海中の巨大な「重力ホール」は太古の海の亡霊かもしれない。

米国の科学誌「サイエンティフィック・アメリカン(Scientific American)」は2023年06月26日に、地球の重力が大きく傾いたために、インド洋の広大な海面が、世界の平均海面より100mも低くなっている。

科学者たちは現在、その原因を解明したと考えていると報告した。

インド洋に巨大な「穴」がある、と研究者たちは言っている。

新しい研究によって、その起源がついに明らかになった。

アフリカの地下深く、沈み込んだ古代の海底の残骸の端から、溶けた岩石の噴出物が上昇することによって引き起こされるようだ。
理想的な宇宙では、地球は完全な球体であり、その重力は表面のどの地点でもまったく同じである。

しかし現実の地球は、北極と南極の周囲は真球よりも平らで、赤道付近は膨らんでいる。さらに、地域によって、その下にある地殻、マントル、コアの質量によって、異なる重力を及ぼしている。
地上のセンサーや人工衛星が測定した局所的な重力を組み合わせることで、風や潮の満ち引きなど他の影響を排除し、重力の変化だけで海面がどのように見えるかを示すことができる。これによって、地球全体のジオイド(global geoid)と呼ばれる重力の高低差を誇張して可視化することができる。このモデルで最も有名なもののひとつが、塊茎に似ていることと、このモデルが開発されたドイツの研究所の所在地から名付けられた「ポツダム重力ポテト(Potsdam gravity potato)」として知られている。

IOGL(Indian Ocean geoid low/インド洋ジオイド低気圧)と呼ばれるインド洋下のジオイドの顕著な傾斜は、地球上で最も顕著な重力異常である。その面積は300万平方kmを超え、インドの南端から南西約1,200kmに位置している。しかし、その巨大さと、海がどの地点でも比較的平坦に見えることから、この傾斜は地表では見えない。

バンガロールにあるIISc(Institute of Science/インド科学研究所)の地球物理学者で、この研究の主執筆者であるアトレー・ゴシュ(Attreyee Ghosh)によれば、この穴の重力は小さく、周辺地域からの引力が大きいため、この穴の上のインド洋の海面は、世界平均よりなんと106mも低いのだという。

IIScの博士課程に在籍する筆頭著者デバンジャン・パル(Debanjan Pal,)によれば、IOGLは1948年、オランダの地球物理学者フェリックス・アンドリース・ベニング・マイネス(Felix Andries Vening Meinesz)による船上重力調査によって発見された。それ以来、他の船上探査や人工衛星による測定でも確認されている。しかし、科学者たちはそれがなぜそこにあるのかを知らなかった。

その疑問に答えるため、パルとゴーシュは、地球の地殻プレートが移動する過去1億4千万年の間に、この地域がどのように形成されたかという十数種類のコンピューターモデルを比較した。

それぞれのモデルは、マントル内の溶融物質の対流について異なる変数を用いている。

この結果はGeophysical Research Letters誌に掲載され、IOGLが存在するのは、特徴的なマントル構造と、一般に 「アフリカン・ブロブ(African blob)」として知られているアフリカの下にあるLLSVP(large low shear velocity province/大きな低剪断速度領域)と呼ばれる隣接する擾乱とが組み合わさっているためであることを示している。「我々が見ているのは、アフリカの下にあるこのLLSVPから来る高温で低密度の物質が、インド洋の下に居座り、このジオイド低気圧を作り出しているということです。」とゴーシュは言う。
パルは、IOGLの主な原因であるアフリカの塊は、おそらくマントル深部の「テティアン・スラブ(Tethyan slabs)」によって形成されていると説明する。地質学者たちは、これらのスラブは、2億年以上前にローラシア大陸(Laurasia)とゴンドワナ大陸(Gondwana)の間にあったテチス海(Tethys Ocean)の海底の古代の名残だと考えている。

アフリカとインドはともにゴンドワナ大陸の一部であったが、現在のインドは約1億2000万年前にテチス海に北上し、その背後にインド洋を形成した。「古いテチス海に属する沈み込んだスラブがマントルの内側に沈み込み、コア・マントル境界に達するときに、溶融岩石のプルームが発生します。」「我々はまた、これらのプルームに加えて、周囲のマントル構造がこの低気圧を発生させる役割を果たしていることも示している。」とパルは言う。

コロラド大学ボルダー校の地球物理学者シージー・チョン(Shijie Zhong)は今回の研究には参加していないが、IOGLをよりよく理解するための興味深く慎重な努力であると言う。

「我々は、アフリカや太平洋上のスーパープルームなどの正の重力異常について話したがります。」
しかし、インド洋のジオイド低気圧は、地球上で最も深刻な重力異常の一つである。

パルによれば、ジオイド低気圧が現在の形になったのは、おそらくプルームが上部マントルの中に広がり始めた2000万年ほど前のことだという。

そしてそれは、マントル物質がアフリカのブロブからプルームに沿って流れる限り続くだろう。しかし、その流れが止まれば、低気圧も止まる。「このジオイドの低気圧を引き起こしている温度異常が現在の位置からずれると、ジオイドの低気圧は消滅し始める。」とパルは言う。

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