Jordens inre är fortfarande ett mysterium för oss. Medan vi har skickat uppdrag för att undersöka de yttre delarna av vårt solsystem, de djupaste borrhålen på jorden går ner till bara några kilometer. Det enda sättet att lära sig vad som händer djupt inne i vår planet, i kärnan och manteln, är genom indirekta metoder.

Många av oss kanske har sett de där vackra bilderna av vår runda, blå planet tagen från rymden, men visste du att vår planet faktiskt ser ut som en ojämn potatis? Den har sin egen andel av deformationer, ojämn gravitation på grund av den ojämna fördelningen av massan och ibland, berg och dalar skapade av rörelser av tektoniska plattor. Med tanke på att cirka tre fjärdedelar av vår planets yta består av hav, dessa missbildningar påverkar också havens form. Om vi ​​tog bort tidvatten och strömmar från haven på planeten, de skulle bosätta sig på en mjukt böljande form som kallas en geoid, stiger varhelst det finns hög tyngdkraft, och sjunker där gravitationen är låg, skapa vad som kallas "geoida anomalier". Dessa toppar och dalar genereras av ojämn massfördelning inom den djupa jorden.

En sådan punkt med låg gravitation finns strax söder om den indiska halvön, kallas Indian Ocean Geoid Low (IOGL). Geoiden låg spänner över en stor utsträckning söder om den indiska subkontinenten, och domineras av ett betydande låg på minus 106 meter, eller ungefär 348 fot, söder om Sri Lanka.

"Förekomsten av Indiska oceanens geoid låg är ett av de mest framstående problemen inom geovetenskap, " sa Attreyee Ghosh, en biträdande professor vid Center for Earth Sciences, Indian Institute of Science, i Bangalore, Indien. "Det är den lägsta geoiden/gravitationsanomalien på jorden och hittills har ingen konsensus existerat om dess källa. Det är anmärkningsvärt eftersom det betyder att det finns ett visst massunderskott i den djupa manteln som orsakar den låga."

"En låg gravitationspotential skulle innebära att själva havsytan skulle gå ner, " sa hon. "Så, för en 100 meter (328 fot) geoid låg skulle havsytan falla ner med 100 meter i den regionen."

I en färsk studie som godkänts för publicering i Geofysiska forskningsbrev , en tidskrift från American Geophysical Union, Ghosh och hennes kollegor, i samarbete med forskare från GFZ German Research Center for Geosciences, Tyskland, utforskade orsakerna bakom massunderskottet som orsakar geoiden låg. Flera studier tidigare har försökt förklara detta, de flesta av dem tillskrev det till en rest av en tidigare platta som dök in i jordens mantel under en annan platta för miljoner år sedan. Dock, det har inte funnits någon övertygande förklaring av källan – förrän nu.

I deras studie, forskarna använde numeriska modeller av mantelkonvektion - en typ av rörelse som orsakas i en vätska där hetare och lättare material stiger upp till toppen och kallare och tätare material sjunker under påverkan av gravitationen. Att "titta" djupt in i jorden, de använde seismiska tomografimodeller som använder seismiska vågor för att få en tredimensionell bild av jordens inre.

Studien visade att lättare material (avvikelser med låg densitet) i den övre till mitten av manteln under IOGL verkar vara ansvarig för förekomsten av gravitationslåg i denna region. Men vad orsakar dessa lågdensitetsavvikelser?

Mantelplymer, uppströmningar av onormalt heta bergarter inom jordens mantel, anses allmänt vara orsaken bakom sådana avvikelser. Men i det här fallet, ingen känd mantelflyg finns i denna del av världen. För att förklara detta, forskarna var tvungna att undersöka de angränsande regionerna i Indiska oceanen geoid låg. Intressant, de fann att det fanns varmt material från den afrikanska stora lågskjuvhastighetsprovinsen (LLSVP) eller den afrikanska superplumen, som höll på att avböjas österut och slutade vid basen av regionen med låg densitet under Indiska oceanens låga nivå. Avböjningen beror möjligen på den snabba rörelsen hos den indiska plattan.

"De flesta av de existerande teorierna har försökt förklara denna negativa anomali med hjälp av kyla, täta oceaniska plattor som sjönk in i manteln förr, " säger Prof Ghosh. "Vår studie förklarar detta låga med varmare, lättare material som sträcker sig från ett djup av 300 km, eller 186 miles, upp till ~900 km, eller 559 miles, i norra Indiska oceanen, härrör troligen från den afrikanska superplumen."

Denna studie är definitivt ett genombrott för att på ett övertygande sätt förklara förekomsten av Geoid Low i Indiska oceanen. Som en del av framtida arbete, Prof. Ghosh och hennes kollegor skulle vilja undersöka utvecklingen av geoiden från det förflutna till nuet med hjälp av tidsberoende mantelkonvektionsmodeller.

Den här historien återpubliceras med tillstånd av AGU Blogs (http://blogs.agu.org), en gemenskap av bloggar om jord- och rymdvetenskap, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.