Μυστήριο με «τρύπα βαρύτητας» που βρέθηκε στον Ινδικό Ωκεανό - Γιατί προβληματίζει τους επιστήμονες

Υπάρχει μια «τρύπα βαρύτητας» στον Ινδικό Ωκεανό - ένα σημείο όπου η βαρυτική έλξη της Γης είναι ασθενέστερη, η μάζα της είναι χαμηλότερη από την κανονική και η στάθμη της θάλασσας πέφτει πάνω από 100 μέτρα.

Αυτή η ανωμαλία προβληματίζει τους γεωλόγους για μεγάλο χρονικό διάστημα, αλλά οι ερευνητές του Ινδικού Ινστιτούτου Επιστημών στο της Ινδίας βρήκαν πρόσφατα μια εύλογη εξήγηση για τον σχηματισμό της. Για να καταλήξουν σε αυτή την υπόθεση, η ομάδα χρησιμοποίησε έναν υπερυπολογιστή για να προσομοιώσει τον τρόπο με τον οποίο σχηματίστηκε η περιοχή, πηγαίνοντας 140 εκατομμύρια χρόνια πίσω. Τα ευρήματα περιγράφονται λεπτομερώς σε μελέτη που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Geophysical Research Letters.

Ένας «εξαφανισμένος» ωκεανός

Σύμφωνα με το CNN, οι άνθρωποι έχουν συνηθίσει να σκέφτονται τη Γη ως μια τέλεια σφαίρα, αλλά αυτό απέχει πολύ από την αλήθεια. «Η Γη είναι ουσιαστικά ένας όγκος πατάτας», λέει ο γεωφυσικός Atlee Ghosh, αναπληρωτής καθηγητής στο Κέντρο Γεωεπιστημών του Ινστιτούτου Επιστημών της Ινδίας. «Με άλλα λόγια, δεν είναι αυστηρά σφαίρα, είναι αυτό που ονομάζουμε ελλειψοειδές. Ο πλανήτης μας δεν είναι ομοιόμορφος ως προς την πυκνότητα και τις ιδιότητές του, με ορισμένες περιοχές να είναι πυκνότερες από άλλες. Όταν ρίχνουμε νερό στην επιφάνεια του πλανήτη, το επίπεδο που καταλαμβάνει το νερό ονομάζεται γεωειδές. Το γεωειδές ελέγχεται από τις διαφορές στην πυκνότητα του υλικού στο εσωτερικό του πλανήτη».

Η «τρύπα βαρύτητας» του Ινδικού Ωκεανού (επίσημα γνωστή ως «Χαμηλό γεωειδές του Ινδικού Ωκεανού») είναι το χαμηλότερο σημείο του γεωειδούς και η μεγαλύτερη ανωμαλία βαρύτητας, που σχηματίζει ένα κυκλικό κενό που ξεκινά από το νότιο άκρο της Ινδίας και εκτείνεται σε μήκος περίπου 1,2 εκατομμυρίων τετραγωνικών μιλίων (3 εκατομμυρίων τετραγωνικών χιλιομέτρων). Η ανωμαλία ανακαλύφθηκε από τον Ολλανδό γεωφυσικό Felix Andries Benning Meines το 1948 κατά τη διάρκεια μιας βαρυτικής έρευνας από ένα πλοίο και παρέμεινε ένα μυστήριο. Για να βρουν μια πιθανή απάντηση, ο Gauche και η ομάδα του χρησιμοποίησαν υπολογιστικά μοντέλα για να πάνε 140 εκατομμύρια χρόνια πίσω για να αποκτήσουν μια πλήρη γεωλογική εικόνα. «Έχουμε κάποιες πληροφορίες και βεβαιότητα για το πώς έμοιαζε η Γη τότε. Οι ήπειροι και οι ωκεανοί βρίσκονταν σε πολύ διαφορετικές θέσεις και είχαν πολύ διαφορετικές δομές πυκνότητας». Από αυτό το σημείο εκκίνησης, η ομάδα έχει εκτελέσει μέχρι σήμερα 19 προσομοιώσεις για να αναπαραστήσει την κίνηση των τεκτονικών πλακών και τη συμπεριφορά του μάγματος (λιωμένα πετρώματα) στον μανδύα (το παχύ στρώμα του εσωτερικού της Γης μεταξύ του πυρήνα και του φλοιού). Σε έξι από τα σενάρια, σχηματίστηκε ένα χαμηλό γεωειδές παρόμοιο με αυτό του Ινδικού Ωκεανού.

Tο μέλλον του «γεωειδούς χαμηλού»

Σύμφωνα με τους υπολογισμούς της ομάδας, το χαμηλό γεωειδές σχηματίστηκε πριν από περίπου 20 εκατομμύρια χρόνια. Δεν είναι γνωστό αν αυτό το γεωειδές θα εξαφανιστεί ή θα απομακρυνθεί. «Όλα εξαρτώνται από το πώς κινούνται αυτές οι ανωμαλίες μάζας στη Γη. Θα μπορούσε να παραμείνει για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. Αλλά θα μπορούσε επίσης να εξαφανιστεί για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια στο μέλλον, καθώς οι κινήσεις των πλακών επιδρούν».

Ο καθηγητής Hugh Davies από τη Σχολή Γεωεπιστημών και Περιβαλλοντικών Επιστημών του Πανεπιστημίου του Κάρντιφ, στο Ηνωμένο Βασίλειο, δήλωσε ότι η μελέτη «περιγράφει σίγουρα μια ενδιαφέρουσα και ενδιαφέρουσα υπόθεση». Ο Davies δεν συμμετείχε στη μελέτη αυτή. Ο καθηγητής Alessandro Forte, καθηγητής Γεωλογίας στο Πανεπιστήμιο της Φλόριντα στο Γκέινσβιλ, ο οποίος επίσης δεν συμμετείχε στη μελέτη, πιστεύει ότι υπάρχουν σοβαροί λόγοι για τη διεξαγωγή προσομοιώσεων στον υπολογιστή προκειμένου να προσδιοριστεί η προέλευση του χαμηλού γεωειδούς στον Ινδικό Ωκεανό και ότι η μελέτη αυτή αποτελεί βελτίωση σε σχέση με προηγούμενες εργασίες. Οι προηγούμενες μελέτες προσομοίωναν μόνο την κάθοδο του ψυχρού υλικού κατά μήκος του μανδύα και δεν συμπεριλάμβαναν το θερμό ανερχόμενο πλουμίου του μανδύα. Ωστόσο, ο Forte δήλωσε ότι υπήρχαν αρκετές ελλείψεις στην εκτέλεση αυτής της μελέτης.

Ένα άλλο πρόβλημα είναι η διαφορά μεταξύ του γεωειδούς που προβλέπουν οι προσομοιώσεις στον υπολογιστή και του πραγματικού γεωειδούς. «Οι διαφορές αυτές είναι ιδιαίτερα έντονες στον Ειρηνικό, την Αφρική και την Ευρασία. Οι συγγραφείς αναφέρουν μια μέτρια συσχέτιση περίπου 80% μεταξύ του προβλεπόμενου και του παρατηρούμενου γεωειδούς, αλλά δεν παρέχουν (σε αυτή τη μελέτη) ένα ακριβέστερο μέτρο του πόσο καλά ταιριάζουν αριθμητικά. Αυτή η αναντιστοιχία υποδηλώνει ότι η προσομοίωση στον υπολογιστή έχει κάποιες ελλείψεις».

Ο Ghosh δήλωσε ότι δεν μπορεί να ληφθεί υπόψη κάθε πιθανός παράγοντας στις προσομοιώσεις. «Επειδή δεν γνωρίζουμε ακριβώς πώς ήταν η Γη στο παρελθόν. Όσο πιο πίσω στο χρόνο πηγαίνουμε, τόσο λιγότερο αξιόπιστα γίνονται τα μοντέλα. Δεν μπορείς να λάβεις υπόψη σου κάθε πιθανότητα και πρέπει να δεχτείς ότι υπάρχουν κάποιες αποκλίσεις στον τρόπο με τον οποίο οι πλάκες έχουν μετακινηθεί με την πάροδο του χρόνου. Αλλά νομίζω ότι ο γενικός λόγος για αυτό το χαμηλό επίπεδο είναι σαφής».