На Земле 84 млн лет назад сдвинулись полюса — ученые
Доказательства сдвига полюсов в прошлом Земли нашли ученые Токийского технологического института, согласно исследованию, опубликованному 18 октября в журнале Nature Communications.
Вопрос о том, может ли внешняя твердая оболочка Земли колебаться или даже опрокидываться относительно оси вращения, обсуждался в научной среде уже давно. Такое смещение Земли называется «истинным полярным блужданием», но доказательства этого процесса были спорными.
Новое исследование Токийского технологического института привело некоторые из наиболее убедительных на сегодняшний день доказательств того, что такое планетарное опрокидывание действительно имело место в прошлом Земли.
Земля представляет собой слоистый шар с твердым металлическим внутренним ядром, жидким металлическим внешним ядром и твердой мантией и преобладающей корой на поверхности. Поскольку внешнее ядро Земли жидкое, твердая мантия и кора могут по нему скользить.
Несмотря на постоянное движение земной коры, магнитное поле Земли генерируется электрическими токами в конвектирующем жидком металле Ni-Fe внешнего ядра. В длительных временных масштабах колебания мантии и коры не влияют на ядро, потому что эти вышележащие слои горных пород прозрачны для магнитного поля Земли.
Напротив, модели конвекции в этом внешнем ядре фактически вынуждены танцевать вокруг оси вращения Земли, что означает, что общая картина магнитного поля Земли предсказуема, распространяясь таким же образом, как железные опилки, выстраивающиеся в линию над небольшим стержневым магнитом.
Следовательно, эти данные предоставляют отличную информацию о направлении Северного и Южного географических полюсов, а наклон показывает расстояние от полюсов. Многие горные породы фактически записывают направление локального магнитного поля по мере их формирования, во многом так же, как магнитная лента записывает музыку.
Например, крошечные кристаллы минерального магнетита, производимого некоторыми бактериями, на самом деле выстраиваются в линию, как крошечные стрелки компаса, и попадают в осадок, когда камень затвердевает. Этот «ископаемый» магнетизм можно использовать для отслеживания того, где ось вращения отклоняется относительно земной коры.
«Представьте, что вы смотрите на Землю из космоса, — объяснил профессор Калифорнийского технологического института Джо Киршвинк, — Истинное полярное блуждание будет выглядеть так, как будто Земля опрокидывается на бок, а на самом деле происходит то, что вся скалистая оболочка планеты — твердая мантия и кора — вращается вокруг жидкого внешнего ядра».
Ученые решили проверить давно известную теорию сдвига полюсов в позднем меловом периоде, около 84 миллионов лет назад. В процессе исследования они использовали палеомагнитные данные из известняков, образованных в меловой период между 145,5 и 65,5 миллиона лет назад, расположенных в Италии.
Магнетизм более молодых пород в том же районе был изучен почти 50 лет назад и косвенно привел к открытию столкновения с астероидом, которое убило динозавров. «Эти итальянские осадочные породы оказываются особенными и очень надежными, потому что магнитные минералы на самом деле являются окаменелостями бактерий, которые образовали цепочки минерального магнетита», — сказала геобиолог Дартмутского колледжа Сара Слотзник.
Ученые обнаружили, что, как и предсказывала гипотеза о полярных блужданиях, итальянские данные указали, что 84 миллиона лет назад произошел наклон планеты примерно на 12°. Команда также обнаружила, что после опрокидывания на бок Земля изменила курс и повернулась назад, в результате чего общее отклонение составило почти 25° примерно за пять миллионов лет.
