Het binnenste van de aarde is nog steeds een mysterie voor ons. Hoewel we missies hebben gestuurd om de buitenste regionen van ons zonnestelsel te onderzoeken, de diepste boorgaten op aarde dalen tot slechts enkele kilometers. De enige manier om erachter te komen wat er diep in onze planeet gebeurt, in de kern en de mantel, is door middel van indirecte methoden.

Velen van ons hebben misschien die mooie foto's van onze ronde gezien, blauwe planeet genomen vanuit de ruimte, maar wist je dat onze planeet er eigenlijk uitziet als een hobbelige aardappel? Het heeft zijn eigen aandeel in vervormingen, niet-uniforme zwaartekracht vanwege de ongelijke verdeling van de massa en soms, bergen en valleien ontstaan ​​door de bewegingen van tektonische platen. Aangezien ongeveer driekwart van het oppervlak van onze planeet uit oceanen bestaat, deze misvormingen beïnvloeden ook de vorm van de oceanen. Als we de getijden en stromingen van de oceanen op de planeet zouden verwijderen, ze zouden zich vestigen op een soepel golvende vorm die een geoïde wordt genoemd, stijgt overal waar er een hoge zwaartekracht is, en zinken waar de zwaartekracht laag is, het creëren van wat bekend staat als "geoïde anomalieën". Deze hoogte- en dieptepunten worden gegenereerd door ongelijke massaverdeling in de diepe aarde.

Een zo'n laag zwaartepunt bevindt zich net ten zuiden van het Indiase schiereiland, genaamd de Indische Oceaan Geoid Low (IOGL). De geoïde laag overspant een groot deel ten zuiden van het Indiase subcontinent, en wordt gedomineerd door een significant dieptepunt van min 106 meter, of ongeveer 348 voet, ten zuiden van Sri Lanka.

"Het bestaan ​​van de geoïde laag in de Indische Oceaan is een van de meest opvallende problemen in de aardwetenschappen, " zei Atteyee Ghosh, een universitair docent bij het Centrum voor Aardwetenschappen, Indiase Instituut voor Wetenschap, in Bangalore, Indië. "Het is de laagste geoïde/zwaartekrachtanomalie op aarde en tot nu toe bestond er geen consensus over de bron ervan. Het is opmerkelijk omdat het betekent dat er een massatekort is in de diepe mantel die het dieptepunt veroorzaakt."

"Een laag zwaartekrachtpotentieel zou betekenen dat het oceaanoppervlak zelf naar beneden zou gaan, "zei ze. "Dus, voor een 100 meter (328 voet) geoïde laag zou het oceaanoppervlak in die regio met 100 meter dalen."

In een recente studie die is geaccepteerd voor publicatie in Geofysische onderzoeksbrieven , een tijdschrift van de American Geophysical Union, Ghosh en haar collega's, in samenwerking met onderzoekers van het GFZ German Research Center for Geosciences, Duitsland, onderzocht de redenen achter het massatekort dat ervoor zorgt dat de geoïde laag is. Verschillende studies in het verleden hebben geprobeerd dit te verklaren, de meesten van hen schrijven het toe aan een overblijfsel van een eerdere plaat die miljoenen jaren geleden in de aardmantel onder een andere plaat is gedoken. Echter, er is geen overtuigende verklaring van de bron geweest - tot nu toe.

In hun studie hebben de onderzoekers gebruikten numerieke modellen van mantelconvectie - een soort beweging die wordt veroorzaakt in een vloeistof waarbij heter en lichter materiaal naar de top stijgt en koeler en dichter materiaal zinkt onder invloed van de zwaartekracht. Om diep in de aarde te 'kijken', ze gebruikten seismische tomografiemodellen die seismische golven gebruiken om een ​​driedimensionaal beeld te krijgen van het binnenste van de aarde.

De studie toonde aan dat lichter materiaal (anomalieën met lage dichtheid) in de bovenste tot middelste mantel onder de IOGL verantwoordelijk lijken te zijn voor het bestaan ​​​​van de lage zwaartekracht in deze regio. Maar wat veroorzaakt deze anomalieën met lage dichtheid?

Mantel pluimen, opwellingen van abnormaal heet gesteente in de aardmantel, worden over het algemeen beschouwd als de reden achter dergelijke anomalieën. Maar in dit geval, geen bekende mantelpluim bestaat in dit deel van de wereld. Om dit uit te leggen, de onderzoekers moesten de aangrenzende regio's van de geoïde laag in de Indische Oceaan onderzoeken. interessant, ze ontdekten dat er heet materiaal was afkomstig uit de Afrikaanse grote provincie met lage afschuifsnelheid (LLSVP) of de Afrikaanse superpluim, dat werd afgebogen naar het oosten en eindigde aan de voet van het gebied met lage dichtheid onder de laag van de Indische Oceaan. De doorbuiging is mogelijk te wijten aan de snelle beweging van de Indiase plaat.

"De meeste bestaande theorieën hebben geprobeerd deze negatieve anomalie te verklaren met behulp van koude, dichte oceanische platen die in het verleden in de mantel zijn gezonken, " zegt Prof Ghosh. "Onze studie verklaart dit laag met heter, lichter materiaal dat zich uitstrekt vanaf een diepte van 300 km, of 186 mijl, tot ~900 km, of 559 mijl, in de noordelijke Indische Oceaan, hoogstwaarschijnlijk afkomstig van de Afrikaanse superpluim."

Deze studie is zonder meer een doorbraak in het overtuigend verklaren van het optreden van de Geoid Low in de Indische Oceaan. Als onderdeel van toekomstige werkzaamheden, Prof. Ghosh en haar collega's willen de evolutie van de geoïde laag van het verleden naar het heden onderzoeken met behulp van tijdsafhankelijke mantelconvectiemodellen.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.