Долгие годы в науках о Земле господствовала изящная и убедительная в своей простоте теория: гигантские суперконтиненты работают как тепловые одеяла. Они якобы задерживают жар земных недр до тех пор, пока перегретая мантия не взрывается восходящими потоками магмы и не рвет единый кусок суши на части. Но новые данные заставляют геологов переписать учебники: перед тем, как знаменитая Пангея раскололась около 200 миллионов лет назад, мантия под ней была вовсе не обжигающе горячей, а неожиданно прохладной.
В науке нет ничего более грустного, чем красивая теория, убитая упрямым фактом. Для геофизиков такой теорией долгое время был так называемый «эффект теплового одеяла» (thermal blanket effect).
Логика, казалось бы, безупречна. Представьте, что вы сбросили в одну кучу всю континентальную кору Земли — она толстая, легкая и, в отличие от океанического дна, изобилует радиоактивными элементами, дающими дополнительное тепло. Под ней медленно течет мантия, подогреваемая раскаленным железным ядром планеты. Континентальная кора проводит тепло гораздо хуже, чем тонкая базальтовая океаническая. Следовательно, когда около 335 миллионов лет назад образовался суперконтинент Пангея (объединивший в себе почти всю сушу планеты), он должен был сработать как накинутая на кастрюлю крышка.
Десятилетиями считалось, что под этой крышкой мантия неизбежно перегревалась. Тепло копилось десятки миллионов лет, пока не породило мощнейшие восходящие потоки — мантийные плюмы. Они ударили в днище Пангеи, проплавили литосферу и с треском разорвали континент на куски, открыв Атлантический океан и придав Земле ее современный вид.
Гениально, просто, элегантно. И, как выясняется из свежих публикаций, в корне неверно.
В недавнем материале на базе физического моделирования динамики мантии исследователи опрокидывают этот классический сценарий. Согласно новым данным, в раннем юрском периоде (примерно 200 миллионов лет назад), прямо перед началом глобального распада Пангеи, мантия под суперконтинентом была значительно холоднее, чем предсказывала теория «перегрева».
Если вы укрылись толстым одеялом, вам должно быть тепло. Почему же мантия под Пангеей оказалась прохладной? Ответ кроется в том, какую цену планета платит за сборку гигантских континентов.
Чтобы собрать всю сушу в единый пазл, нужно уничтожить разделявшие ее древние океаны. В геологии этот процесс называется субдукцией: тяжелая, плотная и — самое главное — очень холодная океаническая кора подныривает под континентальные плиты и тонет в вязкой мантии.
При сборке Пангеи в мантию погрузились миллионы квадратных километров ледяной океанической литосферы (так называемые слэбы). Эти колоссальные каменные «айсберги» опускались вглубь и скапливались прямо под растущим суперконтинентом. По сути, Пангея действительно работала как толстое пуховое одеяло, вот только под это одеяло предварительно засунули десяток ледяных грелок.
На то, чтобы переварить, ассимилировать и нагреть это «кладбище» холодных океанических плит, у мантии ушло колоссальное количество энергии. Ни о каком глобальном перегреве под суперконтинентом на масштабах десятков миллионов лет речи идти не могло — мантия попросту остывала от притока холодного материала сверху.
Ну, а если мантия не кипела, как бульон под закрытой крышкой, то что тогда разорвало Пангею на части?
Это открытие меняет наше понимание суперконтинентального цикла (цикла Уилсона). Похоже, распад гигантских массивов суши запускается не столько «толчком снизу» от перегретой мантии, сколько «тягой с боков». Утонувшие по краям континента тяжелые океанические плиты под действием гравитации продолжают падать вглубь мантии, неумолимо стягивая за собой прикрепленную к ним литосферу (этот эффект называют slab pull). Они создают невероятное напряжение на разрыв. В итоге континент не выдерживает и начинает трещать по швам — чаще всего по зонам старых разломов и шрамов, оставшихся от его первоначальной сборки.
Конечно, локальные горячие плюмы тоже сыграли свою роль (вспомним Центрально-Атлантическую магматическую провинцию, чьи колоссальные извержения устроили массовое вымирание на границе триаса и юры). Но они были скорее локальными «пробоинами», а не следствием равномерного глобального перегрева под всем континентом.
В попытках объяснить сложные процессы мы часто ищем простые аналогии. Но Земля — слишком сложный механизм, чтобы работать по принципу обычной бытовой духовки. Тепловое одеяло Пангеи оказалось с подвохом: оно накрыло собой такое количество мертвого геологического «льда», что мантии под ним пришлось изрядно остыть.
Мы живем на осколках этого великого раскола. Африка, Южная Америка, Северная Америка и Евразия до сих пор медленно разлетаются в разные стороны. И теперь мы знаем, что этот процесс начался не от того, что планете стало слишком жарко, а потому, что гравитация и холодные океанические плиты оказались сильнее любой геологической «термоизоляции».
Читайте также: Пангея Проксима: как может выглядеть Земля через 250 миллионов лет
Помочь донатом на Boosty.
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.
