Тайна "гравитационной дыры" в Индийском океане наконец-то раскрыта
В течение долгого времени геоидная низменность Индийского океана (IOGL) представляла собой сложную проблему для геофизиков. Недавно проведенное исследование показало, что эта аномалия является результатом мантийных плюмов и движения тектонических плит. Это открытие может улучшить наше понимание динамики мантии Земли и колебаний уровня моря.
Несмотря на наши обширные знания о поверхности Земли, ее внутренняя часть остается в значительной степени неизвестной. Нам удалось отправить космические аппараты в самые отдаленные уголки нашей галактики, но технология прямого исследования земной коры, даже на глубине всего 35 км, еще не существует. В результате понимание того, что происходит глубоко внутри нашей планеты, особенно в ее ядре и мантии, опирается на косвенные методы исследования.
Одна из загадок земных глубин скрыта в сердце Индийского океана. Аномалия геоида, которая с середины 20-го века известна как Индоокеанский геоидный минимум (IOGL). Благодаря достижениям в технологиях измерения и моделирования, наше понимание ее причин и механизма эволюционировало, разжигая дебаты среди исследователей.
В 2017 году исследование показало, что это связано с аномалиями низкой плотности в верхней и средней мантии. Вероятно, они вызваны горячими выбросами из Африканского суперплюма, который движется на восток и заканчивается под IOGL.
Недавно группа ученых из Индийского института науки (IISc) и Исследовательского института геонаук GFZ в Германии уточнила эту теорию. Они показали, что аномалия вызвана мантийными плюмами и тектоническими плитами. Их исследование опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.
Тайна аномалии геоида Индийского океана
Геоид Земли - это воображаемая поверхность, которая представляет собой средний уровень моря по всему земному шару с учетом вариаций гравитации. Она определяется направлением силы тяжести и соответствует форме, которую принял бы океан в отсутствие морских течений, приливов и ветров. Эта поверхность не является идеально сферической, а имеет неровности из-за неравномерного распределения массы внутри Земли.
Фактически, аномалия геоида Индийского океана является отрицательной аномалией, что означает, что она расположена ниже уровня моря. Она контролируется внутренним распределением массы в мантии Земли и поэтому является результатом дефицита массы в мантии Земли под Индийским океаном. Как упоминалось ранее, для объяснения этой аномалии было выдвинуто несколько теорий: от некомпенсированной коры до отклонения ядра-мантии, через нижние мантийные плиты и горячие низкоскоростные аномалии на глубине.
Плюмы и тектонические плиты: сложный танец
Исследователи использовали зависящие от времени модели глобальной мантийной конвекции, начиная с мелового периода, для моделирования происхождения IOGL. Они показали, что затонувшие тектонические плиты (связанные с древним океаном Тетис) нарушили область с низкой скоростью сдвига в Африке.
Это привело к образованию плюмов - столбов горячей породы, поднимающихся через мантию под Индийским океаном. Плюмы, сформированные вдоль краев области с низкой скоростью сдвига в Африке, контролируют региональный геоид в Индийском океане, что привело к образованию этой отрицательной аномалии геоида. Таким образом, движение этих тектонических плит и образование плюмов являются определяющими факторами в формировании IOGL.
На пути к лучшему пониманию нашей планеты
Понимание таких явлений, как IOGL, имеет важное значение для наших знаний о Земле. Оно помогает нам понять, как внутренние процессы, такие как конвекция мантии и движение тектонических плит, могут влиять на форму планеты.
Кроме того, она способна помочь объяснить другие аномалии геоида, наблюдаемые на других планетах, позволяя понять внутреннюю динамику этих небесных тел. Таким образом, модели зависящей от времени глобальной мантийной конвекции являются ценными инструментами для изучения эволюции Земли и других планет.
Кроме того, это открытие может оказать значительное влияние на наше понимание вариаций уровня моря. Ведь аномалии геоида, изменяя глобальное распределение массы Земли, могут влиять на распределение океанической воды в планетарном масштабе.
Разрешение загадки IOGL - это шаг вперед, но оно также поднимает новые вопросы. Как эти внутриземные процессы развивались с течением времени? Как они повлияли на эволюцию земной поверхности? Решение этих вопросов потребует дальнейших исследований.