Інверсії геомагнітного поля і рух літосферних плит можуть бути пов’язані між собою

Співробітники Національного центру наукових досліджень і Паризького інституту фізики Землі (обидва — Франція) з’ясували, що інверсії геомагнітного поля і рух літосферних плит можуть бути пов’язані між собою. Сучасна теорія, нагадаємо, пояснює появу геомагнітного поля конвекцією в рідкому металевому зовнішньому ядрі. Хоча зміни напрямку поля і не повинні бути регулярними, виявлені геофізиками коливання частоти цих подій все одно дивують своєю амплітудою. В останні 10 мільйонів років магнітні полюси, скажімо, мінялися місцями понад 40 разів, тоді як у крейдовому періоді, приблизно 120 млн років тому, один напрямок поля протрималося близько 40 млн років.

На думку авторів, на частоту інверсії впливає процес передачі тепла від ядра до мантії (якщо тепловий потік нерівномірний, ймовірність перестановки полюсів збільшується). Найбільш важливим фактором французи вважають широтну асиметрію: коли в Південній півкулі тепло виводиться в мантію набагато швидше або повільніше, ніж у Північному, поле стає особливо нестабільним.

Стабільне (ліворуч) і нестабільне геомагнітні поля, створювані в умовах рівномірного та нерівномірного теплового потоку (ілюстрація авторів роботи).

Тут геофізикам і згодилася теорія тектоніки плит, що характеризує рух і реорганізацію великих літосферних блоків. В описуваних нею зонах субдукції, областях взаємодії сусідніх плит, океанічна кора йде в мантію. В результаті метаморфізму кори утворюються породи начебто эклогита, помітно відрізняються за складом і фізичними властивостями від речовини нижньої мантії. Якщо такі породи накопичуються на поверхні розділу ядра і мантії, їх нерівномірний розподіл може порушити передачу тепла і дестабілізувати магнітне поле.

Оскільки зони субдукції зазвичай утворюються на межах континентів, розташування останніх можна використовувати як індикатор того, наскільки рівномірно йде передача тепла до мантії. Оцінивши широтне розподіл континентів, геофізики побудували графік зміни коефіцієнта асиметрії», який збільшується при концентрації континентальної кори в одному з півкуль.

Зміни коефіцієнта асиметрії» (позначений синім) і параметра, що характеризує частоту інверсії магнітного поля (ілюстрація з журналу Geophysical Research Letters).

Зв’язок між зазначеними на графіку коливаннями помітити нескладно. На користь запропонованої моделі говорить те, що за піком «коефіцієнта асиметрії», що спостерігалося близько 200 млн років тому, з коректної затримкою в ~30 млн років слід пік частоти інверсії.

Переконати всіх своїх колег авторам, однак, не вдалося, так як часовий інтервал, який повинен відокремлювати процеси на поверхні від викликаних ними змін на границі ядра і мантії, не витримується на всьому розглянутому етапі еволюції Землі. Можливо, якість моделі знижується з тієї причини, що розміщення континентів не дозволяє точно оцінити розподіл зон субдукції.

Повна версія звіту опублікована в журналі Geophysical Research Letters.

Підготовлено за матеріалами Національного центру наукових досліджень.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *