Кубанский государственный технологический университет

Земля играет в «перевертыши»

01-01-2012
Схема смены земных полюсов в результате смещения континентов (изображение с сайта www.universetoday.com)

Наша планета находится в относительно стабильном состоянии вращения вокруг своей оси. Несмотря на кажущуюся незыблемость суток, в которых, как известно, 24 часа, Земля испытывает вековое замедление вращения и другие, незаметные в первом приближении, вариации суточного периода. Это кажется вполне естественным на фоне имеющихся представлений о физическом состоянии небесных тел. А теперь представьте себе, что северный полюс нашей планеты плавно перемещается на место южного полюса, и наоборот.

Абсурд? Но именно такие выводы сделала группа ученых под руководством Адама Малуфа (Adam Maloof), в которую вошли специалисты из Принстонского и Гарвардского университетов, а также Калифорнийского и Массачусетского технологических институтов. Они исследовали магнитные свойства грунта океанского дна из района норвежского архипелага Шпицберген (норвежское название Свальбард).

Основным итогом проделанной работы стало подтверждение теории истинного перемещения полюсов (true polar wander, TPW), согласно которой Земля может восстановить свой баланс распределения вещества, если по каким-то причинам на ее поверхности или во внутренних областях появились «внештатные» массивные образования.

Суть этой теории достаточно проста. Если объект большой массы, например гигантский вулкан, сформируется далеко от экватора, то с каждым оборотом Земли он будет стремиться наклонить ось ее вращения. Но инерция вращения будет пытаться вернуть планету в исходное положение. В результате этой «борьбы» планета должна «слегка» наклониться в сторону «незапланированной» массы и вращаться в этом положении, пока лишняя масса не переместится в район экватора. Поскольку кора Земли находится как бы на плаву, то есть покрывает жидкую мантию планеты, произвести такое смещение достаточно легко. После этого баланс масс восстанавливается, ось вращения возвращается в исходное состояние, и планета вновь принимает стабильное положение.

Анализ вышеупомянутого грунта позволил выяснить, что последний такой «инцидент» произошел около 800 миллионов лет тому назад. Конечно, необходимы дальнейшие проверки залежей океанского дна, чтобы подтвердить выводы ученых, но если данные совпадут, мы будем иметь доказательство, что наша планета способна на подобные драматические изменения. Следующим местом, где ученые попытаются найти образцы подводных скал того же возраста, будет австралийское побережье.

Двигаясь со скоростью несколько метров в год — в 10–100 раз быстрее, чем скорость современного дрейфа континентов (см. мобилизм), — места первоначального расположения полюсов за миллионы лет могли «убегать» от оси вращения планеты на тысячи километров. Хотя сама ось вращения будет указывать примерно в том же направлении, что и раньше (относительно плоскости орбиты Земли), данный процесс мог сдвинуть целые континенты от тропиков к полюсам или наоборот, в пределах сравнительно короткого геологического периода времени. Ученые не исключают возможности, что в результате таких смещений 800 миллионов лет назад географические места полюсов Земли поменялись местами (это заняло порядка 5-20 миллионов лет).

После разбалансировки масс северный и южный полюса сместились почти к экватору. При этом оказалось, что большая часть «лишней» массы всё еще находится в северном полушарии и, повинуясь вращению Земли, продолжает «сползать» к экватору, а северный полюс — к южной точке оси вращения. Получилось так, что сама Земля осталась в неизменном положении, а ее кора по мантиевой подушке провернулась на 180 градусов.

Признаки подобных смещений находят и на других планетах. Например, на Марсе, где имеется огромное образование вулканического типа Тарсис (Tharsis), расположенное близ марсианского экватора. Но поскольку поверхность Земли постоянно изменяется — сами континенты перемещаются, а пласты океанского дна наслаиваются друг на друга, — найти подтверждение глобальных движений земной коры миллионы лет назад не представляется возможным. На Марсе совсем другая ситуация: вид поверхности планеты сохраняется практически неизменным со времени последней геологической активности десятки и сотни миллионов лет назад.

Тем не менее осадки, которые ученые изучали на Шпицбергене в 1999–2005 годах, помогли найти подтверждение таких смещений и на Земле. Хорошо известно, что, когда частицы грунта опускаются на океанское дно, чтобы сформировать новый слой, небольшие магнитные зерна в таких частицах принимают строго определенное положение, зависящее от направления магнитных силовых линий. После того как грунт затвердеет, зерна навсегда принимают это положение, что становится надежной записью направления линий магнитосферы Земли на момент образования (затвердевания). Если же скала будет участвовать в глобальном геологическом движении, то естественно исследуемые частицы будут иметь аномальную ориентацию.

Найдя такое несоответствие в образцах скал со Шпицбергена, ученые поначалу пытались дать более правдоподобное объяснение аномалиям, но ни одна из альтернатив смогла ответить на все возникающие вопросы. Лишь гипотеза смены географических (а лучше сказать «поверхностных») полюсов наиболее подходит для описания найденных отклонений.

Более того, возникает возможность объяснить изменения в океанской химии, которые происходили около 800 миллионов лет назад, а также проверить наличие продолжительного ледникового периода на этом геологическом отрезке времени.

Ученые не нашли никаких подтверждений для ледникового периода, имевшего место в то время, и изменения в океане так и остались бы одной из самых больших тайн в истории нашей планеты. Но если попытаться объяснить всё в свете описываемых исследований, то получается, что реки «перевернутых» континентов несли воду, песок и ил в тропики вместо полярных океанов. Отсюда и иная химия океанов.

Если, согласно разрабатываемой теории, «поверхностные» полюса менялись друг с другом местами, то это может произойти и в будущем. Ученые склоняются к мысли, что такие перевороты возможны, если континенты Земли образуют единый материк. По имеющимся данным, такие суперматерики (например, общеизвестная Гондвана) формировались в отдаленном прошлом Земли по крайней мере дважды.

Но жителям Земли не стоит беспокоиться о предстоящих катаклизмах со сменой полюсов. В настоящее время поверхность нашей планеты достаточно хорошо сбалансирована, а для разбалансировки требуются миллионы лет. Но главное, конечно, во всей этой истории то, что в обозримом будущем мы сможем узнать истинную геологическую историю нашей планеты.

Источник: Did the Earth Flip Over in the Past? // Universe Today, 31.08.2006.

См. также: Planet Earth may have "tilted" to keep its balance, say scientists // Пресс-релиз Принстонского университета, 25.08.2006 Earth's Poles May Have Wandered // ScienceNOW Daily News, 30.08.2006.

Александр Козловский, Астрогалактика

‹‹