Ученые выяснили, откуда в Индийском океане взялся гравитационный провал
Сила гравитации на Земле постоянна, но наша планета не является однородной сферой. Он покрыт глыбами и буграми, а геология различной плотности дергает близлежащие массы с немного различающейся степенью силы на волнистой карте, известной как геоид.
Глубоко под Индийским океаном это притяжение ослабевает до крайне низкого уровня, оставляя то, что считается массивной гравитационной «дырой» размером около трех миллионов квадратных километров примерно там, где морское дно погружается в обширную депрессию.
Одна из самых глубоких гравитационных аномалий на Земле, о ее существовании упоминалось некоторое время. Судовые исследования и спутниковые измерения давно показали, что уровень моря недалеко от оконечности Индийского субконтинента опустился из-за гравитационного перетягивания каната между метко названным геоидным минимумом в Индийском океане и окружающими его гравитационными «максимумами».
Что именно вызвало это относительное ослабление, никогда не было ясно. Теперь два исследователя из Индийского института науки считают, что у них есть лучшее представление о том, какие планетарные явления могут быть здесь задействованы. Исследование опубликовано в Geophysical Research Letters.
«Все эти прошлые исследования рассматривали нынешнюю аномалию и не касались того, как возникла эта низина геоида», — объясняют геологи Дебанджан Пал и Аттри Гош в своей опубликованной статье, в которой описывается их новая рабочая гипотеза.
Они думают, что ответ лежит на глубине более 1000 километров (621 миль) под земной корой, где около 30 миллионов лет назад холодные, плотные остатки древнего океана погрузились в «кладбище плит» под Африкой, взбудоражив горячую расплавленную породу.
Но их результаты, основанные на компьютерных моделях, вряд ли разрешат жаркие дебаты о происхождении минимума геоида — по крайней мере, до тех пор, пока не будет собрано больше данных.
В 2018 году группа ученых из Индийского национального центра полярных и океанических исследований приступила к развертыванию ряда сейсмометров вдоль морского дна в зоне деформации, чтобы нанести на карту этот район.
Так как он находится так далеко от берега, раньше в этом районе собиралось мало сейсмических данных. Результаты этого исследования 2018 года указали на наличие горячих шлейфов расплавленной породы, поднимающихся из-под Индийского океана и каким-то образом влияющих на его большую вмятину.
Но для реконструкции понижения геоида на его ранних фазах требовался более длительный обзор. Итак, Пал и Гош проследили формирование массивного геоида, смоделировав, как тектонические плиты скользили по горячей липкой мантии Земли в течение последних 140 миллионов лет.
В то время Индийская тектоническая плита только начинала отделяться от суперконтинента Гондвана, чтобы начать движение на север. По мере продвижения Индийской плиты морское дно древнего океана, называемого морем Тетис , погрузилось в мантию Земли, а за ним открылся Индийский океан.
Пал и Гош провели моделирование, используя более дюжины компьютерных моделей движения плит и движения мантии, сравнивая форму океанического минимума, предсказанного этими моделями, с наблюдениями за самой вмятиной.
Все модели, воспроизводившие геоидную впадину Индийского океана в ее нынешней форме, имели одну общую черту: шлейфы горячей магмы с низкой плотностью, поднимающиеся из-под впадины. Эти шлейфы, в дополнение к характерной структуре мантии, создали понижение геоида; если они поднимутся достаточно высоко, предполагают Пал и Гош.
«Короче говоря, наши результаты показывают, что, чтобы соответствовать [форме и амплитуде] наблюдаемого геоидного минимума, шлейфы должны быть достаточно плавучими, чтобы достигать средних глубин мантии», — пишут исследователи.
Первый из этих плюмов появился около 20 миллионов лет назад к югу от геоидной низины Индийского океана и примерно через 10 миллионов лет после того, как старое море Тетис погрузилось в нижнюю мантию. По мере того как шлейфы распространялись под литосферой и приближались к Индийскому полуострову, низина усиливалась.
Учитывая, что их результаты согласуются с элементами предыдущей работы Гоша по моделированию в 2017 году, дуэт предполагает, что контрольные шлейфы были подняты вверх после того, как морское дно Тетис погрузилось в нижнюю мантию, нарушив знаменитую «африканскую каплю».
Тем не менее, некоторые исследователи, не участвующие в работе, убеждены, что пока нет четких сейсмографических доказательств того, что смоделированные шлейфы действительно присутствуют под Индийским океаном. Такие данные могут вскоре появиться, и на самом деле спешить некуда – ожидается, что понижение геоида сохранится еще на многие миллионы лет.
Обсудим?
Смотрите также:
