Через 50 млн років на місці Японського моря виростуть гори • Новини науки на «Елементах» • Геофізика,
Завідувач лабораторії теоретичної геодинаміки Інституту фізики Землі РАН ім. О. Ю. Шмідта, член-кореспондент української академії наук Валерій Петрович Трубіцин розробив теорію мантійної конвекції, за якою континенти плавають серед океанічних плит. Нова теорія дозволяє пояснити виникнення глобальних геологічних структур Землі, чого може зробити прийнята зараз концепція тектоніки літосферних плит.
З 70-х років ХХ століття вчені вважають, що у мантії Землі відбувається хаотична теплова конвекція, в якій бере участь і океанічна літосфера. У процесі руху літосфера розколюється на тектонічні плити. Час життя такої плити в середньому становить 100 млн. років, тому тектоніка плит пояснює лише відносно короткі в геологічному сенсі процеси. Описати рух континентів, які живуть набагато довше (понад 3 млрд років), тектонічна теорія не може і бачить у ньому лише результат випадкових процесів.
Відповідно до теорії В. П. Трубіцина, тектоніка плит та процеси конвекції в мантії не хаотичні. Їх регулюють континенти, які відіграють роль теплових клапанів.
Отже, мантія розігрівається теплом радіоактивного розпаду, гарячі потоки речовини піднімаються, остигають на поверхні і знову опускаються в глибину. Континенти плавають на мантії, що перемішується, як кораблі на поверхні води. При цьому більшу частину часу вони проводять поблизу низхідних потоків.
Якщо якийсь потік виявився дуже великим, він притягує себе й інший найближчий континент. Але цей континент пливтиме не окремо, а разом зі своїм низхідним потоком — тим, на якому він сидить. В результаті, коли два континенти об'єднаються, то під ними виявиться подвійний низхідниймантійний потік, який притягуватиме інші континенти з ще більшою силою. У результаті майже всі континенти збираються в суперконтинент над єдиною системою потужних низхідних потоків.
Але такий стан нестійкий. Гігантський континент як кришка перекриває шлях теплу, що йде з глибин планети. Мантія під ним розігрівається, стає легше — і замість холодного низхідного виникає гарячий висхідний мантійний потік, який розколює суперконтинент. Континенти розходяться у різні боки. Повний цикл об'єднання та роз'єднання займає 500-800 млн років. Геологи змоделювали історію дрейфу континентів: утворення останнього суперконтиненту Пангеї (300 млн років тому), суперконтиненту Батьківщини (1 млрд років тому) та суперконтиненту Колумбії (2 млрд років тому).
Наразі континенти розходяться в Атлантиці і частково сходяться в Тихому океані. Приблизно через 50 млн. років Японія разом з іншими островами приєднається до Євразії, Японське море закриється, а на його місці виростуть гори типу Анд.
Циклічність руху континентів допомагає зрозуміти природу та тривалість геологічних епох. У момент розколу суперконтиненту всі континенти знаходяться на висхідному мантійному потоці, тому вони піднімаються, а рівень океану відповідно знижується і залишається низьким приблизно 100 млн років. Такому положенню відповідає, наприклад, переважно сухопутне життя мезозою; низький рівень океану в докембрії міг бути пов'язаний із існуванням суперконтиненту Батьківщини. Коли континенти виявляються поблизу низхідних мантійних потоків, рівень океану щодо них підвищується, що відповідає епохам з розвиненим морським життям (палеозою та кайнозою).
Модель мантійної конвекції з плаваючими континентами є системою пов'язаних між собою рівнянь,яка дозволяє зрозуміти та кількісно описати не тільки мантійні течії та рухи континентів, але ще багато інших раніше незрозумілих глобальних процесів на Землі. Модель не відкидає тектоніку плит, а лише узагальнює її та вказує межі її застосування. Звичайно, поки що зроблено лише перший (хоч і принциповий) крок до побудови детальної самоузгодженої моделі еволюції Землі. Потрібно врахувати ще багато інших фізико-хімічних процесів.
На відміну від теорії тектоніки плит, розробленої зарубіжними вченими, нова теорія створена та розвивається в Україні.