Стоп-тектоника: Ленивая литосфера
Почти 100 лет назад немецкий геофизик Альфред Вегенер (Alfred Wegener) обратил внимание на то, что очертания континентов напоминают части некоей головоломки, некогда представлявшей собой единую сплошную поверхность, а теперь оказавшуюся разъединенной на несколько отдельных частей. На основании своих наблюдений ученый предположил, что континенты некогда образовывали единый суперконтинент, расколовшийся в ходе неведомого катаклизма, и что теперь осколки этого гиганта медленно дрейфуют друг относительно друга. Скорость их движения должна быть очень небольшой, — рассуждал Вегенер, — однако на временных отрезках, измеряемых сотнями миллионов лет, она дает дистанции в тысячи километров.
После обычного для любой революционной теории периода категорического неприятия, большинство ученых согласилось с концепцией Вегенера (правда произошло это лишь в 1960-х). Идея континентального дрейфа легла в основу современной теории тектоники плит, которая утверждает, что земная кора состоит из относительно целостных блоков — литосферных плит, находящихся в постоянном движении друг относительно друга. Именно эта теория является на сегодня самой авторитетной концепцией, объясняющей динамику земной коры.
Согласно современным представлением, источником движения тектонических плит является тепловая энергия, выделяемая раскаленными недрами нашей планеты. Как известно, под тонким слоем твердой земной коры скрывается обширный океан жидкой магмы. Поскольку в центре Земля раскалена значительно сильнее, чем на поверхности, в ее жидких недрах формируются конвекционные потоки: раскаленная магма поднимается к нижней границе земной коры, отдает ей тепло и снова опускается вниз, чтобы опять нагреться. Отдельные потоки образуют т.н. конвекционные ячейки, то есть устойчивые кольцевые течения, согласующие направление своего движения с соседними ячейками. В верхней точке своего круговорота магма двигается параллельно внутренней поверхности земной коры, подталкивая в ее том или ином направлении. Этим и объясняется динамика земной коры вообще и пресловутый дрейф континентов в частности.
До сих пор считалось, что движение тектонических плит — процесс постоянный и непрерывный, однако двое американских исследователей обнаружили, что даже континенты могут иногда останавливаться, чтобы взять небольшую передышку. Им удалось выделить как минимум один период, в ходе которого движение литосферных плит полностью прекратилась.
Говорит геофизик Пол Сильвер (Paul Silver): «Все началось с мысленного эксперимента. Мой коллега Марк Бен (Mark Behn) и я решили представить, что произойдет, если прекратится процесс субдукции — пододвигания одной тектонической плиты под другую». Исследователям удалось добыть доказательства того, что подобное событие действительно случалось в прошлом, посредством изучения вкраплений ниобия, тория, а также двух редких изотопов гелия в древней скальной породе. Содержание данных элементов позволяет судить о том, насколько интенсивно остывали недра Земли в течение тех или иных геологических периодов. Между тем интенсивность теплообмена (и остывания) тесно связана с интенсивностью конвекционных потоков магмы. На этом основании ученые предположили, что снижение темпов охлаждения закономерным образом приводило к существенному снижению или даже полному прекращению тектоники плит.
Согласно данным Сильвера и Бена, подобное событие произошло на земле примерно 1,5 млрд. лет назад. Более того, ученые предсказывают, что еще через 350 млн. лет (когда Тихий океан прекратит свое существование, а Северная и Южная Америки снова встретятся с Азией и Австралией) наша планета вновь вступит в период своеобразного «паралича» литосферы. Для земной жизни это будет период тяжелых испытаний.
Дело в том, что прекращение тектоники приведет к резкому снижению вулканической активности и, как следствие, к ликвидации выбросов пыли в земную атмосферу. Между тем вулканическая пыль играет весьма важную роль в сдерживании парникового эффекта, мешая солнечным лучам излишне разогревать земную поверхность. Таким образом, прекращение движения континентов чревато весьма серьезными климатическими последствиями.
Кстати, читайте другой интереснейший материал на тему геологии — о том, как в Советском Союзе бурили самую глубокую в мире дыру, Кольскую скважину, и что из этого вышло: «Все глубже, и глубже, и глубже».
По материалам Science