Аномальное движение Тихоокеанской плиты объясняется смещением всей твёрдой Земли относительно оси вращения
На Земле движется всё. Планета вращается, тектонические плиты смещаются, ось вращения колеблется, как и магнитные полюса. Из-за этого определить, что именно и как движется, довольно сложно. С этой проблемой столкнулся Ричард Гордон из Университета Райса, когда пытался понять историю Гавайской горячей точки — глубинного мантийного источника вулканизма, создавшего Гавайско-Императорскую цепь островов и подводных вулканов. Внутри этой цепи есть изгиб, образовавшийся, вероятно, около 47 миллионов лет назад. Его происхождение до сих пор вызывает споры: был ли изгиб вызван движением Тихоокеанской плиты над горячей точкой или смещением самой горячей точки под плитой.
Что такое истинное полярное блуждание
Прежде чем перейти к сути открытия, стоит объяснить сам термин. Истинное полярное блуждание — это не дрейф континентов и не движение магнитных полюсов. Речь о другом. Если представить Землю как глобус, у которого есть ручка, — эта ручка и есть ось вращения. Твёрдая оболочка планеты — кора и мантия — может поворачиваться относительно этой оси. При этом сама ось вращения остаётся на месте, а твёрдая Земля под ней смещается. Со стороны это выглядит так, будто глобус наклонился, а ручка осталась неподвижной. Магнитные полюса, которые обычно совпадают с осью вращения, тоже смещаются вместе с твёрдой Землёй. Именно это и называют истинным полярным блужданием — в отличие от кажущегося, которое вызвано движением континентов.
Как читают магнитную летопись
Поскольку ось вращения Земли обычно совпадает с магнитным полюсом, по крайней мере в недавней геологической истории, исследователи используют магнитный полюс как ориентир для оси вращения. Это позволяет читать магнитные полосы, сохранившиеся в медленно остывающих магмах и лавах. Когда порода застывает, она фиксирует направление на магнитный полюс — своего рода стрелку компаса, вмороженную в камень. По мере движения плиты эта стрелка смещается вместе с ней. Зная возраст породы и измерив смещение стрелки, можно понять, как плита двигалась относительно магнитного полюса и оси вращения с момента застывания.
Два набора данных, которые не сходились
Гордон и его бывший студент Дэниел Вудворт подошли к проблеме с нового угла, опираясь на новый палеомагнитный полюс и набор данных, на сбор которого ушли десятилетия. Результаты опубликованы в Journal of Geophysical Research: Solid Earth.
Анализ показал: непосредственно перед образованием изгиба Тихоокеанская плита сместилась на юг за геологически короткий срок. Но все известные движущие силы тектоники плит указывают на то, что до 56 миллионов лет назад плита двигалась устойчиво на север относительно горячих точек. Два набора данных противоречили друг другу.
Плита не могла двигаться в нескольких направлениях одновременно. Значит, одно из предположений было неверным.
Пересмотр неподвижности оси
Долгое время считалось, что твёрдая Земля не меняет своего положения относительно оси вращения. Даже сегодня некоторые геологи полагают, что ориентация планеты относительно оси вращения существенно не менялась за последние 100 миллионов лет. Но данные не сходились, и исследователям пришлось пересмотреть это допущение.
Вывод: примерно 56–48 миллионов лет назад вся твёрдая Земля переориентировалась относительно оси вращения. Именно это дало скачок, зафиксированный в палеомагнитной летописи. Смещение было настолько значительным, что его можно считать примером истинного полярного блуждания.
Что это меняет
Открытие показывает, что существенное истинное полярное блуждание могло происходить гораздо позже, чем считалось. Это не отменяет тектонику плит, но добавляет к ней ещё один слой движения: помимо дрейфа континентов и вращения планеты, сама твёрдая оболочка Земли может поворачиваться относительно оси.
Что касается изгиба в Гавайско-Императорской цепи подводных гор, результаты решительно поддерживают гипотезу о том, что он был вызван изменением движения Тихоокеанской плиты, а не смещением Гавайской горячей точки.
