Впадина, которую не видно глазу: океан проседает там, где Земля ослабляет собственную гравитацию

Под Индийским океаном обнаружен древний мантийный поток — профессор Гош

На протяжении десятилетий учёные ломали голову над одной из самых странных загадок планеты — низким геоидом Индийского океана (IOGL). В этом районе уровень моря оказывается примерно на 106 метров ниже, чем в окружающих областях.

Новое исследование индийских геофизиков из Бангалора наконец пролило свет на происхождение этой таинственной "впадины гравитации". Об этом сообщает restaurant-sebald.

Что скрывает Индийский океан

Геоид — это воображаемая поверхность, совпадающая с уровнем Мирового океана в состоянии покоя. Но Земля не является идеальной сферой: неоднородность распределения масс внутри планеты создаёт перепады гравитации. Поэтому геоид на разных участках имеет форму, напоминающую неровный картофель, а не ровный шар.

"Индийский океан содержит один из самых глубоких гравитационных минимумов на планете — IOGL, падение которого составляет более 100 метров", — поясняют исследователи из Центра наук о Земле в Бангалоре.

Эта область, простирающаяся на тысячи километров, проявляет необычные колебания гравитационного поля. Учёные пришли к выводу, что причиной является мантийный плюм — гигантский поток расплавленной породы, поднимающийся из недр Земли под Африкой и уходящий под Индийский океан.

Почему Земля не идеальная сфера

Понимание IOGL невозможно без осознания того, что масса внутри Земли распределена крайне неравномерно. В некоторых местах мантия плотнее, в других — легче и горячее. Эти различия влияют на гравитационное притяжение, создавая зоны, где уровень моря выше или ниже среднего.

В случае Индийского океана потоки тёплого вещества из глубин оказываются менее плотными и ослабляют гравитационное притяжение. В результате водная поверхность как бы "проседает", формируя одну из самых выраженных аномалий на планете.

Ранее учёные предполагали, что IOGL мог возникнуть из-за затонувшей тектонической плиты, но моделирование показало: главная причина — именно движение мантийного плюма, зародившегося ещё 140 миллионов лет назад.

Как формировалась гравитационная впадина

Исследовательская группа под руководством профессора Аттрейи Гош провела 19 сложных компьютерных симуляций, чтобы проследить, как тектонические процессы прошлого создали современную картину. Шесть из этих моделей показали структуры, поразительно похожие на наблюдаемый IOGL.

Когда древний океан между Индией и Азией начал закрываться, Индийская плита двигалась на север, погружая часть морского дна в мантию. Этот процесс субдукции вызвал подъём менее плотного вещества и образование теплового купола, который изменил баланс гравитации в регионе.

"Наши результаты показывают, что мантийный плюм под Африкой и Индийским океаном продолжает влиять на структуру геоида по сей день", — отмечает профессор Гош.

Такое взаимодействие глубинных масс доказывает, что древние тектонические события способны сохранять влияние миллионы лет спустя.

Сравнение: гравитационные аномалии Земли

IOGL — не единственная подобная зона на планете. Для сравнения рассмотрим три крупнейших гравитационных отклонения:

Низкий геоид Индийского океана (IOGL) — падение уровня моря на ~106 м, обусловленное мантийным плюмом.
Северо-Атлантическая впадина — отрицательная аномалия, связанная с остатками древних плит и холодной конвекцией мантии.
Гренландский максимум — положительная аномалия, вызванная огромными массами льда и плотной литосферой.

Эти примеры показывают, насколько разнообразно поведение земной гравитации и как каждая аномалия несёт отпечаток геологической истории региона.

Плюсы и минусы нового открытия

Преимущества:

Подтверждение долгосрочного влияния мантийных процессов на современное гравитационное поле.
Возможность точнее моделировать тектоническое движение плит.
Новые данные для предсказания изменений уровня моря.
Расширение знаний о глубинной структуре Земли.

Недостатки и вызовы:

Ограниченность компьютерных моделей: они упрощают реальные процессы.
Нехватка прямых наблюдений из глубин мантии.
Сложность проверки результатов в естественных условиях.

Тем не менее, исследование создаёт основу для более точных глобальных моделей гравитации и помогает понимать, почему форма Земли далека от идеала.

Советы по изучению гравитационных аномалий

Использовать спутниковые данные. Современные миссии GRACE и GOCE позволяют измерять микроколебания гравитации с сантиметровой точностью.
Применять термохимическое моделирование. Оно помогает объединить тепловые и динамические факторы, влияющие на геоид.
Сравнивать результаты с сейсмическими томограммами. Это позволяет видеть реальные потоки вещества в мантии.
Следить за временными изменениями. Некоторые аномалии могут меняться под влиянием климатических и тектонических процессов.