Redaktørens note: Abonner på CNN’s Wonder Theory science-nyhedsbrev. Udforsk universet med nyheder om fascinerende opdagelser, videnskabelige fremskridt og meget mere.
Der er et “tyngdekraftshul” i Det Indiske Ocean, et punkt, hvor Jordens tyngdekraft er svagest, dens masse er mindre end normalt, og havniveauet falder mere end 100 meter.
Denne anomali har forundret geologer i lang tid, men nu har forskere ved Indian Institute of Science i Bengaluru, Indien, fundet, hvad de mener er en troværdig forklaring på dens dannelse: Magma-faner fra dybt inde i planeten, meget lig dem, der fører til dannelsen af vulkaner.
For at nå frem til denne hypotese brugte holdet supercomputere til at simulere, hvordan området kunne have dannet sig, 140 millioner år tilbage. Resultaterne, detaljeret i en undersøgelse offentliggjort for nylig i tidsskriftet Geophysical Research Letters, centrerer sig om et gammelt hav, der ikke længere eksisterer.
Et forsvindende hav
Mennesker er vant til at tænke på Jorden som en perfekt sfære, men det er langt fra sandheden.
“Jorden er dybest set en klumpet kartoffel,” sagde studiets medforfatter Attreyee Ghosh, en geofysiker og lektor ved Indian Institute of Sciences Center for Earth Sciences. “Så teknisk set er det ikke en kugle, men det vi kalder en ellipsoide, for når planeten roterer, buler den centrale del udad.”
Vores planet er ikke homogen i dens tæthed og egenskaber, med nogle områder tættere end andre, hvilket påvirker jordens overflade og dens tyngdekraft, tilføjede Ghosh. “Hvis du hælder vand på Jordens overflade, kaldes det niveau, som vandet optager, en geoide – og dette styres af disse tæthedsforskelle i materialet inde i planeten, fordi de tiltrækker overfladen på meget forskellige måder afhængigt af, hvor meget masse der er nedenunder,” sagde han.
“Tyngekraftshullet” i Det Indiske Ocean – officielt kaldet det Indiske Ocean lavtliggende geoide – er den geoids laveste punkt og dens største gravitationsanomali, der danner et cirkulært trug, der begynder lige ud for Indiens sydspids og dækker omkring 1,2 millioner kvadrat miles (3 millioner kvadratkilometer). Anomalien blev opdaget af den hollandske geofysiker Felix Andries Vening Meinesz i 1948 under en gravitationsundersøgelse fra et skib, og er forblevet et mysterium.
“Det er langt det største minimum i geoiden, og det er ikke blevet forklaret ordentligt,” sagde Ghosh.
For at finde et potentielt svar brugte Ghosh og hans kolleger computermodeller til at skrue tiden 140 millioner år tilbage for at se det store billede, geologisk. “Vi har nogle oplysninger og en vis tillid til, hvordan Jorden så ud dengang,” sagde han. “Kontinenterne og oceanerne var meget forskellige steder, og tæthedsstrukturen var også meget anderledes.”
Fra det udgangspunkt har holdet kørt 19 simuleringer til i dag, og genskabt skiftningen af tektoniske plader og opførselen af magma, eller smeltet sten, i kappen, det tykke lag af Jordens indre, der ligger mellem kernen og skorpen. I seks af scenarierne blev der dannet en lavtliggende geoide svarende til det Indiske Ocean.
Den kendetegnende faktor i alle seks af disse modeller var tilstedeværelsen af magma-faner omkring den lavtliggende geoide, som sammen med den nærliggende kappestruktur menes at være ansvarlig for at danne “tyngdekraftshullet,” forklarede Ghosh. Simuleringerne blev udført med forskellige tæthedsparametre for magmaen, og i dem, hvor der ikke var faner, dannedes der ikke bas.
Selve fanerne stammer fra forsvinden af et gammelt hav, da Indiens landmasse skiftede og til sidst kolliderede med Asien for titusinder af år siden, sagde Ghosh.
“Indien var et meget andet sted for 140 millioner år siden, og der var et hav mellem den indiske plade og Asien. Indien begyndte at bevæge sig nordpå, og ved at gøre det forsvandt havet, og kløften med Asien lukkede,” forklarede han. Da den oceaniske plade faldt ned i kappen, kan den have stimuleret dannelsen af faner, og bragt materiale med lav tæthed tættere på Jordens overflade.
Fremtiden for den lave geoid
Den lavtliggende geoide blev dannet for omkring 20 millioner år siden, ifølge holdets beregninger. Om det nogensinde vil forsvinde eller flytte er svært at sige.
“Det hele afhænger af, hvordan disse masseanomalier bevæger sig i Jorden,” sagde Ghosh. »Det kan være, at det varer ved i lang tid. Men det kan også være, at pladens bevægelser virker sådan, at den forsvinder, et par hundrede millioner år ude i fremtiden.«
Huw Davies, en professor ved Cardiff University’s School of Earth and Environmental Sciences i Storbritannien, sagde, at forskningen ‘bestemt er interessant og beskriver interessante hypoteser, som bør tilskynde til yderligere arbejde med dette emne.’ Davies var ikke involveret i undersøgelsen.
Dr. Alessandro Forte, en geologiprofessor ved University of Florida i Gainesville, som heller ikke var involveret i undersøgelsen, mener, at der er gode grunde til at køre computersimuleringer for at bestemme oprindelsen af den lavtliggende geoide i Det Indiske Ocean, og at denne undersøgelse er en forbedring i forhold til tidligere. Tidligere forskning har kun simuleret nedstigningen af koldt materiale gennem kappen, i stedet for også at inkludere varme kappefaner.
Forte sagde dog, at han fandt et par fejl i undersøgelsens udførelse.
“Det mest relevante problem med den modelleringsstrategi, som forfatterne har vedtaget, er, at den ikke fuldstændigt kan reproducere den kraftfulde dynamiske kappefane, der brød ud for 65 millioner år siden under den nuværende placering af Réunion Island,” sagde han. “Udbruddet af lavastrømme, der dækkede halvdelen af det indiske subkontinent på dette tidspunkt – der producerede de berømte Deccan Traps, en af de største vulkanske formationer på Jorden – er længe blevet tilskrevet en kraftig kappefane, der er fuldstændig fraværende i modelsimuleringen.”
Et andet problem, tilføjede Forte, er forskellen mellem geoiden eller overfladeformen, forudsagt af computersimuleringen, og den virkelige: “Disse forskelle er særligt tydelige i Stillehavet, Afrika og Eurasien. Forfatterne siger, at der er en moderat korrelation, omkring 80%, mellem de forudsagte og observerede geoider, men de giver ikke et mere præcist mål for, hvor meget de svarer numerisk (i undersøgelsen). Denne uoverensstemmelse tyder på, at der kan være nogle mangler i computersimuleringen.
Ghosh sagde, at ikke alle mulige faktorer kan tages i betragtning i simuleringerne.
”Det er fordi, vi ikke ved med absolut præcision, hvordan Jorden så ud i fortiden. Jo længere tilbage i tiden man kommer, jo mindre tillid er der til modellerne. Vi kan ikke se på alle mulige scenarier, og vi må også acceptere, at der kan være nogle uoverensstemmelser i, hvordan pladerne har bevæget sig over tid,” sagde han. “Men vi mener, at den generelle årsag til dette lave er ret klar.”
For flere CNN-nyheder og nyhedsbreve skal du oprette en konto på CNN.com