DE Indische Oceaan herbergt de laagste zwaartekrachtafwijking op aarde, een enorme, dunne depressie in het zwaartekrachtveld van de planeet, gelegen ten zuiden van Sri Lanka. Dit staat bekend als het geoïdeniveau in de Indische Oceaan en zorgt ervoor dat de zeespiegel in de regio meer dan 100 meter lager is dan het mondiale gemiddelde, ook al lijkt het oceaanoppervlak kalm. Tientallen jaren lang hebben wetenschappers moeite gehad om uit te leggen waarom dit deel van de planeet zich zo anders gedraagt. Nieuw onderzoek dat satellietmetingen, seismische beeldvorming en langetermijnmantelmodellering combineert, suggereert nu dat het antwoord diep in de aarde ligt. De bewegingen van tektonische platen, het zinken van platen van de oude oceanische korst en de opstijgende pluimen van heet materiaal lijken dit verborgen kenmerk gedurende tientallen miljoenen jaren te hebben gevormd.
Het diepste zwaartekrachtmysterie van de aarde ligt stilletjes onder de Indische Oceaan
De geoïde vertegenwoordigt een denkbeeldig oppervlak waar de zwaartekracht van de aarde overal hetzelfde is, net als het gemiddelde zeeniveau. De meeste variaties zijn klein. De ondiepe geoïde van de Indische Oceaan valt op door zijn omvang en diepte. Satellietgegevens laten zien dat dit de meest negatieve zwaartekrachtanomalie met lange golflengte ter wereld is. NASA Uit waarnemingen blijkt dat de korst in dit gebied honderden meters lager ligt dan men zou verwachten als het drijfvermogen volledig in evenwicht zou zijn. Dit betekent dat het massatekort zich niet alleen aan de oppervlakte bevindt, maar diep in de mantel is geworteld.Hoe wetenschappers eerst de anomalie probeerden te verklarenHet onderzoek van 2023, “Hoe de lage geoïde in de Indische Oceaan ontstond” heeft een langere visie. In plaats van in het heden te beginnen, beginnen de patronen meer dan 100 miljoen jaar geleden. Ze volgen de Indische Plaat terwijl deze naar het noorden beweegt, de Tethys-oceaan afsluit en in botsing komt met Azië. Toen de oceaan verdween, zonken de lagen van de oude zeebodem diep in de mantel. Deze platen handelden niet stil. In de loop van de tijd verstoorden ze andere diepe structuren ver weg, vooral onder Afrika. Het verband is indirect en niet meteen duidelijk, maar wel belangrijk.De hitte stijgt op waar de platen ooit zonkenTerwijl de zinkende platen zich opstapelden, duwden ze een uitgestrekt heet gebied naar voren nabij de basis van de mantel, bekend als de Afrikaanse Great Low Shear Province. De verstoring zorgde ervoor dat er pluimen heet materiaal ontstonden die langzaam onder de Indische Oceaan opstegen. Deze pluimen kwamen niet naar de oppervlakte. In plaats daarvan verspreiden ze zich onder de korst, waardoor de dichtheid in de bovenmantel afneemt. Modellen suggereren dat dit proces ongeveer 20 miljoen jaar geleden het meest effectief werd. De lage zwaartekracht werd niet groter omdat de platen groter werden, maar omdat de hitte dichter bij het oppervlak kwam.Waarom de lagere zwaartekracht niet op één enkele bron is gericht, is onduidelijkEén detail valt op. Het diepste deel van de geoïde ligt niet direct boven het hetere mantelmateriaal. In plaats daarvan lijkt het erop dat verschillende invloeden elkaar overlappen. Hete gebieden in de bovenmantel creëren een breed, ondiep signaal. Diepere hitte strekt zich uit en geeft een signaal naar buiten. Verre pluimen helpen het te beperken. Een lage zwaartekracht komt voort uit de balans van deze effecten en niet uit een enkele structuur. Wanneer modellen een element verwijderen, wordt de match erger. De functionaliteit wordt te zwak of te uitgebreid.Waarom de geschiedenis van plaatbeweging ertoe doetRecent onderzoek hanteert een andere benadering door mantelconvectiemodellen vooruit in de tijd te laten lopen, vanaf het tijdperk van de dinosauriërs tot nu. Deze simulaties omvatten de noordwaartse drift van de Indische Plaat en de sluiting van de oude Tethys-oceaan. Terwijl India richting Azië trok, werden grote hoeveelheden oceanische korst diep in de mantel geduwd. Deze zinkplaten zijn niet zomaar verdwenen. In plaats daarvan verstoorden ze de diepere mantelstructuren onder Afrika, waardoor een reeks gebeurtenissen ontstond ver van de plaats waar de platen neerdaalden.De manier waarop de diepe pluimen het zwaartekrachtveld beïnvloedden, is aanzienlijkVolgens de nieuwe modellen hebben de Tethys-platen de Afrikaanse provincie met hoge afschuiving en lage afschuiving veranderd, een enorm heet gebied nabij de basis van de mantel. Deze verstoring veroorzaakte de opkomst van pluimen heet materiaal onder de Indische Oceaan. Toen deze pluimen de bovenmantel bereikten, verminderden ze de dichtheid in de regio, waardoor een groot massatekort ontstond. Dit proces werd ongeveer 20 miljoen jaar geleden geïntensiveerd, toen heet materiaal zich onder de lithosfeer dichter bij India verspreidde, waardoor de lage geoïde dieper werd zonder grote veranderingen in het volume van de platen.Omdat de lage geoïde niet op één enkele bron is gecentreerdEen verrassende bevinding is dat de laagste zwaartekracht niet direct boven de diepste hete anomalieën ligt. In plaats daarvan komt de lage geoïde voort uit de gecombineerde invloed van mantelstructuren in de regio. Afwijkingen in de temperatuur van de bovenmantel veroorzaken een breed, wijdverspreid dieptepunt, terwijl diepere warme gebieden het signaal zuidwaarts en westwaarts uitrekken. Alleen wanneer deze effecten elkaar overlappen, verschijnt de waargenomen vorm. Dit fenomeen verklaart waarom modellen die alleen platen of alleen pluimen bevatten er niet in slagen de echte geoïde te reproduceren.
