Циклическое усиление и ослабление океанских приливов в течение десятков миллионов лет, вероятно, связано с другим, более продолжительным циклом: формированием земных суперконтинентов каждые 400-600 миллионов лет, согласно новому исследованию. По словам авторов исследования, новые результаты имеют значение для формирования нашей планеты, ее климата и эволюции жизни на Земле. Новое исследование предполагает, что долгосрочные изменения приливной энергии, которые контролируют силу океанских волн, являются частью сверхприливного цикла, продиктованного движением тектонических плит..
Когда тектонические плиты скользят, тонут и смещают континенты Земли, образуя большие массивы суши или суперконтиненты, океанские бассейны открываются и закрываются в тандеме. Когда эти бассейны меняют форму, они могут принимать формы, которые усиливают и усиливают их приливы.
В новом исследовании моделирование приливов, спроецированное на сотни миллионов лет в будущее, предполагает, что Земля сейчас находится в зарождающейся стадии максимума приливной энергии, когда сильные приливы будут сохраняться примерно 20 миллионов лет. Океаны пройдут через несколько приливных циклов по мере формирования следующего суперконтинента в течение следующих 250 миллионов лет. В конце концов, приливы станут намного слабее, как это было во время двух последних суперконтинентов: Пангеи и Родинии, согласно новому исследованию, опубликованному в Geophysical Research Letters, журнале Американского геофизического союза..
Ученым было известно, что энергия приливов в далеком прошлом менялась, но новое исследование предполагает, что существует сверхприливный цикл, происходящий в геологических масштабах времени и связанный с тектоническими движениями.
«Наше моделирование предполагает, что приливы в настоящее время аномально велики», - сказал океанограф Маттиас Грин из Школы океанологических наук Бангорского университета в Менай-Бридж в Соединенном Королевстве и ведущий автор нового исследования.«И это действительно был наш мотивирующий вопрос: если приливы были слабыми вплоть до 200 миллионов лет назад, а с тех пор они усилились и стали очень энергичными за последние два миллиона лет, что произойдет, если мы переместимся на миллионы лет вглубь? будущее?"
Приливная сила связана с жизнью на Земле, и понимание циклического развития океана может помочь ученым понять историю эволюции, считают авторы исследования. Во времена сильной приливной энергии, как сегодня, сильные волны волнуют море, создавая смесь питательных веществ, необходимую для поддержания жизни в океане. По мере того, как массивы суши Земли медленно движутся к конфигурации суперконтинента, океанские бассейны планеты открываются, в конечном итоге образуя единую сплошную массу воды. Такое море будет иметь низкую приливную энергию. Согласно новому исследованию, слабые волны означают, что питательные вещества перемешиваются в меньшей степени, что может создать океанское дно с кислородным голоданием, в значительной степени лишенное жизни, очень похожее на бассейн со стоячей водой, согласно новому исследованию.
По словам геофизика Дитмара Мюллера из Сиднейского университета в Австралии, существование этого цикла и его связь с тектоническими движениями могут быть использованы во многих дисциплинах, от эволюционной биологии до глобального круговорота питательных веществ, который не участвовал в исследованиях. новое исследование.
«Это, вероятно, ничего не значит для людей сейчас, в нашей жизни», - сказал Мюллер. «Но это действительно улучшает наше понимание взаимодействия между тектоникой плит, климатической системой Земли, ее океанами и даже тем, как эволюция жизни, по крайней мере в некоторой степени, управляется этим приливным процессом».
Смена континентов, бассейнов океанов
Каждый из континентов Земли расположен на огромных каменных плитах, известных как тектонические плиты. Эти плиты смещаются на протяжении сотен миллионов лет, встречая на своем пути различные конфигурации континентов.
Тектонические плиты диктуют форму и расположение континентов, но они также определяют форму океанских бассейнов. По мере того, как Северо-Американская и Евразийская плиты расходятся, Атлантический океан между ними расширяется, также меняя свою форму.
Изменение формы океанских бассейнов вызывает изменение свойства, известного как резонанс. Когда бассейн находится в резонансе, энергия гравитационного притяжения Луны выравнивается с длиной океанского бассейна, вызывая усиление приливной энергии.
Грин сравнивает резонанс с ребенком на качелях. Качающемуся ребенку нужен только небольшой толчок со стороны взрослого в нужное время, чтобы качели двигались все выше и выше. «Вы заставляете его работать с той же частотой, что и естественные колебания, и то же самое происходит в океане», - сказал он.
Тектоническая хронология
В новом исследовании ученые смоделировали движение тектонических плит Земли и изменения резонанса океанских бассейнов на протяжении миллионов лет.
Новое исследование предполагает, что Атлантический океан в настоящее время находится в резонансе, в результате чего океанские приливы достигают максимального уровня энергии. В течение следующих 50 миллионов лет приливы в Северной Атлантике и Тихом океане будут приближаться к резонансу и усиливаться. Согласно исследованию, за это время Азия разделится, создав новый океанический бассейн.
Через 100 миллионов лет Индийский океан, Тихий океан и вновь образованный Паназиатский океан также столкнутся с более высоким резонансом и более сильными приливами. Согласно новому исследованию, Австралия двинется на север, чтобы присоединиться к нижней половине Азии, поскольку все континенты постепенно начинают сливаться в единый массив суши в северном полушарии.
По прошествии 150 миллионов лет приливная энергия начинает уменьшаться по мере того, как земные массивы суши формируют следующий суперконтинент, и резонанс снижается. Согласно новому исследованию, через 250 миллионов лет сформируется новый суперконтинент, что приведет к эпохе низкого резонанса, что приведет к низкой приливной энергии и большей части спокойного моря.
Новое исследование показывает, что каждый приливный максимум длится не более 50 миллионов лет и не обязательно совпадает по фазе с циклом суперконтинента.