Новий надконтинент утворюється навколо Антарктиди

Російсько-німецька група геофізиків прорахувала траєкторії руху континентів планетою. І з'ясувала, де вони сформують новий надконтинент. Виявилося, що континенти планомірно рухаються у бік найхолоднішої частини земної суші - Антарктиди.

Вчені з Інституту фізики Землі РАН (Москва, Україна) та Центру геофізичних досліджень (GeoForschungsZentrum, GFZ, Потсдам, Німеччина) на основі теорії нової тектоніки професора, члена-кореспондента РАН Валерія Трубіцина побудували цифрову 3D-модель. Вона передбачає положення континентів і океанів на нашій планеті через сотні мільйонів років. В основу моделі покладено новітні дані про будову Землі, її гравітаційного поля, а також супутникові дані про рух Землі, отримані в GFZ. Подробицями досліджень із кореспондентом Infox.ru поділився колега Трубіцина Михайло Кабан.

Як влаштована Земля, або Листковий пиріг

Центр Землі – залізонікелеве ядро. У центрі ядра температура порядку 5000-6000 ° С, а тиск вищележачих шарів досягає 3,5 млн бар. У умовах залізо у зовнішній частині ядра повністю розплавлено, а внутрішнє ядро радіусом 1,2 тис. км напівтверде.

Наступний шар - мантія, що займає близько 83% всього обсягу планети. Мантія здебільшого складається з тугоплавких силікатів магнію, заліза та кальцію - у напівтвердому стані, поблизу температури плавлення. Тому вони здатні текти, подібно до високов'язкої рідини. Температура в мантії підтримується на певному високому рівні завдяки радіоактивному розпаду ізотопів калію-40, урану-238 та торію-232.

Часткове плавлення мантійних порід створює базальтові та подібні до них розплави, що формують при підйомі до поверхні земну кору. Земна кора і верхня частина мантії, що знаходятьсяпри порівняно низьких температурах утворюють тверду літосферну оболонку Землі. Нижня межа літосфери дуже нерівна. Середня товщина океанічної земної кори - 5-7 км, а континентальної - 10-70 км.

Теорія дрейфу літосферних плит залишилася у минулому

У 1920-х роках німецький вчений Альфред Вегенер запропонував теорію дрейфу літосферних плит. Він першим навів переконливі докази, що континенти рухаються. Після довгого здивування та неприйняття наукова спільнота ідею прийняла. Потім вона довгий час вважалася єдиною загальноприйнятою теорією, яка показала рух материків.

Але вона не відповідала на головне питання: за рахунок яких фізичних процесів відбувається цей рух? Як відбувалося дивовижне перетворення зовнішності нашої планети? Чому суперконтиненти утворювалися, а потім руйнувалися? Як сформувався сучасний малюнок континентів та океанів? Важко повірити, що цей процес відбувався сам собою, стихійно і непередбачувано. І тут теорія Альфреда Вегенера виявилася безсилою, каже Кабан.

Нова тектоніка Валерія Трубіцина

Теорія нової тектоніки професора Валерія Трубіцина, роботи над якою розпочалися в Інституті фізики Землі РАН ще у 1990-х роках, може відповісти на всі ці питання. При цьому вона не відкидає теорію дрейфу літосферних плит Альфреда Вегенера, а істотно доповнює її. Суть нової теорії в тому, що глобальна тектоніка не хаотичний і стихійний, а складний процес, що самоорганізується. І самоорганізація відбувається через мантійну конвекцію. За словами професора Трубіцина, Земля подібна до теплової машини, в якій мантія відповідає паровому котлу, океанічні плити - деталям, що рухаються, а континенти - плаваючим регулюючим клапанам. Внаслідок роботи такої машини тепловаенергія перетворюється на механічну роботу деформації та руйнувань літосфери, формується образ сучасної Землі та її геологічна історія.

Каструля з киплячим варенням

За словами Михайла Кабана, якщо уявити, що земної кори та континентів на Землі не існує, то поверхня Землі має нагадувати каструлю з киплячим варенням - речовиною мантії. За такого розкладу процеси перерозподілу тепла йшли б хаотично. Але континенти існують, і процес одразу ускладнюється. Мантійні теплові потоки починають прилипати до підошви континенту, як до кришки каструлі. Якщо континент великий і рухається дуже швидко, він виконує роль ковдри чи кришки. Поступово висхідні теплові потоки нагрівають підошву континенту, зрештою він перегрівається і розколюється. Так відбувалося з Пангеєю та Батьківщиною - гігантськими суперконтинентами, що утворилися відповідно 250 млн і 750 млн років тому.

Нові дослідження

Нові дослідження, проведені членом-кореспондентом РАН Трубіциним та доктором фізико-математичних наук Кабаном, дозволили вченим побудувати числову 3D-модель на основі наступних блоків даних:

розподіл температури у мантії (дані були отримані за допомогою сейсмічної томографії);
значення в'язкості мантії;
сучасне становище материків та його швидкості, виміряні засобами GPS.

Прогноз майбутнього дрейфу континентів

Побудована модель дозволила передбачити становище континентів, напрямок та швидкість їхнього руху на сотні мільйонів років, у роботі показана еволюція Землі через 10, 20, 30, 40, 60, 80 та 100 млн років.

Згідно з моделлю материки рухаються у напрямку до Антарктиди і через 100 млн років зберуться разом, утворивши новий суперконтинент у районі Південного полюса.Цей суперконтинент очікує та сама доля, як і Батьківщину, та був Пангею, Гондвану і Лавразію, – нагрівання підошви і потім руйнація частини. Але коли це станеться, невідомо: довгострокові прогнози, за словами Михайла Кабана, поки що робитимуть безглуздо, оскільки вони не будуть точними.