Заради тази "черна дупка" морското равнище в голяма част от Индийския океан е с до 106 м по-ниско от това в останалата част на света. Но какво причинява тази аномалия?

Ако погледнете картата на земната гравитация, ще видите огромно синьо петно на юг от Индия, което показва регион, в който гравитацията е по-слаба от средната. Това място се нарича Индийски океански геоиден минимум (IOGL) и е най-голямата гравитационна аномалия на нашата планета.

Гравитационната аномалия е разликата между действителната гравитация, измерена на дадено място, и теоретичната гравитация, очаквана за идеално гладка и сферична Земя. Но гравитацията на Земята не е съвършено равномерна и вариациите в разпределението на масата под повърхността предизвикват колебания в гравитационното привличане.

Снимка: ESA/HPF/DLR

Гравитационните аномалии могат да бъдат причинени от промени в плътността и дебелината на земната кора, мантията и ядрото. По-плътните области имат по-силно притегляне, докато по-слабото е по-слабо. Тези аномалии влияят върху формата на океанската повърхност, която не е плоска, а следва контурите на земното гравитационно поле. Тази форма се нарича геоид и е тази, която бихме видели, ако премахнем всички ефекти на приливите и отливите, ветровете и теченията в океана. Геоидът често се изобразява като форма, подобна на картоф, с издутини и вдлъбнатини, съответстващи на областите с висока и ниска гравитация.

Снимка: iStock by Getty Images

IOGL е една от най-изявените вдлъбнатини в геоида, която обхваща площ от около 3 милиона квадратни километра, почти колкото самата Индия. Поради ниската гравитация там морското равнище над IOGL е с до 106 м по-ниско от средното за света. Това означава, че ако плавате през IOGL, ще бъдете по-близо до центъра на Земята, отколкото където и да е другаде в океана.

IOGL е открита през 1948 г. от холандския геофизик Феликс Андрис Венинг Майнс, който измерва гравитацията от кораб в Индийския океан. В продължение на десетилетия обаче учените не знаят какво е причинило тази забележителна особеност. Предложени са много хипотези, като например древни удари на метеорити, изтъняване на земната кора, издигане на мантията или субдукция.

Неотдавна екип от изследователи от Индийския научен институт (IISc) в Бангалор публикуваха статия в Geophysical Research Letters, която най-накрая разгада загадката. Използвайки компютърни симулации и сеизмични данни, изследователите показват, че IOGL вероятно се дължи на два фактора: мантийни шлейфове и субдуцирани плочи.

Снимка: European Space Agency

Мантийните шлейфове са колони от горещи и плаващи скали, които се издигат от дълбините на земната мантия, като понякога достигат до повърхността и създават вулкани. Субдуцираните плочи са фрагменти от студена и плътна океанска кора, които потъват в мантията на границите на конвергентните плочи, където една плоча се плъзга под друга.

Екипът използва суперкомпютър, за да симулира тектоничните и вулканичните сили, които оформят нашия свят, като се започне от преди 140 милиона години. Моделите, които създават гравитационна дупка, подобна на действителната IOGL, имат обща характеристика: магмени потоци с ниска плътност изместват материал с по-висока плътност, като по този начин отслабват гравитацията в района.

Изследователите установяват, че под IOGL има два големи мантийни плумона, които се издигат от противоположните страни на Африка - един близо до Мадагаскар и един близо до Сомалия. Тези шлейфове създават аномалии с ниска плътност в горната до средната част на мантията, които намаляват гравитационното привличане в този регион.

В същото време има и две субдуцирани плочи, които потъват в мантията под Индия и Централна Азия. Тези плочи са останки от древен океан, наречен Тетис, който е съществувал преди Индия да се сблъска с Азия преди около 50 милиона години. Когато тези плочи се спускат, те изтласкват настрани част от материала с ниска плътност от мантийните шлейфове, създавайки пролука или дупка в мантията.

И така, според най-вероятния сценарий, индийската плоча се е отделила от Гондвана и се е сблъскала с евразийската плоча преди около 120 милиона години, което в крайна сметка е довело до образуването на Хималаите. Преди да стигне дотам обаче, индийската плоча е прекосила плочата Тетис, затваряйки древния океан Тетис.

Тетианските плочи, фрагменти от тази плоча, са били изтласкани в земната мантия, измествайки материал от "африканското петно" - огромен мехур от магма на около 1000 км под Източна Африка. Преди около 20 млн. години това по-леко вещество се издига като шлейф към повърхността, в резултат на което се образува голям регион от материал с ниска плътност под IOGL, което обяснява защо гравитацията там е по-слаба, отколкото на други места.

Освен че ще ни помогне да научим повече за вътрешната структура и динамика на Земята, разбирането на причината за IOGL е важно и за подобряване на моделите на гравитационното поле и геоида на Земята, които се използват за различни приложения като навигация, геодезия и океанография. Но въпреки че изследователите успяха да оценят възрастта на геоида, е трудно да се каже или кога той може да се измести или изчезне.

Но има още един въпрос. Ако гравитацията е значително по-ниска в IOGL, не би ли трябвало морското равнище там да е по-високо, тъй като водата е по-малко притеглена от земната гравитация, отколкото на други места?

Но ако се замислим, дори и ние бихме могли да намерим правилния отговор: причината е, че областите с по-висока гравитация привличат океанската вода към себе си и я отдалечават от областите с по-ниска гравитация, което води до намаляване на количеството вода в последните и съответно до по-ниски нива на моретата. Освен това водата не може да бъде "издърпана надолу" от регионите с по-висока гравитация, тъй като няма посока надолу, в която да се движи. Вместо това водата се натрупва в областите с висока гравитация, както посочва Дейвид Бейли в сайта Physics Stack Exchange, който добавя:

"Ако целият лед в Гренландия се разтопи, местното морско равнище около Гренландия всъщност ще се понижи, защото ледената шапка на Гренландия е толкова масивна, че гравитационно привлича вода в Северния Атлантик, повишавайки местното морско равнище."