Согласно новым исследованиям, древний суперконтинент Родиния вывернулся наизнанку, когда Земля проглотила собственный океан около 700 миллионов лет назад.
Родиния была суперконтинентом, который предшествовал более известной Пангеи, которая существовала между 320 и 170 миллионами лет назад. В новом исследовании ученые во главе с Чжэн-Сян Ли из Университета Кертин в Перте, Австралия, утверждают, что суперконтиненты и их суперокеаны образуются и распадаются в чередующихся циклах, которые иногда сохраняют океаническую кору, а иногда возвращают ее обратно во внутреннюю часть Земли.
«Мы полагаем, что структура мантии Земли полностью реорганизуется только каждую секунду суперконтинента путем регенерации нового суперокеана и нового огненного кольца», - написал Ли в электронном письме в журнале Live Science. «Огненное кольцо» представляет собой цепь зон субдукции вокруг Тихого океана, где кора континента размалывает под континентами. Вокруг Огненного кольца часто случаются вулканы и землетрясения, что дает ему название ...
Глубокая история
История суперконтинентов немного мутная, но геологи все больше убеждены, что континенты сливаются в одну гигантскую территорию в среднем каждые 600 миллионов лет. Сначала появилась Nuna, которая существовала между 1,6 и 1,4 млрд. Лет назад. Затем Нуна распалась, только чтобы объединиться как Родиния около 900 миллионов лет назад. Родиния распалась 700 миллионов лет назад. Затем, около 320 миллионов лет назад, образовалась Пангея.
По словам Ли, в циркуляции мантии (слоя под земной корой) есть закономерности, которые, похоже, хорошо совпадают с этим 600-миллионным циклом. Но некоторые месторождения полезных ископаемых и золота, а также геохимические признаки в древних породах повторяются в более длинном цикле, который приближается к миллиарду лет. В новой статье, опубликованной в апрельском выпуске журнала Precambrian Research и опубликованной в Интернете, Ли и его коллеги утверждают, что на Земле фактически запущены два одновременных цикла: цикл суперконтинента длиной 600 миллионов лет и супер океан длиной в миллиард лет. цикл. Исследователи предполагают, что каждый суперконтинент распадается и реформируется двумя чередующимися методами.
Чередующийся образец?
Эти два метода называются «интроверсия» и «экстраверсия». Чтобы понять интроверсию, представьте суперконтинент, окруженный одним суперокеаном. Континент начинает разделяться на куски, разделенные новым внутренним океаном. Затем, по любой причине, процессы субдукции начинаются в этом новом, внутреннем океане. В этих огненных точках океаническая кора возвращается в горячую мантию Земли. Внутренний океан разжевывается обратно во внутреннее пространство планеты. Континенты снова собираются вместе. Вуаля - новый суперконтинент, окруженный тем же старым суперокеаном, который был там раньше.
Экстраверсия, с другой стороны, создает как новый континент, так и новый супер океан. В этом случае суперконтинент разрывается, создавая этот внутренний океан. Но на этот раз субдукция происходит не во внутреннем океане, а в суперокеане, окружающем рифтогенный суперконтинент. Земля поглощает суперокеан, проникая вокруг земного шара рифтовую континентальную кору. Суперконтинент по существу выворачивается наизнанку: его бывшие береговые линии сжимаются вместе, образуя новую середину, а его разорванная середина теперь является побережьем. Между тем, когда-то внутренний океан теперь является совершенно новым суперокеаном, окружающим новый суперконтинент.
Ли и его коллеги использовали моделирование, чтобы доказать, что за последние 2 миллиарда лет интроверсия и экстраверсия чередовались. В этом сценарии суперконтинент Nuna распался на части и затем сформировал Родинию посредством интроверсии. Суперокеан Нуны, таким образом, выжил и стал суперокеаном Родинии, который ученые назвали Мировым. Ли Нуна и Родиния имели схожие конфигурации, сказал Ли, что укрепляет представление о том, что Нуна просто распалась, а затем снова собралась вместе.
Но затем океаническая кора Мирового стала покоряться. Родиния развалилась на части, когда ее суперокеан исчез. Он ударил вместе на другой стороне планеты, как Пангея. Новый океан, сформировавшийся в результате разрыва Родинии, превратился в суперокеан Пангеи, известный как Панталасса.
Будущее Земли
Пангея, конечно, разошлась, чтобы стать континентами, которые мы знаем сегодня. Остатки Панталассы выживают как океаническая кора Тихого океана.
По словам Марка Бена, геофизика из Бостонского колледжа и Океанографического института Вудс-Хоул, который изучает глубокую историю Земли, но не участвовал в новых исследованиях, правдоподобны последние 2 миллиарда лет, заложенные в новом исследовании. Однако трудно понять, представляют ли исследованные циклы истинную фундаментальную модель.
«У вас всего три итерации, поэтому вы пытаетесь экстраполировать тренды из не очень большого количества циклов», - сказал Бен.
По словам Ли, если переменная схема сохранится, следующий суперконтинент будет образован интроверсией. Внутренние океаны, созданные рифтовой Пангеей - Атлантический, Индийский и Южный океаны - закроются. Тихий океан расширится, чтобы стать единственным суперокеаном нового континента. Ученые называют это теоретическое будущее суперконтинентом Amasia. (В настоящий момент Тихий океан немного сокращается за счет субдукции, но эта модель может продолжаться или не сохраняться в течение сотен миллионов лет.)
Будущее суперконтинента Земли остается неясным. Модели, которые пытаются объединить движения континентов Земли с внутренней динамикой мантии, могут помочь определить, реалистичны ли методы сборки интроверсии / экстраверсии, сказал Ли. По словам Бена, методы, используемые Ли и его коллегами, которые включали изучение закономерностей молекулярных изменений в древних породах, вероятно, находятся на правильном пути для решения этих фундаментальных вопросов тектоники плит.
В конечном счете, сказал Бен, вопрос сводится к тому, что движет тектоникой плит. Никто не знает, что вызывает начало субдукции в определенном месте и времени, сказал он. Есть даже споры о том, когда плиты Земли начали изгибаться вокруг. Некоторые ученые считают, что тектоника плит началась вскоре после образования Земли. Другие думают, что это началось 3 миллиарда, 2 миллиарда или миллиард лет назад.
«Данные для этих вещей только достигают совершеннолетия, - сказал Бен, - и мы только сейчас можем начать собирать кусочки».
