인도양에 고대 바다가 있었을까?

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과학자들은 인도양에서 지구의 중력이 가장 낮은 "중력 구멍"을 발견했습니다. 그곳의 모든 것이 평소보다 가볍습니다.

이러한 이상 현상은 오랫동안 지질학자들을 혼란스럽게 했습니다. 최근, 인도 벵갈루루에 있는 인도 과학 연구소의 연구자들은 이 구멍의 형성에 대한 설명을 발견했습니다. 이는 지구 내부 깊숙한 곳에서 형성된 용융 마그마가 이전 지각판의 섭입대에 의해 교란되기 때문입니다.

이 가설을 도출하기 위해 연구팀은 컴퓨터를 사용하여 1억 4천만 년 전 이 지역의 형성을 시뮬레이션했습니다. 최근 지오 피지컬 리서치 레터스(Geophysical Research Letters) 저널에 발표된 연구에 자세히 나와 있는 연구 결과는 더 이상 존재하지 않는 고대 바다에 관한 것입니다.

새로운 연구에 따르면 1948년에 처음 발견된 "중력 구멍"에서 해수면이 100m 이상 떨어졌습니다. (사진: ESA)

사람들은 종종 지구가 완벽한 구체라고 생각하지만, 현실은 이론과 거리가 멉니다. 지구와 지구의 중력장은 완벽한 구체가 아닙니다. 중력은 질량에 비례하므로 행성의 중력장 모양은 행성 내부의 질량 분포에 따라 달라집니다.

인도 과학 연구소 지구 과학 센터의 지구 물리학자이자 준교수인 연구 공동 저자인 아트레이 고쉬는 "지구는 기본적으로 울퉁불퉁한 감자입니다." 라고 말했습니다. 그러니 기술적으로는 구가 아니라 타원이에요. 행성이 회전하면서 중앙이 바깥쪽으로 튀어나오거든요."

우리 행성은 밀도와 속성이 다양하며, 일부 지역은 다른 지역보다 두께가 두껍습니다. 이는 지구 표면과 이러한 지점에서 작용하는 지구의 중력의 차이에 상당한 영향을 미칩니다. 지구 표면이 완전히 고요한 바다로 뒤덮여 있다고 상상해 보세요. 행성의 중력장의 변화로 인해 이 가상의 바다에 융기와 움푹 들어간 곳이 생길 수 있습니다.

그에 따라 볼륨이 큰 영역과 볼륨이 작은 영역이 생길 것입니다. 지오이드라고 불리는 그 결과 생긴 모양은 반죽과 비슷한 작고 불규칙한 덩어리처럼 보입니다.

지구 지오이드에서 가장 낮은 지점은 인도양에 있는 원형의 저지대로, 평균 해수면보다 105m 낮습니다. 이것이 지구의 "중력구"이다.

인도양의 '중력구덩이' 시작점은 인도 남단 바로 앞에 위치해 있으며, 면적은 약 300만 제곱킬로미터에 달합니다. 이 분화구의 존재는 1948년 네덜란드의 지구물리학자 펠릭스 안드리스 베닝 마이네츠가 선박에서 중력 조사를 하던 중 처음 발견했습니다.

"지금까지 지구 지오이드에서 가장 낮은 지점이며 제대로 설명되지 않았습니다."라고 고쉬 여사가 말했습니다.

이를 확인하기 위해 고쉬와 그녀의 동료들은 컴퓨터 모델을 사용하여 1억 4천만 년 전의 지역을 재현하여 지질학적으로 전체적인 그림을 얻었습니다. 연구팀은 그 시작점에서 지금까지 19번의 시뮬레이션을 실행해 지난 1억 4천만 년 동안의 지각판 이동과 맨틀 변화를 재현했습니다.

과학자 팀은 각 시뮬레이션에서 인도양 맨틀 아래의 마그마 플룸 형성에 영향을 미치는 변수를 다양하게 조절했습니다. 그런 다음 그들은 다양한 시뮬레이션을 통해 얻은 지오이드 모양을 위성 관측을 통해 얻은 실제 지구 지오이드와 비교했습니다.

제시된 19개 시나리오 중 6개는 모두 인도양의 경우와 유사한 모양과 진폭을 가진 지오이드 저기압이 형성되었다는 결론을 내렸습니다. 이러한 각 시뮬레이션에서 인도양의 낮은 지오이드는 뜨겁고 밀도가 낮은 마그마 플룸에 둘러싸여 있습니다.

마그마 플룸은 주변 맨틀 구조와 합쳐져 저지오이드의 모양과 진폭을 설명할 수 있습니다. 이것이 또한 "중력구"가 형성되는 원인이라고 고쉬 전문가는 설명했다.

마그마 밀도에 대해 다양한 매개변수를 사용하여 시뮬레이션을 실행했습니다. 마그마 플룸에 의해 생성된 플룸이 없는 시뮬레이션에서는 지오이드 저점이 형성되지 않는다는 점이 주목할 만합니다.

고쉬 씨는 깃털 자체는 수천만 년 전 인도양이 표류하여 결국 아시아와 충돌하면서 고대 바다가 사라진 데서 비롯되었다고 말했습니다.

“1억 4천만 년 전 인도양은 지금과 전혀 다른 위치에 있었고, 인도양과 아시아 지각판 사이에 바다가 있었습니다. 그러자 인도양이 북쪽으로 이동하기 시작하면서 바다가 사라지고 인도양과 아시아 간의 격차가 좁아졌습니다."라고 고쉬는 설명했습니다.

인도판이 곤드와나 초대륙에서 떨어져 나와 유라시아판과 충돌했을 때, 위의 판 사이에 바다를 형성했던 테티스판이 맨틀로 섭입되었습니다.

수천만 년에 걸쳐 테티스판의 지각이 아래쪽 맨틀로 가라앉으면서 동아프리카 아래에 뜨거운 마그마 웅덩이가 생겼습니다. 이는 플룸 형성을 촉진하여 마그마 플룸을 생성하여 밀도가 낮은 물질을 지구 표면에 더 가깝게 가져옵니다.

그러나 인도 국립 지구물리학 연구소의 전문가인 히망슈 폴은 시뮬레이션된 마그마 플룸이 실제로 인도양 아래에 존재한다는 명확한 지진 증거가 없다고 지적합니다.

그는 낮은 지오이드 뒤에는 아직 발견되지 않은 다른 요소들이 있다고 주장하는데, 그 중 하나가 고대 테티스 산맥의 정확한 위치이다. 그는 "시뮬레이션에서는 자연적으로 일어나는 일을 정확히 모방하는 것은 불가능하다"고 말했다.

독일 지구과학 연구 센터의 베른하르트 슈타인버거는 새로운 모델에 따르면 지오이드 저기압은 특정 기반 구조보다는 마그마 플룸과 이를 둘러싼 저류층과 더 큰 관련이 있다고 말합니다.

푸옹 타오 (출처: CNN)