인도양에는 거대한 구멍이 있다고 하는데, 구멍이라고해서 구멍이 뻥 뚫려 있는 것은 아니다. 그만큼 중력이 약한 것이다.
"인도양 저지대 지역(Indian Oceangeoid low)"으로 불리는 중력 이상지대가 발견된 것은, 지금으로부터 70년 전이고, 지금까지 그 원인은 수수께끼에 싸여 있었다.
『Geophysical Research Letters』(2023년 5월 5일자)에 게재된 연구에서는, 그 수수께끼에 한발 다가섰다는 평가를 받고 있다.
컴퓨터 모델을 구사한 그 연구에 의하면, 그 중력 이상은 아무래도 지금으로부터 2억년 이상 전에 존재했던 "테티스 해"의 망령일지도 모른다는 것이다.
■ 지구는 장소에 따라 중력이 다르다
자주 그려지는 지구 일러스트는 동그란 완전한 구체다. 그런데 현실의 지구는, 북극과 남극 부근은 다소 평평하고, 적도 부근은 부풀어 오르는 일그러진 모양이다. 오히려 군데군데 중력의 세기까지 다르다고 하는데, 지역에 따라 그 아래 지각맨틀코어의 질량에 편차가 있기 때문이다.
사실 이러한 불균형은 해수면 높이에 영향을 주는데, 왜냐하면 물은 높은 곳에서 낮은 곳으로 뿐만 아니라, 중력이 강한 곳으로 흘러가는 성질이 있기 때문이다. 중력의 세기는 지상 센서나 인공위성으로 잴 수 있다.
만약 거기에서 바람이나 조수 밀림 등의 영향을 받았을 때, 장소에 따라 중력에 불균형이 있는 지구의 해수면은 어떤 식으로 보일까?
이를 모델링한 것이 지오이드인데, 말하자면 지구 중력의 불균형을 가시화한 것이다.
■ 인도양에 의문의 중력이상 중력구멍
이 같은 지오이드를 통해 인도양에 지구에서도 유독 강력한 중력 이상이 있음을 알 수 있는데, 이곳을 인도양 저지오이드 지역(Indian Oceangeoid low)이라고 한다. 통칭 중력의 구멍이다.
이 중력 이상 지역은, 넓이 300만 km가 넘는 거대한 것으로, 너무 거대해서 지상에서는 보통 바다로 보인다.
하지만 실제로는, 그곳만 중력이 약해 바닷물이 주변으로 흘러가기 때문에, 인도양 저지대 지역의 해수면은 세계 평균보다 106m나 낮고, 이 기묘한 중력 이상은, 네덜란드 지구물리학자 펠릭스 베닝 마이네스가 선박을 사용한 중력조사에서 1948년 발견했다.
그로부터 70년 이상이 지났지만, 왜 그렇게 비정상적으로 중력이 약한지 잘 모른다고 한다.
■ 원인은 고대 바다의 망령인가?
이 수수께끼를 풀기 위해, 인도 이과대학원의 데반잔 팔 씨와 Attreyee Ghosh 씨는, 컴퓨터 모델로 지난 1억 4천만 년 동안 지각판 이동을 시뮬레이션하고 중력 이상이 발생할 상황을 살피고 있다.
그 결과, 특징적인 맨틀 구조와 아프리칸 브로브(보다 전문적으로는 대규모 저선단 속도 영역)로 불리는 아프리카 대륙 아래에서 일어나는 작은 지각변동이 원인인 것으로 나타났다고 한다.
연구팀에 따르면, "아프리칸 브로브"에서 고온 밀도가 낮은 물질이 인도양 아래로 흘러들어, 언제까지나 그곳에 눌러앉아 있는데, 이것이 그만큼 중력이 약한 원인으로 생각된다는 것이다.
그것은 어떻게 보면, 고대 바다의 망령이라고 할 수 있다.
아프리칸 브로브 자체는, 맨틀 심부에 있는 테티스 슬라브(Tethyanslab)에 의해 형성된 것으로 여겨지고, 이 슬라브(대륙판 아래로 파고드는 해양판을 말한다)는 2억여 년 전 로라시아 대륙과 곤드와나 대륙 사이에 있던 테티스 해 해저의 흔적이다.
원래 아프리카 대륙과 인도 아대륙은 곤드와나 대륙의 일부였으나, 1억 2000만 년 전 현재의 인도에 해당하는 지역이 테티스 해를 북상하면서 인도양을 만들어냈다. 이때, 낡은 테티스해 해저는 맨틀 아래로 가라앉았고, 그것은 점점 아래로 잠수해, 핵의 경계선까지 도달. 그러자 암석이 녹아 플룸(맨틀내의 대류 운동)이 발생.
주위에 있는 맨틀의 구조도 맞물려, 이 풀룸에 맨틀 물질이 타고 인도양 아래로 흘러든다. 이것이 인도양 저지대 지역을 만들어 내고 있는 것 같다.
이 중력 이상이 현재의 형태가 된 것은, 플룸이 상부 맨틀로 퍼지기 시작한 2000만 년 정도 전의 일이라고 하고, 아프리칸 브로브에서 오는 플룸을 타고 맨틀 물질이 흘러오는 한, 그곳에 존재한다고 생각할 수 있다고 한다.
