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Das Rätsel um eine Region, in der die Anziehungskraft der Erde schwächer ist als in anderen Teilen unseres Planeten, könnte endlich eine Antwort haben.
Mitten im Indischen Ozean liegt ein Gravitationsloch, dessen Ursprung seit seiner Entdeckung im Jahr 1948 Wissenschaftlern Rätsel aufgibt.
Während wir uns die Erde oft als eine perfekte, rotierende Kugel vorstellen, ist die Oberfläche unseres Planeten in Wahrheit ziemlich unregelmäßig – an den Polen abgeflacht und am Äquator ausgebeult, ganz zu schweigen von der unterschiedlichen Topographie der über sie verteilten Gipfel und Täler Oberfläche.
Diese Variationen führen zu Veränderungen der Schwerkraft an verschiedenen Orten und führen zu ein Geoid, eine imaginäre Meeresspiegeloberfläche, die über die gesamte Erde wellenförmig verläuft. Die meisten Gravitationsschwankungen können erklärt werden, Wissenschaftler konnten jedoch nicht erklären, wie diese 3 Millionen Quadratkilometer große Depression entstanden ist.
Im Vergleich zur Umgebung ist die Schwerkraft dort so gering, dass der Meeresspiegel an diesem Ort 106 Meter niedriger ist als der globale Durchschnitt.
„Der Ursprung dieses Geoidtiefs ist rätselhaft. „Es wurden verschiedene Theorien aufgestellt, um diese negative Geoidanomalie zu erklären“, schrieben der Geophysiker Debanjan Pal und der Doktorand Attreyee Ghosh vom Indian Institute of Science in Bangalore ein Papier veröffentlicht in Geophysikalische Forschungsbriefe. „Alle diese Studien befassten sich mit der heutigen Anomalie und befassten sich nicht mit der Entstehung dieses Geoidtiefs.“
Um eine Antwort zu erhalten, untersuchte das Duo nicht wie frühere Studien die geologischen Prozesse, die innerhalb oder unter dem Gravitationsloch oder dem Geoidtief selbst ablaufen, sondern das, was um es herum geschah. Sie begannen mit 19 Computermodellen, die alle mit unterschiedlichen Parametern erstellt wurden, und simulierten, wie sich die tektonischen Platten der Erde in den letzten 140 Millionen Jahren um dieses Tief bewegt haben könnten.
Sie verglichen die Ergebnisse der Modelle mit Beobachtungen des Geoidtiefs, wie es heute ist, und alle, die übereinstimmten, hatten eines gemeinsam: Plasmawolken geringer Dichte, die von unterhalb des Tiefs aufstiegen.
Indien und Australien waren einst Teil des südlichen Superkontinents Gondwana, der vor etwa 100 Millionen Jahren auseinanderzubrechen begann. Als die indische tektonische Platte nach Norden in Richtung der europäischen Platte wanderte, rückte sie über den alten Meeresboden eines Ozeans namens Tethys-Meer vor, der im Erdmantel versank und dem dahinter liegenden Indischen Ozean Platz machte.
Ein Teil des Tethys-Meeresbodens befindet sich noch immer im Mittelmeer. Der Großteil davon schmilzt jedoch langsam tief im Erdinneren rund um Ostafrika. Wenn der dichte Mantel schmilzt, entstehen Magmawolken geringer Dichte, die die Oberfläche nach unten ziehen. Der Effekt wird durch die Tatsache verstärkt, dass umliegende Massen wie das tibetische Plateau ein Schwerkrafthoch erzeugen, das den Effekt verstärkt.
„Mit einer realistischen Plattenbewegungsgeschichte sind wir in der Lage, eine vernünftige Übereinstimmung mit den beobachteten seismischen Geschwindigkeitsanomalien in der Region des Indischen Ozeans zu reproduzieren“, schrieb das Team. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass neben der Ansammlung von heißem Material aus der Wolke im oberen Erdmantel im nördlichen Indischen Ozean auch heiße Anomalien unter 1.000 km (z.B, Afrikanische LLSVPs) sind auch für dieses Geoidtief verantwortlich.“
Die Ergebnisse stimmen zwar mit denen von Ghosh überein frühere Modellierungsarbeiten 2017 veröffentlicht, sind nicht alle davon überzeugt und handfeste Beweise werden diese Theorie nur bestätigen. Um ihre Vorhersagen zu bestätigen, müssen Wissenschaftler anhand von Erdbebendaten, die rund um das Geoidtief gesammelt wurden, Beweise für die Wolken liefern.
Referenz: Debanjan Pal und Attreyee Ghosh, Wie das Geoidtief im Indischen Ozean entstand, Geophysikalische Forschungsbriefe (2023). DOI: 10.1029/2022GL102694
Bildnachweis: Geoidwelligkeit in Falschfarben. (Internationales Zentrum für globale Erdmodelle/Wikimedia, CC BY 4.0)
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