Тектонічний таймлапс - мільярд років історії Землі за 40 секунд

 

Тектонічний таймлапс за 40 секунд — це візуалізація руху літосферних плит Землі за останній мільярд років, де один кадр або секунда відео охоплює десятки мільйонів років геологічної історії.

Головні події, які можна побачити за 40 секунд:

• 0:00 – 0:10 (1 млрд – 750 млн років тому): Родінія. На початку відео всі материки зібрані в один суперконтинент Родінія. Потім він починає розпадатися на частини, які швидко розлітаються в різні боки.
• 0:10 – 0:20 (750 млн – 300 млн років тому): Блукаючі уламки. Уламки суші хаотично рухаються океаном. Північна Америка, Європа та Азія поступово зближуються, формуючи обриси майбутніх північних материків.
• 0:20 – 0:25 (300 млн – 200 млн років тому): Пангея. Усі материки знову злітаються докупи, утворюючи гігантський суперконтинент Пангею, оточений єдиним океаном Панталасса. Це епоха появи перших динозаврів.
• 0:25 – 0:35 (200 млн – 30 млн років тому): Сучасний розкол. Пангея тріскається. На відео чітко видно, як Південна Америка «відривається» від Африки, утворюючи Атлантичний океан. Індія на шаленій швидкості мчить на північ через увесь океан і врізається в Азію, «видавлюючи» вгору Гімалаї.
• 0:35 – 0:40 (30 млн років тому – Сьогодення): Знайомий світ. Материки займають свої звичні місця. В останню секунду з'являється людство, чия історія на цьому таймлапсі триває менше за спалах одного пікселя.

Вчені з’ясували траєкторію руху материків завдяки поєднанню методів кількох наук. Головну роль у цьому відіграють «записи» у прадавніх скелях.

1. Палеомагнетизм (Природний компас Землі)

Це головний інструмент для реконструкції минулого.

• Коли магма остигає та перетворюється на тверду породу, залізовмісні мінерали (наприклад, магнетит) вишикуються вздовж магнітних ліній Землі.
• Вони застигають у такому положенні назавжди, фіксуючи магнітну північ та широту, на якій перебував материк у момент утворення цієї породи.
• Вимірюючи кут цього «застиглого компаса» у стародавніх скелях різного віку, вчені вираховують, як материк рухався відносно полюсів.

2. Геологічні «пазли» та скам'янілості

Материки з'єднують між собою за принципом мозаїки:

• Збіг гірських хребтів: Гірські породи на східному узбережжі Південної Америки ідентичні за віком та складом породам на західному узбережжі Африки. Вони утворилися як один ланцюг, що потім розірвався.
• Сліди льодовиків: На сухих і теплих зараз територіях (Індія, Африка) знаходять сліди прадавніх льодовиків віком 300 млн років. Це доводить, що раніше ці шматки суші знаходилися біля Південного полюса.
• Однакова флора і фауна: Рештки однакових прісноводних рептилій та рослин, які не могли перепливти океан, знаходять на різних континентах, що підтверджує їхнє колишнє з'єднання.

3. Радіоізотопне датування

Щоб дізнатися, до якого саме часу належить той чи інший «магнітний запис» або скеля, вчені використовують ураново-свинцевий або калій-аргоновий методи. Аналіз розпаду радіоактивних елементів у мінералах (наприклад, у цирконі) дозволяє визначити точний вік породи з похибкою всього у кілька мільйонів років.

Головним «двигуном» літосферних плит є внутрішнє тепло Землі. Величезні кам'яні плити товщиною до 100 км не просто плавають самі по собі — їх рухають потужні процеси, які відбуваються глибоко під ними, у мантії планети.

Цей процес забезпечують три основні сили:

1. Мантійна конвекція (Головний кругообіг)

Це процес, схожий на кипіння супу в каструлі.

• Радіоактивний розпад елементів у ядрі Землі створює колосальну температуру.
• Гаряча магма з глибин мантії стає легшою і повільно піднімається вгору, до земної кори.
• Біля поверхні вона остигає, стає важчою і знову опускається вниз.
• Ці кругові потоки (конвекційні комірки) працюють як гігантська конвеєрна стрічка, яка тягне за собою літосферні плити, що лежать зверху.

2. Затягування плити, або «Слаб-пул» (Slab Pull)

Це найпотужніша гравітаційна сила, яка діє в зонах субдукції (там, де плити зіштовхуються).

• Коли важка океанічна плита врізається в легшу материкову, вона починає занурюватися під неї — йти вниз, у мантію.
• Оскільки край плити холодний і дуже щільний, під дією сили тяжіння він починає швидко тонути.
• Цей тонучий край працює як важкий якір: він буквально тягне за собою всю решту плити, яка ще знаходиться на поверхні.

3. Відштовхування хребтів (Ridge Push)

Ця сила діє на протилежному кінці плити — там, де вони розходяться (наприклад, посеред Атлантичного океану).

• У тріщини між плитами піднімається гаряча магма, яка застигає і формує з серединно-океанічних хребтів нову кору.
• Ці хребти дуже високі та гарячі. Під дією сили тяжіння нова, піднята вгору порода починає ковзати вниз по схилу хребта.
• Цей рух створює бічний тиск, який відштовхує плити в різні боки від місця розлому.

Наступний суперконтинент: Пангея Ультима (через 250 млн років)

Через 250 мільйонів років літосферні плити знову об'єднають усю сушу в один гігантський суперконтинент — Пангею Ультима (або Пангею Проксіма), а коли надра планети остаточно охолонуть, Земля геологічно «помре» і перетвориться на мертву пустелю, схожу на Марс.

Рух континентів є циклічним, і комп'ютерне моделювання показує наступний сценарій його розвитку:

·        Зникнення океанів: Атлантичний та Індійський океани повністю закриються. Америка рушить назад на схід і зіштовхнеться з Африкою та Євразією.

·        Вигляд суперконтиненту: Суша утворить єдиний масив, переважно розташований уздовж екватора. У самому центрі цього суперконтиненту залишиться невелике затиснуте внутрішнє море — залишок колишніх океанів.

·        Нова карта світу: Африка вріжеться в Європу, на місці Середземного моря виростуть гори, вищі за Гімалаї. Австралія та Антарктида попливуть на північ та з'єднаються з Азією.

·        Пекельний клімат: За прогнозами вчених, Пангея Ультима стане майже непридатною для життя ссавців. Зіткнення континентів спровокує масові виверження вулканів, які викинуть в атмосферу величезну кількість CO2. Через це, а також через природне старіння та нагрівання Сонця, температура в центрі суперконтиненту сягатиме +60 +70°C, перетворюючи його на суцільну пустелю.

Що станеться, коли надра Землі остаточно остигнуть?

Через кілька мільярдів років радіоактивні елементи всередині Землі розпадуться, мантійна конвекція зупиниться, і планета втратить своє внутрішнє тепло. Це призведе до глобальної катастрофи:

1.     Зупинка тектоніки: Літосферні плити назавжди замруть у своєму останньому положенні. Гори більше не будуть підніматися.

2.     Смерть магнітного поля: Зовнішнє рідке ядро Землі застигне. Без його обертання зникне геомагнітне поле (магнітосфера), яка захищає планету від смертоносної сонячної радіації.

3.     Втрата атмосфери та води: Сонячний вітер, не зустрічаючи опору магнітного поля, почне буквально здувати атмосферу Землі в космос, як це колись відбулося з Марсом. Слідом за атмосферою випаруються та полетять у космос океани.

4.     Космічна ерозія: Без вулканів і тектоніки, які оновлюють поверхню, вітер і рідкісні космічні удари за мільйони років згладять усі існуючі гори. Земля перетвориться на ідеально рівну, холодну, суху та випалену радіацією кам'яну кулю.