Жорсткий верхній шар Землі - літосфера - складається з рухомих плит. Але який механізм запустив тектоніку плит, поки залишається загадкою. «Знання того, як виглядає курка і як вона виглядала раніше, не допомагає нам зрозуміти яйце», - каже Тарас Герія, професор геофізики Шведського технологічного інституту в Цюріху.
Літосфера Землі розділена на кілька плит, які знаходяться в постійному русі, і сучасні геологи добре розуміють, що керує рухом цих плит: важкі океанічні плити поднирівает під більш легкі континентальні плити в так званих зонах субдукції. Після того як рух почався, воно продовжується через ваги щільною занурюється плити.
Вчені досі не розуміють, що запустило тектоніку плит з самого початку або як утворилася перша субдукція.
У літосфері Землі повинно було бути слабке місце, щоб частини кори почали вгризатися в мантію Землі. Чи міг гігантський метеорит, який врізався і проробив дірку в літосфері Землі, зробити це слабке місце? Або ж конвекційні сили мантії розбили літосферу на рухомі частини?
Венера як модель
Герію не влаштовує жодне з цих можливих пояснень.
«Вельми непросто зробити висновки про те, що призвело тектоніку в рух», - говорить він.
Герія вирішив досліджувати поверхню Венери, у якої ніколи не було тектоніки плит. Він зазначив (і змоделював) величезні кратероподібних кола (корони) на Венері, які могли також існувати на поверхні Землі в ранній період (докембрий) історії Землі, до початку тектоніки плит.
Ці структури могли б вказати на плюм, які колись виросли з залізного ядра Венери в зовнішні шари, таким чином послабивши і розм'якшивши поверхню планети.
Плюмами утворюються глибоко в надрах планети. Вони виростають в літосферу, приносячи з собою частково розплавлений матеріал мантії, який призводить до ослаблення і деформації літосфери. Сплющувалося опором жорсткої літосфери, цей матеріал розтікається, приймаючи грибовидную форму.
Можливо, такі плюмами існували в надрах Землі і, можливо, створили слабкості в літосфері Землі, необхідні для ініціації тектоніки плит.
Плюм дають слабину
Герія і його команда розробили нову комп'ютерну модель, за допомогою якої зазнали свою ідею у високому дозволі і 3D. Результати їх роботи були опубліковані в Nature.
Симуляція показує, що плюм і слабкі місця, ними створені, ініціювали перший зони субдукції. Відповідно до моделі плюм послаблює яка лежить зверху літосферу і формує округлу тонку слабку точку з діаметром від декількох до сотень кілометрів. З часом вона розтягується за підтримки гарячого матеріалу з глибин мантії.
«Щоб зробити кільце більше, його потрібно розбити», - пояснює Герія. Це можна застосувати і до поверхні Землі: кільцеподібні слабини (у моделі) можуть збільшитися і субдуціроваться, тільки якщо дійдуть до межі.
Вода як необхідність
Коли ці краплі поширилися по всій літосфері, великі плити жорсткої літосфери почали занурюватися в м'яку мантію, і так з'явилася перша ключова зона. Напруга, створене зануреної плитою, в кінцевому рахунку привело в рух плити.
Вони почали занурюватися, добре змащені морською водою на дні океану. Почалася субдукция - а з нею і тектоніка плит.
«Вода діє як мастило і абсолютно необхідна для ініціації самоподдерживающейся субдукції», - говорить Герія.
У своєму моделюванні вчені порівнюють різні температурні умови і літосферні стану. Вони прийшли до висновку, що породжена плюмами тектоніка плит могла розвиватися в умовах, які передували докембрий близько трьох мільярдів років - коли літосфера Землі вже була товстою і холодною, але мантія залишалася гарячою, забезпечуючи достатньо енергії для істотного ослаблення літосфери за рахунок плюмов.
Якби літосфера замість того була тонкою і теплою, а отже, м'якою, розрахунки показують, що кільцеві, швидко убуваючі структури - Дрипа - просто утворилися б навколо головки плюм. І хоча це призвело б до того, що вони поринуть у мантію, це не пом'якшило б літосферу, не привело б до субдукції, а отже, не викликало б і тектоніку плит. Хороший сайт, де ви можете знайти для себе вичерпну інформації як у вас можете опинитися по низькій ціні
пиротехника оптом! Тут вам нададуть відмінний сервіс, і нададуть висококласні послуги! Заходимо на сторінку - не пошкодуєте! Раджу!
Аналогічним чином, комп'ютерне моделювання показує, що в сучасних умовах, де різниця температур літосфери і матеріалів плюмов невелика, складно ініціювати плюмовой субдукції, оскільки літосфера вже занадто жорстка, і плюмами навряд чи достатньо її послаблять.
«Наші нові моделі пояснюють, як могла б з'явитися тектоніка плит», - говорить він. Активності плюмов було достатньо, щоб запустити мозаїку плит сьогоднішнього дня. Герія вважає силу плюмов основним курком, який запустив глобальну тектоніку плит.