Пробила дно

Опубликованно 19.01.2018 01:34

Астрофізик Сяолэй Чжан з Університету Джорджа Мейсона (США) представив статтю, в якій доводить, що розпад суперконтиненту Родинія викликаний непрямим зіткненням Землі і планети-прибульця завбільшки з Марс. Вчений піддає сумніву теорію континентального дрейфу і наводить аргументи на користь своєї версії. «Стрічка.ру» докладно розповідає про наукову роботу дослідника і його сміливою гіпотезою.

У XIX і першій половині XX століття серед геологів існувала думка, що Земля нагадує запечене яблуко, яке поступово остигає і зменшується, а на її поверхні виникають «зморшки». На основі «яблучної гіпотези» виникла теорія геосинклиналей, згідно з якою окремі ділянки земної гори опускаються, а потім піднімаються, формуючи гірські хребти. Однак ще в 1912 році вчений-геофізик Альфред Вегенер оскаржив цю схему, припустивши, що утворення гір відбувається за континентального дрейфу материків. На користь своєї версії він наводив той аргумент, що обриси західного узбережжя Африки і східного узбережжя Південної Америки збігаються, немов ці континенти були частиною одного суперматерик.

У той час це була досить смілива ідея, що кидає виклик загальноприйнятим науковим уявленням. Не дивно, що припущення Вегенера було відкинуто. Учених-скептиків зрозуміти можна: Вегенер не міг пояснити, чим саме викликаний дрейф материків, а їх обриси могли бути і випадковим збігом. Тим не менш у Вегенера з'явилися послідовники, які шукали більш вагомі аргументи на користь континентального дрейфу.

У 1960 році була висунута гіпотеза спрединга, згідно з якою в районі серединно-океанічних хребтів до земної корі піднімаються мантийные потоки, формуючи нове дно і розсовуючи старі породи в сторони. Таким чином, літосферні океанічні плити чимось нагадують гусениці трактора. В одному місці кора піднімається, пливе по мантії і опускається в іншому місці (зона субдукції). Ця гіпотеза підтвердилася, коли в океанічній корі були відкриті смугові магнітні аномалії — послідовність «записів» про періодичні зміни напряму магнітного поля Землі. Причому чим далі від хребта розташовувалася «смуга» залишкової намагніченості, тим давнє вона була.

У зонах субдукції також відбувається нарощування континентальної кори, під яку занурюється океанічна кора. Однак якщо стикаються дві континентальні плити, то занурення не відбувається, замість цього утворюються високі гірські системи на зразок Гімалаїв.

Чому у районі хребтів мантийные потоки піднімаються, а в зоні субдукції опускаються? Відповідь на це — конвекція мантії. Ближче до ядра розплав має високу температуру, в результаті чого він піднімається до кори. На його місце приходить холодна мантія, що вже віддала тепло літосфері. Ці підіймаються та опускаються течії замикаються, формуючи осередку. У верхній частині кожної клітинки мантія рухається горизонтально, змушуючи плити рухатися в тому ж напрямку. Сила цього механізму достатня, щоб викликати розкол континенту, коли окремі його частини починають рухатися в різні боки.

Деякі вчені, в числі яких астрофізик Сяолэй Чжан, запропонували інший можливий механізм зсуву материків. На їхню думку, на Землю впав великий астероїд або комета. Цим можна пояснити різку зміну напряму Гавайського хребта, наприклад. Крім того, конвективні осередки, на думку Чжана, не можуть забезпечувати довгий час стабільність гарячих точок — ділянок, в яких відбувається активна вулканічна діяльність. Вчений піддає сумніву і субдукционный механізм утворення Скелястих гір — хребта, розташованого на заході США і Канади.

Щоб викликати зсув континентів, об'єкт, що впав на Землю, повинен був бути розміром з Марс. Чжан вважає, що удар малої планети-мандрівника стався близько 750 мільйонів років тому і припав на територію, де зараз розташовується Колорадское плато (захід США). Катаклізм призвів до розколу суперматерик Родинія, який виник 1,1 мільярда років тому. Утворився в результаті кратер був порівнянний за розмірами з самим плато в Колорадо, площа якого сягає 337 тисяч квадратних кілометрів. Для порівняння: площа кратера Чиксулуб, що утворився при падінні згубив динозаврів десятикилометрового астероїда, дорівнює 25 тисячам квадратних кілометрів.

Звідки прилетіла планета-мандрівник? 4,5 мільярда років тому з Землею, ймовірно, зіткнулася інша планета — Тейя. Вважається, що ця катастрофа призвела до формування Місяця. Тейя утворилася в точці Лангранжа, що знаходилася майже прямо на орбіті Землі, проте довгий час трималася від нашої планети на відстані. Якщо б Сонячна система складалася лише із Сонця, Землі і Тейи, зіткнення б не сталося, проте гравітаційний вплив інших планет змістило Тейю з її місця і кинув у бік Землі. Але 750 мільйонів років тому другий Тейи бути вже не могло — планети Сонячної системи міцно влаштувалися на стабільних орбітах.

Чжан вважає, що планета-мандрівник прийшла з іншої системи. Це може відбуватися, коли Сонячна система, обертаючись навколо центру Чумацького Шляху, що проходить через галактичного рукава — структури з високою щільністю зірок, газу й пилу. Таке зосередження речовини приводить до появи великих зірок, життя яких закінчується спалахом наднової. Вибухи можуть зривати екзопланети з насиджених місць, відправляючи їх в сторону Сонця.

В якості аргументу на користь своєї гіпотези Чжан призводить незвичайне геологічне будова плато в Колорадо. Наприклад, шари порід, які утворилися близько 750 мільйонів років тому, утворюють аномалію, звану Великим незгодою (англ. Great Unconformity). Вони залягають не в суворій стратиграфічної послідовності (більш старі шари — внизу, більш молоді — нагорі), а формують хаотичну картину, немов щось сильно деформувало. Тут же знаходяться унікальні плато породи часів докембрію, які зазнали розплавлення і метаморфізму.

Вчений також звернув увагу на те, що періоди між перетинами Сонячною системою рукавів галактики збігаються з проміжками між масовими вимираннями на Землі в рамках фанерозойского еону (куди входить палеозойська, мезозойська і кайнозойська ери) і розколами суперконтинентів.

Слід пам'ятати, що гіпотеза Чжана — поки що лише гіпотеза одного вченого. Поки немає серйозних доказів того, що вже сформувалася Земля у порівняно недалекому геологічному минулому могла пережити удар планети-мандрівника. То ж Велика незгода може пояснюватися вимиванням верхніх шарів водами моря, періодично наступав на північноамериканський континент у часи раннього кембрію. Цей процес ерозії зв'язується з Кембрийским вибухом, коли в океан змивалися іони кальцію та інших мінералів, що змінило хімічний склад води і призвело до появи скелетної морської фауни. Глобальний катаклізм, який перетворив би всю планету в палаючий куля, слабо стикується з вже відомою картиною геологічній і біологічній еволюції.

За логікою Чжана, тейеподобные планети повинні падати з завидною періодичністю, щоб розштовхувати континенти. Поки що його гіпотеза дає більше питань, ніж відповідей. У свій час теорія континентального дрейфу Вегенера, поспішно знехтувана світовим співтовариством, була набагато більш зрозумілою і обґрунтованою.

Олександр Еникеев

Категория: Разное