В Индийском океане существует гигантская гравитационная дыра, и мы наконец-то можем узнать ее причину
Глубоко под Индийским океаном гравитационная сила Земли ослабевает до экстремально низкого уровня, образуя массивную гравитационную «дыру» размером около трех миллионов квадратных километров примерно там, где морское дно погружается в обширную впадину.
Это одна из самых глубоких гравитационных аномалий на Земле, и о ее присутствии говорят давно. Судовые исследования и спутниковые измерения показали, что уровень моря у оконечности Индийского субконтинента понижается из-за гравитационного растяжения между геоидным минимумом Индийского океана и окружающими гравитационными «максимумами» тектонических плит.
Что вызвало это относительное ослабление, до сих было неясно. Теперь два исследователя из Индийского научного института считают, что у них есть лучшее представление о том, какие планетарные явления могут быть причиной этой гравитационной «дыры».
«Прошлые исследования рассматривали современную аномалию и не интересовались тем, как появился этот минимум геоида», — объясняют соавторы работы ученые-геологи Дебанджан Пал и Аттрие Гош.
Они считают, что ответ лежит на глубине более 1 000 километров под земной корой, где холодные, плотные остатки древнего океана погрузились на «кладбище плит» под Африкой около 30 миллионов лет назад, подняв горячие расплавленные породы.
Но их результаты, основанные на компьютерных моделях, вряд ли разрешат жаркие споры о происхождении геоидного минимума — по крайней мере, пока не будет собрано больше данных.
В 2018 году группа ученых из Национального центра полярных и океанических исследований Индии установила ряд сейсмометров на морском дне в зоне деформации. Поскольку эта зона находится далеко от берега сейсмических данных о ней было собрано мало. Результаты исследования 2018 года показали наличие горячих шлейфов расплавленной породы, поднимающихся под Индийским океаном и каким-то образом способствующих образованию впадины.
Но для реконструкции образования геоида на его ранних стадиях требовался Пал и Гош построили модель того, как тектонические плиты перемещались по горячей мантии Земли в течение последних 140 миллионов лет.
Горячие шлейфы магмы
Тогда Индийская тектоническая плита только начинала отделяться от суперконтинента Гондвана, чтобы начать свое движение на север. По мере продвижения Индийской плиты дно древнего океана под названием море Тетис погружалось в мантию Земли, а за ним открывался Индийский океан.
Пал и Гош провели моделирование с использованием более десятка компьютерных моделей движения плит и мантии, сравнивая форму океанической впадины, предсказанную этими моделями, с наблюдениями за самой впадиной.
Все модели, которые воспроизводили геоидный минимум Индийского океана в его нынешней форме, имели одну общую черту: шлейфы горячей магмы низкой плотности, поднимающиеся под образующимся минимумом. Эти шлейфы, в дополнение к характерной структуре мантии, и создали геоидный минимум; если они поднялись достаточно высоко, полагают Пал и Гош.
«Наши результаты позволяют предположить, что для соответствия форме и амплитуде наблюдаемого геоидного минимума шлейфы магмы должны быть достаточно плавучими, чтобы подниматься на средние мантийные глубины», — пишут геологи.
Первые из этих шлейфов появились около 20 миллионов лет назад, к югу от геоидного минимума Индийского океана, и примерно через 10 миллионов лет после того, как море Тетис погрузилось в нижнюю мантию. По мере распространения шлейфов под литосферой и их продвижения к Индийскому полуострову дно все более понижалось.
Однако некоторые исследователи, не участвовавшие в работе, считают, что пока нет четких сейсмографических доказательств того, что смоделированные шлейфы действительно присутствуют под Индийским океаном. Такие данные могут появиться в ближайшее время, и можно не торопиться: «дыра» сохранится еще много миллионов лет.
Земля, конечно, не шар, и не эллипсоид. Она покрыта впадинами и бурами. Это довольно корявое тело называется геоидом, уникальной формой, которая есть только у планеты Земля.