Мы думаем об океанах как о чем-то стабильном и постоянном. Однако они движутся примерно с той же скоростью, с которой растут ваши ногти. Ученые-геологи из CEED Университета Осло нашли новый способ картографирования древних океанов Земли.
Поверхность Земли находится в постоянном движении. Новая кора образуется на срединно-океанических хребтах, таких как Срединно-Атлантический хребет, а старая кора разрушается.
Если мы вернемся на миллионы лет назад, то увидим, что океаны и континенты планеты Земля были совсем другими. Существовавшие когда-то океаны теперь погребены глубоко внутри Земли, в мантии.
Сейсмическая томография использует землетрясения для получения изображения недр Земли на глубине примерно 2 800 км. Модели, основанные на этом методе, используются, чтобы показать, как могла выглядеть поверхность нашей планеты до 200 миллионов лет назад.
Простой и мощный
Грейс Шепард из Центра эволюции и динамики Земли (CEED) Университета Осло нашла простой, но эффективный способ объединения изображений из альтернативных моделей сейсмической томографии. В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, Шепард и его коллеги Мэтью Домейер (CEED), Кара Мэтьюз и Касра Хоссейни (оба из Оксфордского университета) раскрывают новый способ отображения моделей эволюции недр Земли.
«Существует много разных способов создания таких моделей, и можно использовать множество различных входных данных», - объясняет Грейс Шепард, которая была научным сотрудником CEED после получения докторской степени. четыре года назад в Сиднейском университете.
Нам нужен был быстрый и простой способ узнать, какие функции являются общими для всех моделей. Например, сравнивая до 14 различных моделей, мы можем визуализировать, где они совпадают, и, таким образом, определить то, что мы называем наиболее устойчивыми аномалиями. Это дает более точную и легкодоступную информацию о движении океанских бассейнов и их содержимого в прошлое, а также о взаимодействии между земной корой и мантией».
Реконструкция континентов и океанов
Модели томографии используются для реконструкции движений континентов и океанов. Новый и открытый способ отображения моделей лишает ученых, изучающих динамику Земли, часть необходимости принимать решения.
«С помощью этого инструмента ученые-геологи могут выбирать, какие модели использовать, насколько глубоко в мантию идти и некоторые другие параметры», - объясняет Шепард. - Таким образом, они могут приблизить интересующую их область. Однако мы должны помнить, что качество карт зависит от моделей томографии, на которых они построены.
Грейс Шепард и ее коллеги также изучили, есть ли больше совпадений между различными моделями томографии на определенных глубинах мантии. Они сделали открытия, свидетельствующие о том, что на глубине около 1 000-1 400 км под поверхностью можно найти больше палеоморского дна, чем на других глубинах.
Внутренняя "пробка"?
Если перевести эти глубины во времени - а мы предполагаем, что морское дно погружается в мантию со скоростью 1 сантиметр в год - это может означать, что около 100-140 миллионов лет назад был период, когда больше разрушения океана. Тем не менее, это может также выявить спорный регион на Земле, который является более вязким или «липким», и вызывает накопление тонущих элементов, немного напоминающих пробку. Эти результаты и причины, лежащие в основе важная информация об эволюции поверхности и внутренней части нашей планеты», - объясняет Шепард.
Чтобы понять эволюцию Земли, необходимо изучить зоны субдукции. Тектонические плиты океанов погружаются под континентальные плиты или под другие океанические плиты. Примеры включают перемещение Тихого океана под Японию и субдукции в Средиземноморском регионе. Модели реконструкции плит в целом согласны с тем, что около 130 миллионов лет назад произошел пик субдукции. Таким образом, карты Шепарда и его коллег могут предоставить независимое свидетельство этого события.
Обратный ход эволюции Грейс Шепард показывает нам компьютерную анимацию, обращающую вспять эти эволюционные процессы. Она возвращает на поверхность океаны, которые миллионы лет были погребены глубоко внутри мантии. Это может выглядеть как игра, но иллюстрирует важный момент:
"Изучение этих процессов по-новому открывает новые вопросы. Это то, что мы приветствуем, потому что нам нужно выяснить, какие вопросы задавать и на чем сосредоточиться, чтобы понять развитие Земли. Мы всегда должны иметь в виду, что такое наблюдение и что такое модель. Модели должны быть проверены на основе наблюдений, чтобы освободить место для новых и улучшенных моделей. Это повторяющаяся процедура."
Почему важны модели недр Земли?
Это фундаментальный способ узнать больше о нашей планете, конфигурации континентов и океанов, изменении климата, горообразовании, местонахождении ценных ресурсов, биологии и т. д. Доказательства прошлого могут иметь решающее значение. для понимания того, что произойдет в будущем, и имеет решающее значение для взаимодействия общества и окружающей среды».
Земля через 1 миллион лет
Если вы посмотрите на Землю из космоса, распределение континентов и океанов будет выглядеть примерно так же, хотя жизнь, климат и уровень моря могли резко измениться. Если мы продвинемся еще дальше, скажем, 10 или 100 миллионов лет, очень трудно сказать, как океаны могут открываться и закрываться, но у нас есть некоторые подсказки: некоторые люди думают, что Атлантический океан закроется, а другие думают, что Северный Ледовитый или Индийский океаны закроются. Мы можем следовать правилам прошлого, когда смотрим в будущее, но эта задача очень сильно занята геологами.