Gravitacinė anomalija Žemėje. Mokslininkai atskleidė netikėtą paslaptį

Ši anomalija ilgą laiką glumino geologus, tačiau dabar Indijos mokslo instituto mokslininkai rado, jų manymu, patikimą „gravitacinės skylės“ susidarymo paaiškinimą: iš planetos gelmių plūsta magmos pliūpsniai – panašūs į tuos, dėl kurių susidaro ugnikalniai.

Siekdami pagrįsti šią hipotezę, pasitelkę superkompiuterius mokslininkai modeliavo, kaip ši vietovė galėjo susiformuoti prieš 140 mln. metų. Išvados – išsamiai aprašytos žurnale „Geophysical Research Letters“ paskelbtame tyrime – susijusios su senoviniu vandenynu, kurio jau nebėra.

Išnykęs vandenynas

Žmonės įpratę galvoti apie Žemę kaip apie tobulą rutulį, tačiau tai toli gražu nėra tiesa.

„Žemė iš esmės yra gremėzdiška bulvė, – sako tyrimo bendraautorė, geofizikė ir Indijos mokslų instituto Žemės mokslų centro docentė Attreyee Ghosh. – Taigi techniškai tai ne sfera, o tai, ką vadiname elipsoidu“.

„Mūsų planetos tankis ir savybės nėra vienalytės – vienose vietose jos tankis didesnis nei kitose, o tai turi įtakos Žemės paviršiui ir jos gravitacijai, – aiškina geofizikė. – Jei ant Žemės paviršiaus užpilame vandenį, jo užimamas lygis vadinamas geoidu, o šį lygį valdo planetos viduje esančios medžiagos tankio skirtumai, nes jie labai skirtingai traukia paviršių – priklausomai nuo to, kiek masės yra po juo.“

Indijos vandenyne esanti „gravitacinė skylė“, oficialiai vadinama Indijos vandenyno geoido žemuma, yra žemiausias geoido taškas ir didžiausia gravitacinė anomalija, sudaranti apskritą įdubą, kuri prasideda prie pat Indijos pietinio galo ir užima apie 3 mln. kvadratinių kilometrų. Šią anomaliją 1948 m. atlikdamas gravitacinį tyrimą iš laivo aptiko olandų geofizikas Felixas Andriesas Veningas Meineszas – ir ji iki šiol išliko paslaptimi.

„Tai iki šiol didžiausia geoido žemuma, ir ji nebuvo tinkamai paaiškinta“, – teigia A.Ghosh.

Siekdami rasti galimą atsakymą, mokslininkė ir jos kolegos naudodami kompiuterinius modelius nusikėlė 140 mln. metų atgal, kad pamatytų bendrą geologinį vaizdą. „Turime tam tikros informacijos ir tam tikrų įsitikinimų, kaip Žemė atrodė anuomet, – sako ji. – Žemynai ir vandenynai buvo labai skirtingose vietose, o Žemės tankio struktūra taip pat labai skyrėsi“.

Iki šiol komanda atliko 19 simuliacijų, atkurdama tektoninių plokščių poslinkį ir magmos, arba išlydytų uolienų, elgesį mantijoje – storame Žemės sandaros sluoksnyje, esančiame tarp branduolio ir plutos. 6 iš 19 galimų scenarijų susiformavo geoido žemuma, panaši į tą, kuri yra Indijos vandenyne.

Visuose šešiuose modeliuose išskirtinis veiksnys buvo magmos pliūpsniai aplink geoido žemumą, tikėtina, lėmė „gravitacinės skylės“ susidarymą, nurodo A.Ghosh. Modeliavimo simuliacijos buvo atliekamos su skirtingais magmos tankio parametrais – ir tuose modeliuose, kuriuose nebuvo pliūpsnių, žemuma nesusidarė.

Patys pliūpsniai atsirado išnykus senoviniam vandenynui, kai Indijos sausumos masė prieš dešimtis milijonų metų dreifavo ir galiausiai susidūrė su Azija, pasakoja geofizikė.

„Prieš 140 mln. metų Indija buvo visai kitoje vietoje, o tarp Indijos plokštės ir Azijos buvo vandenynas. Indija pradėjo judėti į šiaurę, o vandenynas išnyko ir tarpas su Azija užsivėrė“, – pasakoja ji. Vandenyno plokštei nusileidus į mantijos vidų, tai galėjo paskatinti pliūpsnių susidarymą, priartinant mažo tankio medžiagą prie Žemės paviršiaus.

Geoido ateitis

Komandos skaičiavimais, geoido žemuma susiformavo maždaug prieš 20 mln. metų. Sunku pasakyti, ar ji kada nors išnyks, ar pasislinks.

„Viskas priklauso nuo to, kaip šios masės anomalijos judės Žemės viduje, – sako A.Ghoshas. – Gali būti, kad ji išliks dar labai ilgai. Bet gali būti ir taip, kad plokščių judėjimas veiks taip, kad ji išnyks po kelių šimtų milijonų metų“.

Tyrime nedalyvavęs Jungtinės Karalystės Kardifo universiteto (Velsas) Žemės ir aplinkos mokslų fakulteto profesorius Huwas Daviesas mano, kad šis tyrimas yra „neabejotinai įdomus ir aprašo įdomias hipotezes, kurios turėtų paskatinti tolesnį darbą šia tema“.

Floridos universiteto Geinsvilyje geologijos profesorius daktaras Alessandro Forte, kuris taip pat nedalyvavo tyrime, sako, kad yra rimtas pagrindas atlikti kompiuterinį modeliavimą, siekiant nustatyti Indijos vandenyno geoido žemumos kilmę – ir kad šis tyrimas yra geresnis už ankstesnius, nes ankstesniuose tyrimuose buvo modeliuojamas tik šaltos medžiagos nusileidimas per mantiją, o ne įtraukiami ir karšti kylantys mantijos pliūpsniai.

Tačiau A.Forte teigia, kad jis rado keletą tyrimo atlikimo trūkumų.

„Didžiausia problema, susijusi su autorių pasirinkta modeliavimo strategija, yra ta, kad visiškai nepavyksta atkurti galingo mantijos dinaminio pliūpsnio, kuris prieš 65 mln. metų išsiveržė po dabartine Reunjono sala, – sako jis. – Tuo metu pusę Indijos subkontinento padengusių lavos srautų išsiveržimas, sukėlęs garsiuosius Dekano spąstus – vieną didžiausių vulkaninių reiškinių Žemėje – jau seniai siejamas su galingu mantijos pliusu, kurio visiškai nėra modeliavimo simuliacijoje.“

Kita problema, anot A.Forte, yra skirtumas tarp geoido, arba paviršiaus formos, nustatytos kompiuteriniu modeliavimu, ir tikrosios: „Šie skirtumai ypač pastebimi Ramiajame vandenyne, Afrikoje ir Eurazijoje. Autoriai mini, kad tarp prognozuojamų ir stebimų geoidų yra vidutinis – apie 80 proc. – ryšys, tačiau jie nepateikia tikslesnio vertinimo, kokia yra sutaptis skaitine išraiška (tyrime). Šis nesutapimas leidžia manyti, kad kompiuteriniame modeliavime gali būti tam tikrų trūkumų“.

A.Ghosh nurodo, kad atliekant modeliavimą neįmanoma atsižvelgti į visus įmanomus veiksnius.

„Taip yra todėl, kad mes visiškai tiksliai nežinome, kaip Žemė atrodė praeityje. Kuo toliau į praeitį, tuo mažesnis modelių patikimumas. Negalime atsižvelgti į kiekvieną įmanomą scenarijų, be to, turime susitaikyti su tuo, kad gali būti tam tikrų neatitikimų dėl to, kaip plokštės judėjo laikui bėgant, – sako ji. – Tačiau manome, kad bendra geodo žemumos susidarymo priežastis yra gana aiški“.

Parengta pagal CNN.