Гравитация дала сбой: учёные нашли место, где Земля будто перестала держать равновесие

Воды Индийского океана скрывают нечто поистине уникальное — регион, где сила притяжения Земли ослабевает настолько, что уровень моря там оказывается на 100 метров ниже глобального среднего. Это странное понижение, известное как геоидная впадина Индийского океана (IOGL), долгие годы оставалось одной из главных загадок геофизики. Недавнее исследование, опубликованное в журнале Geophysical Research Letters, наконец дало объяснение этому феномену.

Когда гравитация "провисает"

Если бы поверхность океанов зависела только от гравитации и вращения Земли, она была бы идеально ровной и соответствовала бы геоиду — воображаемой линии равного притяжения. Но к югу от Индии эта поверхность резко опускается.

В центре этой области геоид уходит вниз на 330 футов (около 100 метров) — и, что особенно странно, морское дно при этом выглядит абсолютно обычным. Это значит, что источник аномалии скрывается не в коре, а гораздо глубже — в мантии планеты.

"Гравитация усиливается там, где под поверхностью находится дополнительная масса, и ослабевает там, где материал менее плотный", — объяснил ведущий автор исследования, геофизик Дебанджан Пал из Индийского научного института (IISc).

История открытия

Аномалию впервые заметил ещё в XIX веке немецкий геодезист Иоганн Георг фон Дёллингер. Позже, в 1948 году, голландский геофизик Феликс Мейнез подтвердил существование "впадины" во время морской гравиметрической съёмки. Однако истинную природу явления удалось выяснить только сейчас — благодаря компьютерному моделированию, охватывающему 140 миллионов лет эволюции Земли.

Как "родилась" гравитационная дыра

Учёные создали цифровую модель движения мантии, учитывающую тектонические плиты, вулканические шлейфы и потоки магмы. Они показали, что в недрах под Африкой и Индийским океаном существует обширная горячая область с низкой плотностью, где сейсмические волны распространяются медленнее.

Эта зона, известная как "большая провинция с низкой скоростью сдвига", действует как гигантская плавучая камера. С одной стороны в неё погружаются холодные плиты древнего океана Тетис, с другой — из глубин поднимаются горячие потоки мантии.

"Эти восходящие шлейфы меняют распределение массы внутри планеты, создавая гравитационные аномалии, которые фиксируют спутники", — отмечают авторы исследования.

Именно взаимодействие этих потоков сформировало отрицательное гравитационное поле, которое "вдавило" геоид в этом районе.

Сравнение возможных причин

Как работала модель

1. Учёные собрали данные о тектонических движениях за 140 млн лет.

2. Смоделировали погружение плит Тетиса под Евразию.

3. Проследили образование горячих шлейфов под Африкой.

4. Рассчитали, как это изменило распределение массы в мантии.

5. Сопоставили гравитационные расчёты с современными спутниковыми измерениями.

Результаты совпали по форме и масштабу с реальной "гравитационной впадиной" Индийского океана.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Ошибка: рассматривать аномалию как современное явление.
  Последствие: недооценка влияния древних плит.
  Альтернатива: анализ геодинамики на временном интервале в сотни миллионов лет.

• Ошибка: искать причину на уровне морского дна.
  Последствие: упущение источника глубже в мантии.
  Альтернатива: моделирование вертикальных потоков под Африкой.

А что если…

Если под Индийским океаном продолжают формироваться горячие шлейфы, это может со временем изменить не только форму геоида, но и глобальные океанические течения. Даже небольшие смещения в распределении массы способны повлиять на высоту моря, магнитное поле и климатические модели.

Плюсы и минусы открытия

FAQ

Почему "гравитационная дыра" не видна на поверхности?
Потому что это не реальная впадина, а область ослабленного гравитационного притяжения — поверхность моря там просто немного ниже.

Может ли она повлиять на суда и навигацию?
Непосредственно — нет. Но аномалия влияет на гравитационные карты, которые используют спутники и системы позиционирования.

Где находится эта область?
К югу от Индии, между островом Мадагаскар и Бенгальским заливом.

Как давно она существует?
Модели показывают, что она начала формироваться около 20 миллионов лет назад.

Мифы и правда

Миф: В Индийском океане существует физическая дыра.
Правда: Это гравитационная впадина — отличие в притяжении, а не провал в морском дне.

Миф: Аномалия связана с вулканической активностью.
Правда: Она вызвана перераспределением массы в мантии, а не извержениями.

Миф: Это локальное явление.
Правда: Оно связано с глобальными процессами движения плит и структуры мантии под Африкой.

Три интересных факта

1. Геоид Индийского океана — крупнейшая отрицательная гравитационная аномалия на Земле.
2. Спутники GRACE НАСА измеряют такие колебания, отслеживая малейшие изменения орбит.
3. Подобные аномалии помогают моделировать распределение плотности мантии в реальном времени.

Исторический контекст

Идея о неравномерной гравитации Земли появилась ещё в XIX веке. Первые измерения с судов показали, что уровень моря не одинаков. С развитием спутников в 2000-х стало возможно измерять геоид с точностью до миллиметров. Теперь учёные видят, что подвижные массы мантии формируют гигантские волны в "гравитационном поле" планеты.