Геологи связали океанские приливы с формированием новых суперконтинентов

American Geophysical Union

Геофизики связали между собой глобальный приливно-отливный океанский цикл длительностью в несколько десятков миллионов лет и еще более длинный суперконтинетальный цикл, который описывает процессы формирования и распада суперконтинентов и длится несколько сот миллионов лет. С помощью компьютерного моделирования удалось показать, что сейчас океаны на Земле находятся вблизи максимума энергии полусуточных приливов и до момента следующего слияния материков в единый суперконтинент окажутся в нем еще раз, пишут ученые в Geophysical Research Letters.

Считается, что примерно 200–400 миллионов лет назад все участки суши на Земле образовывали единый суперконтинент — Пангею, которая, постепенно распадаясь на части, образовала современные материки. А на основе экстраполяции современных тектонических процессов геологи пришли к выводу, что еще через 100–200 миллионов лет материки вновь должны собраться вместе, сформировав уже новый суперконтинент. Таким образом, для тектонического движения литосферных плит, которое приводит к перемещению участков суши с образованием и разрушением одного единого материка, можно выделить суперконтинентальный цикл продолжительностью от 400 до 600 миллионов лет.

Группа геофизиков из Великобритании, Португалии и Австралии под руководством Маттиаса Грина (J. A. Mattias Green) из Бангорского университета показала, что этот длинный суперконтинентальный цикл напрямую связан с более коротким циклом, который отвечает за приливно-отливные океанские течения и длительность которого составляет 40–60 миллионов лет. Чтобы показать, как непрерывное движение литосферных плит отражается на резонансных колебаниях океанской воды на таких длительных временных масштабах, геофизики провели компьютерное моделирование, связывающее тектонические процессы, которые будут происходить на планете ближайшие 250 миллионов лет, с изменением рельефа океанского дна и глобальным движением воды.

Для моделирования использовалась приливная океаническая модель, которая описывает гидродинамику океанской воды в результате астрономического влияния и вращения Земли, и упрощенная модель рельефа океанского дна, в которой, исходя из известного объема океана, выделяется несколько зон по глубине и учитывается точное положение зон субдукции и срединно-океанических хребтов.

Результаты моделирования показали, что для океанских приливно-отливных процессов тоже можно выделить суперцикл продолжительностью в несколько десятков миллионов лет, который описывает изменение амплитуды океанских приливов и непосредственно связан с тектоническим движением и суперконтинентальным циклом. Оказалось, что сейчас Земля находится вблизи максимума энергии полусуточных океанских приливов (то есть фактически в состоянии резонанса) и во время текущего суперконтинетального цикла должна оказаться в нем еще раз — примерно через 150 миллионов лет. При этом из-за близости максимума энергии колебательного приливного процесса средняя скорость ее диссипации сейчас также находится выше среднего значения.

По словам ученых, после следующего океанского приливного резонанса, энергия колебаний снова пойдет на спад, и продолжит постепенно уменьшаться в течение всего дальнейшего процесса формирования нового суперконтинента в следующие 100 миллионов лет.

Ученые утверждают, что процесс диссипации энергии в колебательной системе океанских приливов и отливов, которые сопровождает движение континентов на планете, может отразиться в том числе на взаимодействии между Землей и Луной, а также на системе океанских течений и климатических процессах на планете. Поэтому все эти механизмы необходимо учитывать при исследовании геологического прошлого и будущего Земли и развития жизни на планете.

Если будущее движение континентов на Земле в результате тектонических процессов можно прогнозировать и исследовать только с помощью компьютерного моделирования, то информацию о прошлых суперконтинентах ученые получают в том числе и из геологических данных. Например, обнаружение в Гималаях следов двух субдукционных зон помогло объяснить причину аномально быстрого дрейфа Индостана. А присутствие циркона в образцах вулканических горных пород на Маврикии подтвердило существование в прошлом еще одного континента в Индийском океане.

Александр Дубов

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.