Земля однажды проглотила свой собственный суперокеан

Когда древний суперконтинент Родиния вывернулся наизнанку, Земля проглотила свой собственный океан — это произошло около 700 миллионов лет назад.


Редкий вид пропасти между двумя континентальными плитами — разлом виден в национальном парке Тингвеллир в Исландии. Эта пропасть отделяет евразийский континент от североамериканского континента.

Родиния была суперконтинентом — предшественник более известной Пангеи, которая существовала в период 320 — 170 миллионов лет назад. Чжэн-Сян Ли, учёный из Университета Кертин в Перте, Австралия, утверждает, что суперконтиненты и их суперокеаны образуются и распадаются в чередующихся циклах, которые иногда сохраняют океаническую кору, а иногда возвращают её обратно в недра Земли.

«Структура мантии Земли полностью реорганизуется каждый второй суперконтинент [другой цикл] путём регенерации нового суперокеана и нового кольца огня». «Огненное кольцо» представляет собой цепь зон субдукции вокруг Тихого океана, где кора континента размалывается под континентами. Вокруг Огненного кольца часто случаются вулканы и землетрясения.

История суперконтинентов немного мутная, но геологи всё больше убеждаются, что континенты сливаются в одну гигантскую сушу каждые 600 миллионов лет, в среднем. Сначала появилась Nuna, которая существовала между 1,6 и 1,4 млрд. лет назад. Затем Нуна распалась, чтобы появилась объединённая Родиния (около 900 миллионов лет назад). Родиния распалась 700 миллионов лет назад. Затем, около 320 миллионов лет назад, образовалась Пангея.

В циркуляции мантии (слоя под земной корой) есть закономерности, которые хорошо совпадают с 600-миллионным циклом. Но некоторые месторождения полезных ископаемых и золота, а также геохимические признаки в древних породах повторяются в более длинном цикле, который приближается к миллиарду лет. В новой статье, опубликованной в апрельском выпуске журнала «Precambrian Research», Ли и его коллеги утверждают, что Земля на самом деле имеет два параллельных цикла: цикл суперконтинента длиной 600 миллионов лет и суперокеана длиной в миллиард лет. Каждый суперконтинент распадается и реформируется двумя чередующимися методами.

Эти два метода называются «интроверсия» и «экстраверсия». Чтобы понять интроверсию, представьте суперконтинент, окружённый одним суперокеаном. Континент начинает разделяться на куски, разделённые новыми внутренними океанами. Затем, по любой причине, процессы субдукции начинаются в этом новом, внутреннем океане. В этих огненных точках океаническая кора возвращается в горячую мантию Земли. Внутренний океан разжёвывается опять во внутреннем пространстве планеты. Континенты снова собираются вместе. Вуаля — новый суперконтинент, окружённый тем же старым суперокеаном, который был там раньше.

Экстраверсия, с другой стороны, создаёт как новый континент, так и новый суперокеан. В этом случае суперконтинент разрывается на части, создавая этот внутренний океан. Но на этот раз субдукция происходит не во внутреннем океане, а в суперокеане, окружающем рифтогенный суперконтинент. Земля поглощает суперокеан. Суперконтинент по существу выворачивается наизнанку: его бывшие береговые линии сжимаются, образуя новую середину, а его разорванная середина теперь является побережьем. Между тем, когда-то внутренний океан теперь является совершенно новым суперокеаном, окружающим новый суперконтинент.

Ли и его коллеги использовали моделирование, чтобы доказать, что за последние 2 миллиарда лет интроверсия и экстраверсия чередовались. В этом сценарии суперконтинент Нуна распался и сформировал Родинию посредством интроверсии. Суперокеан Нуны, таким образом, выжил и стал суперокеаном Родинии, который учёные окрестили Мировым океаном.  Нуна и Родиния имели схожие конфигурации. Нуна просто распалась, а затем снова собралась вместе.

Но затем океаническая кора Мирового океана стала покоряться. Родиния развалилась на части,  а её суперокеан исчез. Он ударил на другой стороне планеты, как Пангея. Новый океан, сформировавшийся в результате разрыва Родинии, превратился в суперокеан Пангеи, известный как Панталасса.

Пангея, конечно, разошлась, чтобы стать теми континентами, которые мы знаем сегодня. Остатки Панталассы выживают как океаническая кора Тихого океана.
Планета Океан — некоторые факты океанической жизни

По словам Марка Бена, геофизика из Бостонского колледжа и Океанографического института Вудс-Хоул, который изучает глубокую историю Земли, правдоподобны последние 2 миллиарда лет, заложенные в новом исследовании. Однако трудно понять, представляют ли исследованные циклы истинную фундаментальную модель.

«У нас есть только три итерации, поэтому мы пытаемся экстраполировать из не очень большого количества циклов» — сказал Бен.

Если переменная модель сохранится, следующий суперконтинент сформируется за счёт интроверсии. Внутренние океаны, созданные рифтовой Пангеей — Атлантический, Индийский и Южный океаны — закроются. Тихий океан расширится, чтобы стать единственным суперокеаном нового континента. Учёные называли этот теоретический будущий суперконтинент  — Amasia. В настоящий момент Тихий океан немного сокращается, благодаря субдукции, но эта модель может продолжаться или не сохраняться в течение сотен миллионов лет.

Будущее суперконтинента Земли остаётся неясным. Модели, которые пытаются объединить движения континентов Земли с внутренней динамикой мантии, помогут определить, являются ли методы сборки интроверсии / экстраверсии реалистичными. Изучение закономерностей молекулярных изменений в древних породах, вероятно, находятся на правильном пути для решения этих фундаментальных вопросов тектоники плит.

В конечном счёте, вопрос сводится к тому, что движет тектоникой плит. Никто не знает, что вызывает начало субдукции в определённом месте и времени. Есть только споры о том, когда пластины Земли начали изгибаться вокруг. Некоторые учёные считают, что тектоника плит началась вскоре после образования Земли. Другие думают, что это началось 3 миллиарда, 2 миллиарда или миллиард лет назад.
Континент между Австралией и Антарктидой