Земля наклонялась на бок в эпоху динозавров — и не один раз

Когда Земля наклоняется, чтобы восстановить вращательный баланс, уровень моря смещается по всему миру. Учёные проследили эти эпизоды до эпохи динозавров.

Земля определённо не плоская, но и не идеально сферическая. Из-за постоянного вращения наша планета ближе к сплюснутому эллипсоиду. Это также означает, что время от времени географические положения Северного и Южного полюсов Земли будут блуждать по поверхности планеты, поскольку твёрдая Земля медленно вращается относительно своей оси вращения, так что кажется, будто Земля наклоняется на бок. И это явление, возможно, оказало большее влияние на окружающую среду нашей планеты, чем думали учёные.

Это явление блуждания называется истинным полярным блужданием. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Science, некоторые считали истинное полярное блуждание «незначительным или постоянно медленным». Однако команда, стоящая за новой работой, обнаружила, что значительные сдвиги в картинах уровня моря, как правило, совпадали с предполагаемыми эпизодами быстрого истинного полярного блуждания, а именно в юрском и меловом периодах. Исследователи пришли к этому выводу с помощью нового метода изучения истинного полярного блуждания с использованием древних изменений уровня моря, что подчёркивает недооценённое влияние этого явления на глобальную окружающую среду. Хотя «быстрые» эпизоды истинного полярного блуждания всё ещё разворачивались на протяжении миллионов лет, их воздействие на окружающую среду Земли может быть более значительным, чем считалось ранее, согласно статье.

Эти результаты «подчёркивают необходимость рассматривать истинное полярное блуждание как эпизодический контроль над изменением уровня моря и, вероятно, другими глобальными экологическими и биологическими динамиками», — написала команда, включающая Мэтью Домейера, геолога из Университета Осло в Норвегии, в статье. «Они также подразумевают, что подобные эпизоды быстрого истинного полярного блуждания, вероятно, прерывали более ранние интервалы истории Земли».

Сохранение стабильности

Земля пытается сохранять равновесие, вращаясь вокруг своей оси. Поскольку наша планета не является идеальной сферой, изменения в распределении массы — обычно из-за поверхностной или мантийной динамики — в конечном итоге нарушают эту сбалансированную ось, и «вся твёрдая Земля переориентируется, чтобы восстановить это выравнивание», согласно статье. Но ядро и климатические пояса остаются фиксированными, что привело учёных к мысли, что истинное полярное блуждание оказывает «глубокое» воздействие на климат, биосферу и геодинамо (конвективный поток внешнего ядра Земли, генерирующий её магнитное поле), объяснили исследователи.

Тем не менее, добавили они, поверхность Земли непрерывно смещается из-за тектонических движений, которые не всегда легко отличить от предполагаемых эпизодов истинного полярного блуждания. В результате учёные в основном полагались на палеомагнитные записи, чтобы проследить кандидатов в «горячие точки» полярного блуждания сотни миллионов лет назад. Само собой разумеется, это «дало расходящиеся интерпретации» истинного полярного блуждания, особенно в эпохи динозавров, включая те, что характеризовали явление как «существенное, но постоянно медленное».

Когда Земля движется

Для нового исследования команда использовала «принципиально иной подход» к обнаружению истинного полярного блуждания, используя обширные записи карт континентальных затоплений для изучения того, какой была Земля вплоть до 320 миллионов лет назад. Идея в том, что рассогласование внутренностей Земли во время событий истинного полярного блуждания нарушает как литосферу, так и гидросферу. Однако эффекты этого изменения были бы относительно мягче на литосфере, удерживаемой вязкостью мантии.

С другой стороны, мы увидели бы более заметные изменения в гидросфере, а именно сдвиги в распределении обнажённой и затопленной суши, объяснила команда. На основе своей оценки исследователи изучили сигналы, указывающие на эти крупные сдвиги, с интервалами в 10 миллионов лет. В результате они выявили четыре интервала с сильными сигналами, указывающими на быстрые события истинного полярного блуждания.

К ним относятся середина мелового периода (100–90 миллионов лет назад), поздняя юра — ранний мел (150–140 миллионов лет назад), ранняя юра (200–190 миллионов лет назад) и, совсем недавно, олигоцен — миоцен (30–20 миллионов лет назад). Глобально быстрые события истинного полярного блуждания принесли наибольшие изменения уровня моря в областях, наиболее удалённых от двух осей вращения: одной вдоль вращательного экватора и другой перпендикулярной первой.

Выживание в эпоху динозавров

Эти результаты согласуются с оценёнными положениями оси в середине — конце мелового периода, полученными с помощью других статистических методов, добавили они. Сигнал из юрского периода, в частности, также согласуется с предыдущими исследованиями, использовавшими традиционный подход в палеомагнетике, но требуется дальнейшая проверка, согласно статье.

Исследование не вдаётся в подробности того, как эти эпизоды повлияли бы на биологические системы Земли. Однако, если результаты верны, это позволяет предположить, что недооценённый процесс изменял очертания побережий по всему миру в эпоху динозавров.