На одной стороне Земли быстро становится холоднее, чем на другой

Новые исследования показывают, что Тихоокеанское полушарие теряет тепло быстрее, чем Африканское. Тепло поступает из расплавленных недр Земли, что вызывает дрейф континентов. Суша задерживает больше тепла, чем поверхность морского дна, что указывает на более жаркий Тихий океан в прошлом.

В новом исследовании ученые из Университета Осло утверждают, что одна сторона земных недр теряет тепло гораздо быстрее, чем другая, и виновник этого практически так же стар, как и время.

Исследование, опубликованное в Geophysical Research Letters, использует компьютерные модели последних 400 миллионов лет, чтобы рассчитать, насколько "изолированным" было каждое полушарие с точки зрения континентальной массы, которая является ключевым качеством, удерживающим тепло внутри, а не высвобождающим его. Эта закономерность прослеживается вплоть до Пангеи.

Земля имеет раскаленную докрасна жидкость внутри, которая согревает всю планету изнутри. Она также вращается, создавая гравитацию и магнитное поле Земли. Это удерживает нашу защитную атмосферу вблизи поверхности Земли.

В очень долгосрочной перспективе эта внутренняя часть будет продолжать остывать, пока Земля не станет похожа на Марс. В новом исследовании удивляет то, насколько неравномерно рассеивается тепло, но причина этого интуитивно понятна: Части Земли были изолированы большим количеством суши, создавая нечто вроде слоя термоса, который удерживает тепло.

Это контрастирует с тем, как Земля теряет большую часть своего тепла: "Тепловая эволюция Земли в значительной степени контролируется скоростью потери тепла через океаническую литосферу", - пишут авторы исследования. Почему именно здесь происходят наибольшие потери? Для этого нам нужно быстро и подробно разобраться в дрейфе континентов.

Мантия Земли похожа на конвекционную печь, которая питает беговую дорожку. Каждый день поверхность морского дна перемещается на небольшую величину; новое морское дно рождается из магмы, извергающейся на континентальном разломе, а старое морское дно разбивается и плавится под существующими континентальными сушами.

Чтобы изучить, как ведет себя внутреннее тепло Земли, ученые построили модель, которая делит Землю на Африканское и Тихоокеанское полушария, а затем делит всю поверхность Земли на сетку по половине градуса широты и долготы.

Ученые объединили несколько предыдущих моделей для таких вещей, как возраст морского дна и положение континентов в течение последних 400 миллионов лет. Затем команда подсчитала, сколько тепла содержит каждая ячейка сетки за свою долгую жизнь. Это позволило рассчитать общую скорость охлаждения, и исследователи обнаружили, что тихоокеанская сторона охлаждалась гораздо быстрее.

Накопленные потери тепла мантии (океанические + континентальные) за последние 400 лет. Регионы над Тихоокеанской и Африканской крупными провинциями с низкой скоростью сдвига показаны синими и оранжевыми линиями. Пунктирные меридианы светлого цвета указывают на разделение Тихоокеанского и Африканского полушарий.

Морское дно намного тоньше, чем громоздкая суша, и температура внутри Земли "гасится" огромным объемом холодной воды, которая находится над ней. Подумайте о гигантском Тихом океане по сравнению с противоположными сушами Африки, Европы и Азии - вполне логично, что тепло быстрее рассеивается от самого большого морского дна в мире.

Предыдущие исследования этого эффекта морского дна охватывали только 230 миллионов лет, поэтому новая модель, которая охватывает 400 миллионов лет, почти удваивает изучаемые временные рамки.

В выводах есть удивительное противоречие. Тихоокеанское полушарие охладилось примерно на 50 Кельвинов больше, чем африканское, но "постоянно более высокая скорость движения плит в тихоокеанском полушарии в течение последних 400 [миллионов лет]" говорит о том, что в определенный момент времени Тихий океан был намного горячее.

Была ли она покрыта земной поверхностью в какой-то момент в далеком прошлом, сохраняя больше тепла внутри? Есть и другие возможные объяснения, но в любом случае высокая тектоническая активность Тихого океана сегодня указывает на диспропорцию тепла. Чем плавнее мантия, тем сильнее плиты могут скользить и сталкиваться друг с другом.