В середине ХХ века южнее полуострова Индостан была обнаружена гигантская гравитационная аномалия площадью около 3 миллионов квадратных километров. Из-за неё уровень воды в Индийском океане находится на 100 метров ниже среднего уровня Мирового океана. Долгое время это оставалось загадкой для науки. Теперь учёные нашли причину аномалии.
Не шар и не эллипсоид
Мы привыкли думать, что Земля имеет шарообразную форму. Ну, в крайнем случае — форму эллипсоида: в районе экватора её диаметр чуть больше из-за вращения. В идеальной Вселенной она такой бы и была, но в реальности всё сложнее.
Наша планета полна неровностей — горных хребтов и морских впадин, где-то покрыта толстыми континентальными литосферными плитами, а где-то — намного более тонкими океаническими. Всё это создаёт неравномерность распределения массы в литосфере.
«Земля — это, по сути, комковатая картофелина», — так образно описывает её геофизик, доцент Центра наук о Земле Индийского института науки Аттрейя Гош. Исследовательница объясняет, что, если покрыть планету водой, на которую не действовали бы ветра и приливы, а действовали только сила тяжести и вращения Земли, её поверхность была бы другой. Учёные называют её геоидом. В любой её точке сила тяжести будет направлена строго перпендикулярно поверхности (в реальности так далеко не всегда).
Что за Потсдамская гравитационная картошка?
Из-за неравномерного распределения массы Земли форма геоида гладкая, но неправильная. Именно поэтому Аттрейя Гош сравнивает её с картошкой, и, между прочим, у этой картошки даже есть своё название. В 2014 году учёные Германского исследовательского геофизического центра, находящегося в Потсдаме, впервые создали визуализацию гравитационного поля Земли, полученную с помощью спутников. Её так и назвали — Потсдамская гравитационная картошка.
По форме «картошки» заметно, насколько она отклоняется от идеального эллипсоида, которым мы привыкли считать нашу Землю. Излишки либо, наоборот, недостаток массы в недрах планеты приводят к тому, что высота водного слоя везде разная и максимальная разница между самыми высокими и самыми низкими участками Мирового океана составляет почти 200 метров.
Если говорить конкретнее, то возле Исландии вода находится на 85 метров выше среднего уровня моря, а к юго-западу от Индии — на 106 метров ниже. Там расположено наиболее выраженное понижение геоида — Индийская гравитационная аномалия. Или, попросту, «гравитационная дыра».
Призрак древнего океана
Аномалия была обнаружена в 1948 году голландским геофизиком Феликсом Андрисом Венинг-Мейнесом во время гравитационной съёмки с борта морского судна. И с тех пор не получала должного научного объяснения. Раз океан в этом районе Земли проседает (причём на огромной территории — около 3 миллионов квадратных километров), значит, в глубине планеты есть какой-то дефицит массы — он создаёт эту аномалию. Из-за чего он возникает?
Для геофизиков это было загадкой. В том числе для учёных из Центра наук о Земле Индийского института науки. Раньше они уже проводили исследования гравитационной аномалии. В этом году Аттрейя Гош и её коллега Дебанджан Пал, как им кажется, поставили точку в этом вопросе. Результаты опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.
Учёные создали более дюжины компьютерных моделей того, как формировался этот регион Земли за последние 140 миллионов лет. Тогда литосферные плиты находились в других местах, континенты и океаны выглядели иначе. Авторы исследования провели компьютерные симуляции вплоть до сегодняшнего дня, воссоздавая смещение плит и поведение магмы в глубине Земли. В шести симуляциях из 19 проведённых образовалась впадина, подобная той, что сейчас находится в Индийском океане.
Все эти шесть моделей объединяло наличие шлейфов магмы вокруг «гравитационной дыры». При моделировании использовались разные параметры плотности магмы, и когда шлейфов не было, гравитационная аномалия тоже не возникала.
Как считают учёные, эти шлейфы магмы появились в результате исчезновения древнего океана Тетис. «140 миллионов лет назад Индия находилась в совершенно другом месте, между Индостанской плитой и Азией располагался океан, — рассказала Аттрейя Гош в интервью CNN. — Потом Индия начала двигаться на север, к Азии, и этот океан исчез».
А когда океаническая плита погрузилась в мантию, это могло спровоцировать образование шлейфов магмы, предполагают учёные. Им известно, что от Африканского континента на восток движутся мантийные потоки — горячие расплавленные породы. Они как раз достигают центра гравитационной аномалии в Индийском океане.
Что с ней будет дальше?
По расчётам исследователей, «гравитационная дыра» южнее полуострова Индостан сформировалась около 20 миллионов лет назад. И пока непонятно, исчезнет ли она когда-нибудь.
«Вероятно, это будет продолжаться до тех пор, пока расплавленные породы поднимаются из-под Африки и текут по шлейфу. Это может продолжаться ещё многие миллионы лет, — отмечает Дебанджан Пал. — Но может случиться и так, что движение плит приведёт к исчезновению гравитационной аномалии. Правда, и это произойдёт лишь через несколько сотен миллионов лет».
Таким образом, точка в научной загадке поставлена. Гигантская «гравитационная дыра» в Индийском океане оказалась отголоском (или даже призраком) древнего моря, которое когда-то плескалось на месте современного полуострова Индостан.
