Учёные разобрались, откуда в Индийском океане взялся гравитационный провал

Гравитационное притяжение Земли – величина постоянная, но наша планета не ровная сфера. Она покрыта буграми и неровностями, геология разной плотности притягивает близлежащие массы с едва заметной в разнице силой.

Глубоко под Индийским океаном это притяжение ослабевает до экстремально низкого уровня, образуя что-то вроде массивной гравитационной «дыры» размером около трёх миллионов квадратных километров примерно там, где морское дно погружается в обширную впадину.

Это одна из самых глубоких гравитационных аномалий на Земле, и о её наличии говорили уже давно. Судовые исследования и спутниковые измерения уже давно показали, что уровень моря у оконечности Индийского субконтинента понижается из-за гравитационного «перетягивания каната» между геоидным минимумом Индийского океана и окружающими гравитационными максимумами.

Что вызвало это относительное ослабление, не было точно известно. Теперь два исследователя из Индийского научного института решили, что у них есть представление о том, какие планетарные явления могут быть в этом замешаны. Исследование было опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.

«[Прошлые] исследования рассматривали современную аномалию и не интересовались тем, как появился этот минимум геоида», - объясняют учёные-геологи Дебанджан Пал и Аттрие Гош в своей опубликованной работе, в которой описана их новая рабочая гипотеза. Они считают, что ответ лежит на глубине более 1 000 километров под земной корой, где холодные, плотные остатки древнего океана погрузились в «кладбище плит» под Африкой около 30 миллионов лет назад, вздымая 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 учёных из Национального центра полярных и океанических исследований Индии отправилась в морскую экспедицию, чтобы установить ряд сейсмометров вдоль морского дна в зоне деформации и составить карту местности.

Поскольку эта зона находится так далеко от берега, до этого в ней было собрано мало сейсмических данных. Результаты исследования 2018 года указывают на наличие горячих шлейфов расплавленной породы, поднимающихся под Индийским океаном и каким-то образом способствующих его большой вмятине.

Но для реконструкции геоида на его ранних стадиях развития требовалось более длительное наблюдение. Поэтому Пал и Гош проследили процесс формирования массивного геоида, смоделировав, как тектонические плиты перемещались по горячей, липкой мантии Земли в течение последних 140 миллионов лет.

У всех моделей, воспроизводивших геоидный минимум Индийского океана в его нынешней форме, была одна общая черта: шлейфы горячей магмы низкой плотности, поднимающиеся под минимумом. Эти шлейфы, в дополнение к характерной структуре мантии, и создали геоидный минимум, когда поднялись достаточно высоко, полагают Пал и Гош.



«Короче говоря, наши результаты позволяют предположить, что для соответствия [форме и амплитуде] наблюдаемого геоидного минимума плюмы должны быть достаточно плавучими, чтобы подниматься на средние мантийные глубины», - пишет эта пара.

Первые из этих плюмов появились около 20 миллионов лет назад, к югу от геоидного минимума Индийского океана, и примерно через 10 миллионов лет после того, как древнее море Тетис погрузилось в нижнюю мантию. По мере того как плюмы распространялись под литосферой и продвигались к Индийскому полуострову, опускание усиливалось.

Поскольку их результаты согласуются с элементами предыдущей работы Гхоша по моделированию, проведённой в 2017 году, дуэт предполагает, что сигнальные плюмы были подняты вверх после того, как морское дно Тетиса погрузилось в нижнюю мантию.

via