Ученые обнаружили «гравитационную дыру» в Индийском океане, где сила тяжести Земли минимальна, из-за чего все там легче обычного.
Эта аномалия долгое время озадачивала геологов. Недавно исследователи из Индийского института науки в Бангалоре, Индия, нашли объяснение образованию этой дыры. Это происходит потому, что расплавленная магма, образовавшаяся глубоко внутри планеты, нарушается зонами субдукции предыдущей тектонической плиты.
Чтобы прийти к этой гипотезе, команда использовала компьютеры для моделирования образования этой области 140 миллионов лет назад. Результаты, подробно описанные в недавнем исследовании, опубликованном в журнале Geophysical Research Letters , касаются древнего океана, которого больше не существует.
Согласно новому исследованию, уровень моря упал более чем на 100 метров в «гравитационной яме», впервые обнаруженной в 1948 году. (Фото: ЕКА)
Люди часто думают, что Земля — идеальная сфера, но реальность далека от теории. Ни Земля, ни ее гравитационное поле не являются идеальной сферой. Поскольку эта гравитация пропорциональна массе, форма гравитационного поля планеты зависит от распределения массы внутри нее.
«По сути, Земля — это комковатая картофелина», — сказал соавтор исследования Аттрие Гош, геофизик и доцент Центра наук о Земле Индийского института науки. Так что технически это не сфера, а эллипс, потому что по мере вращения планеты середина выпячивается наружу».
Наша планета неоднородна по своей плотности и свойствам, некоторые ее области имеют большую толщину, чем другие, что существенно влияет на поверхность Земли и на различное гравитационное притяжение Земли в этих точках. Представьте себе, что поверхность Земли полностью покрыта спокойным океаном. Изменения гравитационного поля планеты могут привести к образованию выпуклостей и впадин в этом воображаемом океане.
Соответственно, будут области большего объема и области меньшего объема. Получившаяся форма, называемая геоидом, по-видимому, состоит из небольших, неровных комочков, напоминающих 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 расположена недалеко от южной оконечности Индии и занимает площадь около 3 миллионов квадратных километров. Существование этого кратера было впервые обнаружено голландским геофизиком Феликсом Андриесом Венингом Мейнесом в 1948 году во время гравитационной съемки с корабля.
«На сегодняшний день это самая низкая точка геоида Земли, и ее происхождение не получило должного объяснения», — сказала г-жа Гош.
Чтобы выяснить это, Гош и ее коллеги использовали компьютерную модель для воссоздания местности 140 миллионов лет назад и получения полной картины геологии. С этой отправной точки команда на сегодняшний день провела 19 симуляций, воссоздав движения тектонических плит и изменения мантии за последние 140 миллионов лет.
Для каждого моделирования группа ученых варьировала параметры, влияющие на формирование магматических струй под мантией Индийского океана. Затем они сравнили форму геоида, полученную с помощью различных моделей, с реальным геоидом Земли, полученным с помощью спутниковых наблюдений.
Шесть из 19 представленных сценариев пришли к выводу, что образовался геоидный минимум с формой и амплитудой, аналогичными случаю в Индийском океане. В каждой из этих симуляций геоидная впадина в Индийском океане окружена горячими магматическими струями низкой плотности.
Магматические плюмы в сочетании с окружающими мантийными структурами могут обусловливать форму и амплитуду низкого геоида. Это также является причиной образования «гравитационных дыр», пояснил эксперт Гош.
Моделирование проводилось с различными параметрами плотности магмы. Примечательно, что при моделировании без учета плюмов, генерируемых магматическим шлейфом, геоидный минимум не образуется.
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 Азиатскими тектоническими плитами находился океан. «Затем Индийский океан начал двигаться на север, в результате чего океан исчез и сократился разрыв 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 кора плиты Тетис погрузилась в мантию, образовав горячий магматический бассейн под Восточной Африкой. Это, в свою очередь, способствует образованию плюмов, создающих магматические шлейфы, которые приближают материал с низкой плотностью 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 мнению, существуют и другие нераскрытые факторы, обусловливающие низкий геоид, например, точное расположение древних хребтов Тетиса. «В симуляциях невозможно в точности воспроизвести то, что происходит в природе», — сказал он.
Новые модели показывают, что низкий геоид больше связан с магматическим шлейфом и окружающей его коренной породой, чем с какой-либо конкретной подстилающей структурой, говорит Бернхард Штайнбергер из Немецкого исследовательского центра наук о Земле.
Фыонг Тао (Источник: CNN)
Полезный
Эмоция
Творческий
Уникальный
Гнев
Источник
Комментарий (0)