Поиск абсолютной системы отсчёта движения литосферных плит ничего не дал

Авторы недавней статьи в Journal of Geophysical Research попытались снять одно из противоречий в поиске абсолютной системы отсчёта движения плит, но потерпели такую неудачу, что не советуют коллегам даже браться за подобную задачу.

Тектоника плит обусловлена различиями в плотности материала под твёрдой поверхностью планеты. Это и приводит к смещению платформ и питает «горячие точки» вулканизма. К тому же благодаря тектонике плит масса Земли никогда не распределяется равномерно. Смещение массы внутрь приводит к небольшим колебаниям, и в результате даже ось вращения планеты не даёт абсолютной системы отсчёта. Тем не менее авторы предлагают подробную карту блужданий истинного полюса Земли в течение миллионов лет.

Изображение НАСА.

Один из самых больших успехов теории тектоники плит заключается в объяснении того, откуда берутся цепи островов. Например, вулканический Гавайский архипелаг растянулся вдоль более или менее прямой линии на тысячи километров (с учётом ныне затонувших островов). А дело в том, что в мантии существуют стационарные «горячие точки» вулканизма, и когда плита проходит над ней, то вырастает вулкан, который затем становится неактивным и разрушается, ведь плита продолжает двигаться.

Это настолько регулярный процесс, что учёные могут проследить, как плита двигалась в прошлом. Гавайские острова позволяют даже увидеть, что Тихоокеанская плита однажды сделала внезапный поворот налево, что отразилось на расположении архипелага.

Стационарные «горячие точки», казалось бы, напрашиваются на роль системы отсчёта движения литосферных плит, но, увы, это иллюзия. «Вскоре выяснилось, что фиксированные "горячие точки" Тихого океана не могут адекватно соответствовать таковым Индийского и Атлантического океанов», — пишут авторы. А всё из-за того, что эти самые точки движутся относительно друг друга!

Всю информацию о скорости и направлении движения плит, которую исследователи смогли найти в литературе, они интегрировали в одну компьютерную модель. И не нашли никакого способа заставить работать идею стационарных «горячих точек». По их мнению, пришла пора отказаться от этой гипотезы.

Где же искать абсолютную систему отсчёта в вечно меняющемся мире? Непонятно. Данная работа ещё раз свидетельствует о том, что вся поверхность Земли (литосфера) движется относительно внутренней части планеты (мантии). Другими словами, поверхность Земли не полностью связана с ядром (в отличие, быть может, от спутника Сатурна Титана). В случае Земли так называемое «литосферное вращение» подразумевает медленный дрейф на запад со средним сдвигом в пределах примерно одной десятой доли градуса каждый миллион лет.

В то же время этот показатель колеблется очень сильно, и однажды среднее значение оказалось превышено почти в три раза, когда нечто заставило Индийскую плиту устремиться в сторону Азии. Объяснить это лишь тем, что у нас нет фиксированной системы отсчёта, невозможно. Тектоника плит сама сбивает все «настройки», смещая огромные массы.

И выясняется, что нас лишают ещё одной потенциальной системы отсчёта — той, что могла бы основываться на оси вращения Земли. Если бы планета была однородной твёрдой сферой, ось вращения оставалась бы стабильной. Но, как уже говорилось, тектоника плит подразумевает неравномерное распределение массы. «Горячие точки» появляются там, где более горячий (и, следовательно, менее плотный) материал выталкивается на поверхность. И наоборот: кора, уходящая в глубь планеты в зонах субдукции, слишком тверда по сравнению с соседствующим материалом, и требуются миллионы лет на то, чтобы она пришла в соответствие со своим новым окружением.

Таким образом, Земля не только неоднородна снаружи, но и постоянно меняется внутри, что отражается на динамике вращения и приводит к так называемой истинной миграции полюса: 40−90 миллионов лет назад полюс сместился почти на 10˚, а затем пополз обратно.

Но работу нельзя назвать напрасной. Это хороший пример того, что даже самые успешные научные теории имеют немало расхождений и несоответствий, которые заставляют специалистов ломать голову на протяжении нескольких поколений. То, что мы чего-то не знаем, не означает, что мы не знаем ничего, и тем более не говорит о том, что мы должны отказаться от всей теории. И если предлагать что-то иное, то новая гипотеза должна столь же хорошо объяснить то, что объясняет тектоника плит.

Подготовлено по материалам Ars Technica.