کشف منشأ گودال گرانشی عظیم در اقیانوس هند

نیروی گرانش روی زمین ثابت است؛ ولی سیاره‌ی ما به‌شکل کره‌ای یک‌دست نیست؛ چراکه سطح آن از پستی‌ها و بلندی‌هایی با چگالی متفاوت پوشیده شده است که نیرو‌های متفاوتی بر محدوده‌ی پیرامون خود وارد می‌کنند و نقشه‌ای مواج به نام ژئوئید (زمین‌وار) را می‌سازند.

به‌گزارش ساینس‌آلرت، در اقیانوس هند، در محل تقریبی یک فرورفتگی گسترده در بستر دریا به مساحت سه‌میلیون کیلومتر‌مربع، گرانش به کمترین میزان خود می‌رسد که از آن به‌عنوان گودال گرانشی یاد می‌شود.

وجود یکی از ناهنجاری‌های گرانشی ژرف روی زمین از گذشته در کانون توجه بوده است. از مدت‌ها پیش، نقشه‌برداری به‌کمک کشتی‌ها و سنجش‌های ماهواره‌ای نشان داده بود که سطح دریا‌های آزاد در نزدیکی نوک شبه‌قاره‌ی هند، در کش‌مکش «پَستیِ ژئوئیدِ اقیانوس هند» و بلندی‌های گرانشی پیرامونش کاهش پیدا می‌کند

دلیل واقعی این سُستی پیش‌از‌این ناشناخته بود. اکنون دو زمین‌شناس به نام‌های دِبانجان پال و آترِیی گاش از مؤسسه‌ی علوم هند تصور می‌کنند که دیدگاه بهتری از پدیده‌های زمین‌شناختی شکل‌دهنده‌ی آن دارند.

پژوهشگران در مقاله‌‌شان می‌نویسند: «همه‌ی مطالعات گذشته به ناهنجاری کنونی می‌پرداختند و به چگونگی شکل‌گیری این پستی ژئوئید توجه نمی‌کردند.»

آن‌ها فکر می‌کنند پاسخ بیش از هزار کیلومتر زیر پوسته‌ی زمین نهفته است؛ جایی که باقی‌مانده‌ی سرد و چگال اقیانوسی باستانی حدود ۳۰ میلیون سال پیش درون گورستان صفحات زمین و زیر قاره‌ی آفریقا فرو رفته و سنگ‌های مذاب را به‌سمت بالا به حرکت در‌آورده است.

بااین‌حال، نتایج به‌دست‌آمده از مدل‌های کامپیوتری حداقل تا وقتی داده‌های بیشتری جمع‌آوری شوند، احتمالاً توضیح جدیدی درباره‌ی منشأ پستی ژئوئید ارائه نمی‌دهند.

در سال ۲۰۱۸، گروهی از دانشمندان مرکز ملی پژوهش‌های قطبی و اقیانوسی هند رشته‌ای از لرزه‌نگار‌ها را در امتداد بستر اقیانوس در ناحیه‌ی تغییر‌شکل‌یافته قرار دادند تا از منطقه نقشه‌برداری کنند.

پیش‌از‌آن به‌دلیل دوری از سواحل، داده‌های لرزه‌ای کمی از این ناحیه جمع‌آوری شده بود. نتایج نقشه‌برداری سال ۲۰۱۸ به وجود ستون‌های بالا‌رونده از سنگ‌های مذاب زیر اقیانوس هند و ارتباط احتمالی آن با فرورفتگی بزرگ گرانشی اشاره می‌کرد.

گفتنی است که برای بازسازی مراحل اولیه‌ی شکل‌گیری پستی ژئوئید، به نگاه بلند‌مدت‌تری نیاز بود؛ بنابراین، پال و گاش ردپای شکل‌گیری ژئوئید را با مدل‌سازی جابه‌جایی صفحات تکتونیکی روی گوشته‌ی خمیری و داغ زمین در ۱۴۰ میلیون سال گذشته ردیابی کردند.

در آن زمان، صفحه‌ی تکتونیکی هند به‌تازگی شروع به جدا‌شدن از اَبَرقاره‌ی «گوندوانا» کرده بود تا سفرش به‌سمت شمال را آغاز کند. با پیشروی صفحه‌ی هند، بستر اقیانوس باستانی که «دریای تتیس» نامیده می‌شود، پایین رفت و در گوشته‌ی زمین مدفون و اقیانوس هند در پسِ آن گشوده شد.

پال و گاش با استفاده از مدل‌های کامپیوتری از حرکت صفحات و گوشته، چندین شبیه‌سازی انجام دادند و پیش‌بینی این مدل‌ها از پستی اقیانوس را با مشاهدات از فرورفتگی مدنظر مقایسه کردند.

مدل‌هایی که پستی گرانشی اقیانوس هند را به‌شکل فعلی پیش‌بینی کرده بودند، همگی در یک چیز مشترک بودند: ستون‌هایی از ماگمای داغ با چگالی کم که زیر پستی گرانشی به‌سمت بالا حرکت می‌کردند. این ستون‌ها در‌کنار ساختار متفاوت گوشته در این منطقه، عامل خلق پستی ژئوئید هستند؛ البته به گمان پال و گاس، اگر به‌اندازه‌ی کافی بالا بیایند.

آن‌ها نوشته‌اند: «به‌طور خلاصه، برای انطباق [شکل و بزرگی] نتایج شبیه‌سازی‌های ما با مشاهدات از پستی ژئوئید، ستون‌ها باید به‌حدی شناور باشند که تا عمق گوشته‌ی میانی بالا بیایند.»

نخستین ستون‌ها ۲۰ میلیون سال پیش در جنوب پستی ژئوئیدِ اقیانوس هند نمایان شدند؛ یعنی ۱۰ میلیون سال پس از آنکه دریای باستانی تتیس در گوشته‌ی زیرین غرق شد. با گسترش ستون‌ها زیر سنگ‌کره و خزش آن به‌سمت شبه‌قاره‌ی هند پستی شدت گرفت.

از‌آن‌جا‌که نتایج، با مؤلفه‌های مدل‌سازی پیشین گاش در سال ۲۰۱۷ هم‌راستا بودند، این دو پژوهشگر پیشنهاد می‌کنند که ستون‌های یادشده پس از غرق‌شدن بستر دریای تتیس در گوشته‌ی زیرین، رو به بالا حرکت کرده و باعث گسترش «حباب آفریقا» شده‌اند.

ناگفته نماند بعضی از دانشمندانی که در این پژوهش حضور نداشتند، متقاعد نشده‌اند. از دیدگاه آنان، تاکنون هیچ نشانه‌ی لرزه‌شناسی واضحی از وجود این ستون‌های شبیه‌سازی‌شده زیر اقیانوس هند وجود ندارد.

چنین داده‌هایی ممکن است به‌زودی به‌دست آیند؛ البته هیچ عجله‌ای در کار نیست. انتظار می‌رود پستی ژئوئید تا میلیون‌ها سال آینده، در جای خود باقی بماند.

این پژوهش در نشریه‌ی Geophysical Research Letters منتشر شده است.