутите Декански капани, една от най-големите вулканични характеристики на Земята - отдавна се приписват на мощен мантиен облак, който напълно отсъства от моделната симулация.“

Друг проблем, добави Форте, е разликата между геоида или формата на повърхността, предвидена от компютърната симулация и действителната: „Тези разлики са особено забележими в Тихия океан, Африка и Евразия. Авторите споменават, че има умерена корелация, около 80%, между прогнозираните и наблюдаваните геоиди, но те не предоставят по-точна мярка за това колко добре съвпадат числено (в изследването). Това несъответствие предполага, че може да има някои недостатъци в компютърната симулация.

Гош каза, че не всеки възможен фактор може да бъде отчетен в симулациите.

„Това е така, защото не знаем с абсолютна точност как е изглеждала Земята в миналото. Колкото по-назад се връщате във времето, толкова по-малко доверие има в моделите. Не можем да вземем под внимание всеки възможен сценарий и трябва да приемем факта, че може да има някои несъответствия относно това как плочите са се движили във времето“, каза тя. „Но ние вярваме, че общата причина за това ниско ниво е съвсем ясна.“