21 Листопада 2017
Новини

Планета-прибулець розколола Землю і зрушила континенти

Планета-прибулець розколола Землю і зрушила континенти

Астрофізик Сяолей Чжан з Університету Джорджа Мейсона (США) опублікував статтю, в якій доводить, що розпад суперконтиненту Родинія викликаний непрямим зіткненням Землі та планети-прибульця завбільшки з Марс. Учений бере під сумнів теорію континентального дрейфу і наводить аргументи на користь своєї версії.

У XIX – 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 геосинкліналей, згідно з якою окремі ділянки земної кори опускаються, а потім піднімаються, формуючи гірські хребти. Однак ще 1912 року вчений-геофізик Альфред Вегенер оскаржив цю схему, припустивши, що утворення гір відбувається через континентальний дрейф материків. На користь власної версії він наводив той аргумент, що обриси західного узбережжя Африки та східного узбережжя Південної Америки збігаються, немов ці континенти були частиною одного суперматерика.

У той час це була досить смілива ідея, що кидала виклик загальноприйнятим науковим уявленням. Не дивно, що припущення Вегенера відкинули. Вчених-скептиків зрозуміти можна: Вегенер не міг пояснити, чим саме викликаний дрейф материків, а їхні обриси могли бути і випадковим збігом. А втім, у Вегенера з’явилися послідовники, які шукали більш вагомі доводи континентального дрейфу.

1960 року була висунута гіпотеза спредингу, згідно з якою в районі серединно-океанічних хребтів до земної кори піднімаються мантійні потоки, формуючи нове дно і розсовуючи старі породи в боки. Таким чином, літосферні океанічні плити чимось нагадують гусениці трактора. В одному місці кора піднімається, пливе по мантії та 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 що далі від хребта розташовувалася «смуга» залишкової намагніченості, то давнішою 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 в районі хребтів мантійні 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 течії, що піднімаються й опускаються, замикаються, формуючи клітини. У верхній частині кожної такої клітини мантія рухається горизонтально, змушуючи плити зміщуватися 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 Сяолей 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, у яких відбувається активна вулканічна діяльність. Учений бере під сумнів і субдукційний механізм утворення Скелястих гір — хребта, розташованого на заході США та Канади.

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

Звідки прилетіла планета-мандрівник? 4,5 мільярда років тому із Землею, ймовірно, зіткнулась інша планета — Тейя. Вважається, що ця катастрофа призвела до формування Місяця. Тейя утворилася в точці Лагранжа, що перебувала майже прямо на орбіті Землі, проте довгий час трималася від нашої планети на відстані. Якщо б Сонячна система складалася лише із Сонця, Землі й Тейї, зіткнення б не сталося, проте гравітаційний вплив інших планет змістив Тейю з її місця і кинув у бік Землі. Але 750 мільйонів років тому другої Тейї 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, проходить через галактичні рукави — 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 у бік Сонця.

Як аргумент на користь своєї гіпотези Чжан приводить незвичайну геологічну будову плато в Колорадо. Наприклад, шари порід, які утворилися близько 750 мільйонів років тому, утворюють аномалію, названу Великим неузгодженням (англ. Great Unconformity). Вони залягають не в суворій стратиграфічній послідовності (старіші шари — внизу, молодші — нагорі), а формують хаотичну картину, немов їх щось сильно деформувало. Тут же розміщені унікальні плато породи часів докембрію, які зазнали розплавлення і метаморфізму.

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

Слід пам’ятати, що гіпотеза Чжана — поки що лише гіпотеза одного вченого. Наразі немає серйозних доказів того, що вже сформована Земля у порівняно недалекому геологічному минулому могла пережити удар планети-мандрівника. Та ж сама Велика неузгодженість може пояснюватися вимиванням верхніх шарів водами моря, що періодично напирало на північноамериканський континент у часи раннього кембрію. Цей процес ерозії пов’язують з Кембрійським вибухом, коли в океан змивались іони кальцію та інших мінералів, що змінило хімічний склад води та призвело до появи скелетної морської фауни. Глобальний катаклізм, який перетворив би всю планету в палаючу куля, слабо стикується з уже відомою картиною геологічної та біологічної еволюції.

За логікою Чжана, тейєподібні планети повинні падати із завидною періодичністю, щоб розштовхувати континенти. Поки що його гіпотеза дає більше запитань, аніж відповідей. Свого часу теорія континентального дрейфу Вегенера, поспішно знехтувана світовим співтовариством, була набагато більш зрозумілою і обґрунтованою.

Друзі! Підписуйтесь на наш канал в Telegram та сторінку Фейсбук і будьте завжди в курсі останніх новин.

Все про: Світ
В тему