Опрокинулась ли Земля на бок 84 миллиона лет назад?

Ученые нашли новые доказательства того, что Земля время от времени опрокидывается. Мы знаем, что континенты медленно перемещаются благодаря тектонике плит, но дрейф континентов только толкает тектонические плиты друг к другу.

Последние несколько десятилетий ведутся споры о том, может ли внешняя твердая оболочка Земли колебаться или даже опрокидываться относительно оси вращения. Такое смещение Земли называется "истинным полярным блужданием", но доказательства этого процесса были спорными. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications под руководством главного исследователя Института наук о Земле и жизни (ELSI) Токийского технологического института Джо Киршвинка (также профессора Caltech) и профессора Росса Митчелла из Института геологии и геофизики в Пекине, предоставляет наиболее убедительные на сегодняшний день доказательства того, что такое опрокидывание планеты действительно происходило в прошлом Земли.

Истинное полярное блуждание Земли

Истинное полярное блуждание требует некоторого анализа. Земля представляет собой расслоенный шар с внутренним ядром из твердого металла, внешним ядром из жидкого металла, твердой мантией и корой на поверхности, на которой мы живем. Все это вращается, как волчок, один раз в день. Поскольку внешнее ядро Земли жидкое, твердая мантия и кора могут скользить по нему. Относительно плотные структуры, такие как субдуцирующие океанические плиты и массивные вулканы, например, Гавайи, предпочитают находиться вблизи экватора, подобно тому, как ваши руки тянутся в стороны, когда вы крутитесь в офисном кресле.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Несмотря на это блуждание коры, магнитное поле Земли создается электрическими токами в конвектирующем жидком Ni-Fe металле внешнего ядра. На длительных временных шкалах блуждание мантии и коры не влияет на ядро, потому что эти слои породы прозрачны для магнитного поля Земли. Напротив, конвективные структуры в этом внешнем ядре фактически вынуждены танцевать вокруг оси вращения Земли, что означает, что общая картина магнитного поля Земли предсказуема и распространяется так же, как железные опилки, выстраивающиеся на небольшом стержне магнита. Следовательно, эти данные дают отличную информацию о направлении Северного и Южного географических полюсов, а наклон позволяет определить расстояние до полюсов (вертикальное поле означает, что вы находитесь на полюсе, горизонтальное говорит о том, что вы находитесь на экваторе). Многие горные породы при своем формировании записывают направление местного магнитного поля, точно так же, как магнитная лента записывает вашу музыку. Например, крошечные кристаллы минерала магнетита, производимого некоторыми бактериями, выстраиваются в ряд, как крошечные иглы компаса, и попадают в осадок при застывании породы. Этот "ископаемый" магнетизм можно использовать для отслеживания того, где ось вращения блуждает относительно земной коры.

"Представьте себе, что вы смотрите на Землю из космоса, - объясняет Киршвинк, - Истинное полярное блуждание выглядит как опрокидывание Земли на бок, а на самом деле происходит то, что вся каменистая оболочка планеты - твердая мантия и кора - вращается вокруг жидкого внешнего ядра". Хотя сегодня ученые могут очень точно измерить истинное полярное блуждание с помощью спутников, геологи все еще спорят о том, происходили ли большие вращения мантии и коры в прошлом Земли.

Особенно жаркие споры разгорелись вокруг событий позднего мелового периода, около 84 миллионов лет назад. В течение последних трех десятилетий геофизики в публичных спорах в журнале Science и на многочисленных встречах снова и снова обсуждали, имело ли место в меловом периоде крупное событие истинного полярного блуждания.

Митчелл и Киршвинк придумали план, как раз и навсегда разрешить эти дебаты. Используя опыт Митчелла, который еще студентом изучал геологию Апеннинских гор в центральной Италии, он знал, какие именно породы нужно взять на пробу. Затем международная группа исследователей сделала ставку на то, что палеомагнитные данные известняков, образовавшихся в меловом периоде (между ~145,5 и 65,5 млн. лет назад), расположенных в Италии, дадут окончательный результат. Магнетизм более молодых пород в том же районе был изучен почти 50 лет назад и косвенно привел к открытию астероидного удара, погубившего динозавров. Сара Слоцник, соавтор работы и геобиолог из Дартмутского колледжа, объясняет: "Эти итальянские осадочные породы оказались особенными и очень надежными, потому что магнитные минералы на самом деле являются окаменелостями бактерий, которые образовали цепочки из минерала магнетита".

Для проверки их гипотезы об истинном полярном блуждании необходимы палеомагнитные данные с большим количеством избыточности, чтобы отследить блуждание древнего местоположения оси вращения Земли. Предыдущие исследования, особенно некоторые, утверждающие, что истинного полярного блуждания не происходит, не смогли изучить достаточное количество точек данных, по мнению команды. По словам Ричарда Гордона, геофизика из Университета Райса в Хьюстоне, который не участвовал в исследовании, "это одна из причин, почему так приятно видеть это исследование с его обильными и прекрасными палеомагнитными данными".

Киршвинк и его коллеги обнаружили, что, как и предсказывала гипотеза истинного полярного блуждания, итальянские данные свидетельствуют о наклоне планеты на ~12˚ 84 миллиона лет назад. Команда также обнаружила, что Земля, похоже, исправила себя - после наклона на бок, Земля изменила курс и повернула обратно, что составило в общей сложности почти 25˚ дуги примерно за пять миллионов лет. Безусловно, это было космическое "йо-йо". опубликовано econet.ru по материалам phys.org

Лучшие публикации в Telegram-канале Econet.ru. Подписывайтесь!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet