Новое исследование, проведенное Ливерпульским университетом в сотрудничестве с университетами Ланкастера и Осло, проливает свет на давний вопрос, который ставил в тупик ученых Земли.
Используя ранее недоступные данные, исследователи подтверждают корреляцию между движением тектоники плит на поверхности Земли, течением мантии над ядром Земли и скоростью инверсии магнитного поля Земли, о которой давно предполагалось.
В статье, опубликованной в журнале Tectonophysics, они предполагают, что требуется около 120-130 миллионов лет, чтобы плиты древнего дна океана погрузились (субдуцировали) с поверхности Земли на достаточную глубину в мантию, где они могут охлаждает ядро, что, в свою очередь, заставляет жидкое железо во внешнем ядре Земли течь более энергично и вызывать больше инверсий магнитного поля Земли.
Это первое исследование, демонстрирующее эту корреляцию с использованием записей и косвенных показателей глобальных скоростей субдукции из различных источников, включая модель непрерывной глобальной реконструкции плит, разработанную в Сиднейском университете. Эти записи были сопоставлены с новой компиляцией инверсий магнитного поля, возникновение которых зафиксировано в вулканических и осадочных породах.
Ливерпульский палеомагнетик, профессор Энди Биггин, сказал: «До недавнего времени у нас не было достаточно хороших данных о том, насколько глобальные скорости субдукции изменились за последние несколько сотен миллионов лет, и поэтому нам не с чем было сравнивать. магнитные записи.
Когда мы смогли их сравнить, мы обнаружили, что две записи скорости субдукции и инверсии магнитного поля, по-видимому, коррелируют, учитывая временную задержку в 120-130 миллионов лет для плит океанского дна, чтобы уходят с поверхности на достаточную глубину в мантии, где они могут охладить ядро.
Мы не знаем наверняка, является ли корреляция причинно-следственной, но, похоже, она соответствует нашему пониманию того, как должны взаимодействовать кора, мантия и ядро, и это значение в 120-130 миллионов может дать действительно полезное наблюдательное ограничение того, как быстро плиты древнего морского дна могут провалиться сквозь мантию и повлиять на потоки внутри нее и в нижележащем ядре».
Магнитное поле генерируется глубоко внутри Земли в жидком внешнем ядре из железа и других элементов, которые создают электрические токи, которые, в свою очередь, создают магнитные поля.
Ядро окружено мантией толщиной почти 3000 км, которая, хотя и состоит из твердой породы, течет очень медленно (мм в год). Мантия производит конвекционные потоки, которые тесно связаны с движением тектонических плит, но также влияют на ядро, изменяя количество тепла, которое передается через границу между ядром и мантией.
Магнитное поле Земли время от времени меняет свою полярность, и средняя продолжительность времени между такими переворотами сильно изменилась за всю историю Земли. Например, сегодня такие инверсии магнитного поля происходят в среднем четыре раза за миллион лет, но сто миллионов лет назад поле практически оставалось в одной и той же полярности почти 40 миллионов лет..
Профессор Биггин возглавляет исследовательскую группу Университета, определяющую эволюцию Земли на основе палеомагнетизма (DEEP), которая объединяет исследовательский опыт в области геофизики и геологии для разработки палеомагнетизма как инструмента для понимания глубинных земных процессов, происходящих во временных масштабах от миллионов до миллиардов лет..