Вчені виявили аномальну гравітаційну діру під Індійським океаном

Науковці виявили нові деталі походження однієї з найзагадковіших геофізичних аномалій планети — так званої «гравітаційної діри» під Індійським океаном. Дослідження, опубліковане в журналі Geo­phys­i­cal Research Let­ters, показало, що цей феномен, відомий як Indi­an Ocean Geoid Low (IOGL), спричинений процесами конвекції у мантії Землі, які тривають уже близько 140 мільйонів років.

У цій області поверхня океану опускається приблизно на 106 метрів нижче, ніж у сусідніх регіонах, а гравітаційне поле тут найслабше на всій планеті. Нові комп’ютерні моделі показують, що причина цього — у низькогустинних породах мантії, які утворилися внаслідок руху гарячої речовини з глибини.

Ключову роль, за словами вчених, відіграє «Африканський суперплюм» — гігантський потік гарячого матеріалу, який підіймається з глибин мантії під Африкою та простягається на схід під Індійський океан. Саме цей масивний підйом розігрітої, менш щільної речовини створює локальний дефіцит маси, що призводить до зниження сили тяжіння й формування гравітаційної западини.

Дослідники виявили, що «аномалії низької щільності» — наявність легших матеріалів у верхній та середній мантії під IOGL — спричинили зниження гравітації в цьому регіоні. ДЖЕРЕЛО: Міжнародний центр глобальних моделей Землі / Wiki­me­dia, CC BY 4.0

Близько 140 мільйонів років тому, коли Індія ще не зіткнулася з Азією, а між ними простягався океан Тетіс, плитні рухи й субдукція океанічної кори почали змінювати структуру мантії під Індійським океаном. Занурення плит у поєднанні з підйомом речовини із суперплюму поступово призвели до нерівномірного розподілу мас під океанічним дном — і, зрештою, до появи IOGL.

(a) Спостережуваний геоїд, нанесений на рівноважну форму Землі за даними Naki­boglu (2010). Еволюція (б) безрозмірної температури у верхніх 100 км та (в) аномалій геоїда від 140 млн років тому до сьогодні у випадку 1. Чорні стрілки над картами температури позначають вектори руху плит. Регіональна низька кореляція геоїда Індійського океану з спостережуваним геоїдом показана у верхньому правому куті нижньої фігури.

Автори дослідження зазначають, що поєднання процесів занурення плит і висхідних потоків гарячої мантії створило унікальну структуру, яка зберігається й досі. «Те, що ми спостерігаємо сьогодні, — це результат глибоких тектонічних і мантійних змін, що тривали десятки мільйонів років», — зазначають дослідники.

Нові результати допомагають глибше зрозуміти внутрішню динаміку Землі та те, як глибокі процеси в мантії можуть впливати на форму поверхні, розподіл океанів і навіть глобальну гравітаційну структуру планети.