‘หลุมแรงโน้มถ่วง’ ลึกลับในมหาสมุทรอินเดีย

ระดับน้ำทะเลลดลงประมาณ 100 เมตรใน “หลุมแรงโน้มถ่วง” ในมหาสมุทรอินเดีย ภาพประกอบ (ที่มา: CNN)

“หลุมแรงโน้มถ่วง” ลึกลับนี้สร้างความงุนงงให้กับนักธรณีวิทยามาเป็นเวลานาน แต่เมื่อไม่นานมานี้ นักวิจัยจากสถาบันวิทยาศาสตร์อินเดียในเบงกาลูรู (อินเดีย) ได้ค้นพบคำอธิบายของการก่อตัวของหลุมแรงโน้มถ่วงนี้ ซึ่งเกิดจากลาวาหลอมเหลว (แมกมา) ที่ก่อตัวขึ้นจากส่วนลึกของโลก

เพื่อให้ได้ข้อสรุปนี้ ทีมวิจัยได้ใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อสร้างแบบจำลองการก่อตัวของภูมิภาคนี้เมื่อ 140 ล้านปีก่อน ทีมวิจัยได้นำเสนอผลการวิจัยในงานวิจัยใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Geophysical Research Letters ซึ่งกล่าวถึงมหาสมุทรโบราณที่ปัจจุบันไม่มีอยู่จริงแล้ว

มหาสมุทรโบราณหายไป

ผู้คนมักคิดว่าโลกเป็นทรงกลมสมบูรณ์แบบ แต่ความจริงกลับแตกต่างกันมาก

“โดยพื้นฐานแล้วโลกก็เหมือนมันฝรั่งก้อนๆ” อัตเตรยี โฆช นักธรณีฟิสิกส์และรองศาสตราจารย์ประจำศูนย์วิทยาศาสตร์โลก สถาบันวิทยาศาสตร์อินเดีย ผู้ร่วมเขียนงานวิจัยกล่าว “โลกไม่ได้เป็นทรงกลม แต่เป็นรูปรี เพราะเมื่อดาวเคราะห์หมุน ส่วนกลางของมันจะโป่งออกด้านนอก”

โลกมีความหนาแน่นและคุณสมบัติไม่สม่ำเสมอ บางพื้นที่มีความหนามากกว่าพื้นที่อื่น ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อพื้นผิวโลกและแรงโน้มถ่วงที่แตกต่างกันของโลกที่จุดเหล่านี้

โฆษอธิบายว่า หากสมมติว่าโลกถูกปกคลุมด้วยน้ำทั้งหมด แรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์จะทำให้เกิดส่วนนูนและหุบเขาบนพื้นผิวของมหาสมุทรสมมตินี้ ส่วนนูนและหุบเขาเหล่านี้บนพื้นผิวมหาสมุทรเรียกว่า จีออยด์ จีออยด์คือรูปร่างของพื้นผิวมหาสมุทรสมมุติ หากแรงโน้มถ่วงและการหมุนของโลกมีอยู่จริง โดยไม่มีอิทธิพลอื่นๆ เช่น น้ำขึ้นน้ำลงและลม จีออยด์มีความสูงและหุบเขาที่ไม่เท่ากัน

“หลุมแรงโน้มถ่วง” ในมหาสมุทรอินเดีย หรือที่รู้จักกันอย่างเป็นทางการว่า “จีออยด์แห่งมหาสมุทรอินเดีย” เป็นจุดต่ำสุดและผิดปกติที่สุดในจีออยด์ หลุมนี้ก่อตัวเป็นแอ่งวงกลมที่เริ่มต้นจากปลายสุดทางใต้ของอินเดีย และครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 3 ล้านตารางกิโลเมตร “หลุม” นี้ถูกค้นพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2491 โดยเฟลิกซ์ อันดรีส เวนิง ไมเนสซ์ นักธรณีฟิสิกส์ชาวดัตช์ ระหว่างการสำรวจแรงโน้มถ่วงจากเรือ นับแต่นั้นมา “หลุมแรงโน้มถ่วง” ยังคงเป็นปริศนา

“นี่คือจีออยด์ที่ต่ำที่สุดบนโลกและยังไม่มีการอธิบายอย่างถูกต้อง” โฆช กล่าว

เพื่อค้นหาคำตอบ เธอและทีมได้ใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์จำลองพื้นที่เมื่อ 140 ล้านปีก่อน เพื่อให้ได้ภาพรวมทางธรณีวิทยาที่สมบูรณ์ จากจุดเริ่มต้นนั้น ทีมได้ดำเนินการจำลอง 19 ครั้ง โดยจำลองการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกและการเปลี่ยนแปลงของหินหลอมเหลวในโลกตลอด 140 ล้านปีที่ผ่านมา

พวกเขาเปรียบเทียบรูปร่างของจีออยด์ที่ได้จากการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์กับจีออยด์จริงของโลกที่ได้จากการสังเกตการณ์ด้วยดาวเทียม

อนาคตที่ไม่แน่นอน

สิ่งที่ทำให้การจำลองเหล่านี้แตกต่างคือการมีอยู่ของกระแสลาวาที่หลอมละลายรอบๆ จีออยด์ต่ำ ซึ่งเมื่อรวมกับโครงสร้างของเสื้อคลุมในบริเวณใกล้เคียงแล้ว เชื่อกันว่ามีส่วนรับผิดชอบต่อการก่อตัวของ "หลุมอุกกาบาตเนื่องจากแรงโน้มถ่วง" Ghosh อธิบาย

ทีมวิจัยได้ดำเนินการจำลองเหล่านี้บนคอมพิวเตอร์โดยใช้พารามิเตอร์ที่แตกต่างกันสำหรับความหนาแน่นของการไหลของลาวา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการจำลองที่ไม่มีกลุ่มควันที่เกิดจากการไหลของลาวา ไม่พบชั้นจีออยด์โลว์

ลาวาไหลนี้มีต้นกำเนิดมาจากการหายไปของมหาสมุทรโบราณเมื่อแผ่นดินอินเดียเคลื่อนตัวและในที่สุดก็ชนกับทวีปเอเชียเมื่อหลายสิบล้านปีก่อน

“140 ล้านปีก่อน ดินแดนของอินเดียอยู่ในตำแหน่งที่แตกต่างไปจากปัจจุบันอย่างสิ้นเชิง และมีมหาสมุทรโบราณคั่นกลางระหว่างอินเดียและเอเชีย จากนั้นดินแดนของอินเดียก็เริ่มเคลื่อนตัวไปทางเหนือ ทำให้มหาสมุทรโบราณนั้นหายไป และระยะห่างระหว่างอินเดียและเอเชียก็แคบลง” เธอกล่าว

เมื่อมหาสมุทรในยุคโบราณจมลงไปในชั้นแมนเทิลของโลก อาจมีส่วนทำให้เกิดกลุ่มควันร้อน ส่งผลให้สสารที่มีความหนาแน่นต่ำเคลื่อนตัวเข้าใกล้พื้นผิวโลกมากขึ้น

จากการคำนวณของทีมวิจัย พบว่าบริเวณจีออยด์ต่ำนี้ก่อตัวขึ้นเมื่อประมาณ 20 ล้านปีก่อน ยากที่จะระบุว่าบริเวณนี้จะหายไปหรือย้ายไปอยู่ที่อื่นในอนาคต

“ทุกอย่างขึ้นอยู่กับว่าความผิดปกติเหล่านี้เคลื่อนตัวไปทั่วโลกอย่างไร” โฆชกล่าว “อาจเป็นไปได้ว่าพวกมันจะคงอยู่เป็นเวลานานมาก แต่ก็อาจเป็นไปได้เช่นกันว่าการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกจะทำให้พวกมันหายไปภายในไม่กี่ร้อยล้านปี”

เรื่องนี้ “น่าสนใจมากและจะกระตุ้นให้มีการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้” ฮิว เดวีส์ ศาสตราจารย์จากคณะธรณีวิทยาและวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยคาร์ดิฟฟ์ ซึ่งไม่ได้มีส่วนเกี่ยวข้องกับการศึกษาครั้งนี้กล่าว

ดร. อเลสซานโดร ฟอร์เต ศาสตราจารย์ด้านธรณีวิทยา มหาวิทยาลัยฟลอริดา ในเมืองเกนส์วิลล์ กล่าวว่า มีเหตุผลที่ดีที่ต้องทำการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อหาต้นกำเนิดของชั้นจีออยด์ในมหาสมุทรอินเดีย เขาเรียกสิ่งนี้ว่าเป็นก้าวสำคัญ “การศึกษาก่อนหน้านี้จำลองเพียงการจมตัวของสสารเย็นภายในโลกเท่านั้น ไม่ใช่การจำลองการลอยตัวของสสารร้อนบนพื้นผิวโลก”