Тектоника плит на Земле может быть связана с гравитацией Солнца и Луны

В новом исследовании, проведенном группой под руководством геофизика Анны Хофмайстер (Anne M. Hofmeister) из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, США, предполагается, что несбалансированные силы и моменты в системе Земля-Луна-Солнце обусловливают циркуляцию мантии в целом.

Этот новый анализ предлагает альтернативу гипотезе, согласно которой движение тектонических плит связано с конвекционными потоками в мантии Земли. Конвекция представляет собой всплывание нагретых жидкостей, и это понятие неприменимо к твердым горным породам, считают Хофмайстер и ее коллеги. На их взгляд, перемещения крупных объектов вызываются механическими силами, а не теплом.

Процессы в недрах Земли часто моделируются как рассеяние тепла, генерируемого за счет внутренней радиоактивности и остаточной энергии от космических столкновений, происходивших при формировании планеты. Но даже сторонники гипотезы конвекционного перемешивания материала мантии признают, что количества внутренней тепловой энергии недостаточно для крупномасштабной тектоники плит. Существуют также и другие проблемы, связанные с использованием конвекции для объяснения наблюдаемых перемещений литосферных плит.

Вместо этого движение литосферных плит может быть обусловлено тем, что Солнце оказывает настолько мощное гравитационное воздействие на Луну, что это вызывает вытягивание орбиты Луны вокруг Земли.

Со временем положение барицентра – центра масс между двумя движущимися по общей орбите телами, Землей и Луной – сместилось ближе к поверхности Земли и в настоящее время осциллирует, смещаясь на 600 километров каждый месяц по отношению к центру Земли, пояснила Хофмайстер. В результате возникают внутренние напряжения, поскольку Земля продолжает вращаться вокруг своей оси.

«Поскольку осциллирующий барицентр лежит на расстоянии около 4600 километров от центра Земли, тангенциальное орбитальное ускорение Земли и гравитационное притяжение Солнца являются неуравновешенными нигде, кроме самого барицентра, - сказала Хофмайстер. – Теплые, толстые и прочные внутренние слои планеты могут противостоять этим напряжениям, но ее тонкая, холодная и хрупкая литосфера трескается».

Но как протестировать эту гипотезу? Хофмайстер говорит, что одним из возможных тестов будет подробное изучение тектоники плит на Плутоне, который имеет слишком малые размеры и низкие температуры для конвекции, но входит в систему с массивным спутником и отличается удивительно молодой поверхностью».

Исследование опубликовано в специальном сборнике трудов Американского геологического общества, посвященном геологу Уоррену Б. Гамильтону.