Земля через 200 млн лет: Геофизики смоделировали облик Земли через 200 миллионов лет |

Содержание

Ученые предсказали возрождение суперконтинента через 300 млн лет

Поиск по сайту

Наука
30 сентября 2022

Александр
Шереметьев

новостной редактор

Александр
Шереметьев

новостной редактор

Компьютерное моделирование показало, что Тихий океан закроется, уступив место новому суперконтиненту.

Читайте «Хайтек» в

Исследователи из Нового Университета Кертина показали, что на Земле через 200–300 млн лет сформируется единый суперконтинент. Это произойдет, когда Тихий океан закроется, а все материки соединятся.

За последние 2 млрд лет континенты на Земле постоянно сталкивались, время от времени формируя единое пространство. В среднем это происходит один раз в 600 млн лет. Ученые использовали суперкомпьютер для моделирования того, как и когда сформируется следующий суперконтинент.

Исследуя ожидаемое развитие тектонических плит Земли с помощью суперкомпьютера, ученые показали, что менее чем через 300 миллионов лет Тихий океан перестанет существовать, а материки соединятся в единое пространство, которое назвали Амазией.

Предполагаемая модель суперконтинента Амазии. Изображение: Curtin University

Тихий океан — это то, что осталось от суперокеана Панталасса, который сформировался около 700 млн лет назад, когда предыдущий суперконтинент начал распадаться на существующие материки. Это самый старый океан на Земле, и он начал уменьшаться в размерах со времен динозавров. Сейчас его размер сокращается на несколько сантиметров в год и, по оценке, ученых он полностью исчезнет через 200–300 млн лет.

На первом этапе с Азией столкнется Америка, а потом Австралия. В самом конце последняя вместе с Антарктидой замкнет остатки океана в единое пространство. Исследователи полагают, что климат на Земле также претерпит существенные изменения. Они полагают, что уровень моря будет ниже, а обширная внутренняя часть суперконтинента будет очень засушливой с высокими дневными перепадами температур.

Читать далее:

Выяснилось, что происходит с мозгом человека после одного часа в лесу

Стало известно, какой чай разрушает белок в мозге

Странные морские существа на глубине океана оказались похожи на человека

Читать ещё

Поздравляем, вы оформили подписку на дайджест Хайтека! Проверьте вашу почту

Спасибо, Ваше сообщение успешно отправлено.

Земля через 200 миллионов лет | Что будет на месте Тихого океана? | 999 чудес и тайн

14.10. 2022

Наша планета Земля не всегда была такой, какой мы ее сейчас знаем. За 4,5 миллиарда существования третьей планеты от Солнца ее поверхность не раз кардинально менялась.

Из курса географии мы знаем, что шесть сейчас существующих материков (Евразия, Африка, Северная и Южная Америки, Австралия и Антарктида) образовались в результате раскола суперконтинента Пангея. Она образовалась примерно 335 миллионов лет назад, а распалась в эру господства динозавров.

Пангея

Но до Пангеи существовали и еще более поздние суперконтиненты — Родиния и Колумбия (Нуна).

Родиния

Все это привело ученых к выводу, что на нашей планете наблюдается некий «суперконтинентатльный цикл», в процессе которого происходит формирование и последующее разрушение этих массивов суши. Каждый суперконтинентальный цикл охватывает примерно 600 миллионов лет.

И вот ученые из австралийского университета Нью-Кертин задумались, а какой будет планета примерно через 200-300 миллионов лет. Группа австралийских ученых во главе с геофизиком Чуаном Хуаном при помощи суперкомпьютера смоделировали поверхность нашей Земли в указанном промежутке времени.

Полученные в ходе исследования результаты свидетельствуют о том, что через 200 миллионов лет на месте самого древнего океана — Тихого — появится новый суперконтинент, который получил название Амазия.

Амазия

Амазия возникнет в результате столкновения Северной и Южной Америк с Евразией. Как пишет Ч. Хуан:

«Считается, что известные суперконтиненты Земли формировались разными способами, но двумя конечными формами были интроверсия и экстраверсия. Первая связана с закрытием внутренних океанов, образовавшихся во время распада предыдущего суперконтинента, а вторая — с закрытием предыдущего внешнего суперокеана».

В основу моделирования были положены как раз эти два способа. По мнению ученых, Амазия может появиться в результате интроверсии, если закроются внутренние океаны — Индийский и Атлантический. А если закроется внешний Тихий океан, то это будет экстраверсия.

Австралийские ученые все же склоняются к теории об экстраверсии по следующим причинам:

1) Тихий океан с каждым годом уменьшается на 2-3 сантиметра;

2) океаническая литосфера медленно, но верно остывает, что способствует ее ослабеванию.

«Наши результаты показывают, что предел текучести океанической литосферы играет решающую роль в определении способа формирования суперконтинента. Мы обнаружили, что высокая прочность океанической литосферы приводит к интроверсии, а более низкая — к экстраверсии. То есть следующий суперконтинент может сформироваться только посредством закрытия Тихого океана».

Также ученые считают, что и климат на нашей планете сильно измениться во времена формирования Амазии. Уровень мирового океана опустится. Внутренние районы суперконтинента будут очень засушливыми с резкими перепадами дневных и ночных температур. Это будет абсолютно иной мир, который никак не будет похож на наш. И большой вопрос: будет ли через 200 миллионов лет существовать человек как вид?

Таким образом, благодаря работе австралийских ученых люди смогли заглянуть в далекое будущее и представить, что случиться с нашей планетой через много миллионов лет.

До новой встречи на моем канале.

Поделиться в социальных сетях

Земля снова станет одним большим суперконтинентом

Ученые-геологи говорят, что примерно через 200 миллионов лет Земля станет домом для одного массивного суперконтинента; есть четыре известные версии этого мегаконтинента.
В одной из самых популярных версий климат может быть на удивление мягким, но есть вероятность наступления ледникового периода.
На случай, если постчеловеческий вид выживет, он должен находиться в состоянии равновесия с естественной экосистемой.

Пангея (или Пангея), огромный массив суши, который соединил все семь континентов в один массивный континент в доисторическом прошлом Земли, распался около 200 миллионов лет назад. По захватывающему повороту земной эволюции оказывается, что мы находимся примерно в 200 миллионах лет от формирования нового, похожего на Пангею суперконтинента , говорят ученые.

Существует четыре преобладающих версии того, как будет развиваться этот суперконтинент, согласно исследовательской статье, опубликованной в Геологический журнал в 2018 году.

В первом сценарии мы предполагаем, что Атлантический океан продолжает открываться, а Тихий океан продолжает закрываться. Тихий океан, со своей стороны, состоит из зон субдукции , или мест, где океанические плиты погружаются в континентальные плиты, а затем в мантию Земли. (Вот почему 80 процентов сильных землетрясений происходят по краям Тихого океана, также известного как «Огненное кольцо».)

В результате этой тектонической активности Америка продолжает отделяться от Европы и Африки, что означает, что они в конечном итоге врежутся в Антарктиду, идущую на север, а затем в Африку, Европу и Азию, которые уже будут тесно связаны друг с другом. Тем временем Австралия состыкуется с Восточной Азией. Результатом стал один огромный мегаконтинент под названием «Новопангея» (от греко-латинского «Новая Пангея»).

В сценарии «Проксима Пангеи» (или «следующая Пангея») Атлантический океан, как и Индийский океан, продолжает расширяться, пока новые зоны субдукции снова не оттягивают континенты, что приводит к столкновению между Евразией и остальной частью континенты. Чтобы визуализировать конечный результат, представьте себе кольцеобразную сушу с небольшим океаническим бассейном в центре.

Больше удивительных наук о Земле ⬇️

Почему Земля пульсирует каждые 26 секунд?
Надвигающаяся угроза сильного землетрясения на западе
На Земле заканчивается песок, что касается

Тихий и Атлантический океаны действительно старые — колоссальные 200 миллионов и 180 миллионов лет соответственно. Так что, если они оба закрылись? В этом случае родился бы суперконтинент « Аурика » (слово-бумажник от «Австралия» и «Америка»).

«Мы предполагаем, что есть только два океана, Атлантический и Тихий. Но на Земле у вас есть больше вариантов, например, Индийский океан», — говорит Жоао К. Дуарте , доцент тектоники Лиссабонского университета в Португалии, который также является создателем гипотезы Аурики. «Можно закрыть и Атлантику, и Тихий океан, потому что они оба в настоящее время очень старые», — говорит Дуарте Popular Mechanics . Все, что вам нужно, это третий океан. Он уже есть, и это Индийский океан, самый молодой из группы, «всего» около 140 миллионов лет . Так что, если в будущем Индийский океан откроется, а Тихий и Атлантический закроются, все семь континентов станут одной большой Аврикой вокруг экватора.

Наконец, теория «Амазии» (чемодан от «Америка» и «Азия») предполагает, что Атлантический и Тихий океаны останутся открытыми, а Северный Ледовитый океан закроется. В этом случае все континенты, кроме Антарктиды, начнут двигаться на север и осядут вблизи Северного полюса. «В итоге вы получите просто огромный океан вокруг Северного полюса и Антарктиду с другой стороны», — говорит Дуарте.

«Как только континенты достигают состояния суперконтинента, выбросы углекислого газа в результате вулканической активности становятся большой неопределенностью».

В исследовании, которое было опубликовано в журнале Геохимия, геофизика, геосистемы в июле 2021 года, исследователи использовали 3D-модели глобального климата, чтобы смоделировать, как расположение земель Аурики и Амасии повлияет на наш климат. Если вы поклонник постапокалиптического антиутопического триллера Netflix, Snowpiercer , в котором весь мир заморожен, кроме поезда под названием Снежный Сквозь землю, который непрестанно кружит вокруг Земли, радуйтесь. Если сценарий Амасии затмит другие и все массивы суши вокруг Северного и Южного полюсов, отсутствие земли между ними нарушит океанскую конвейерную ленту, постоянно движущуюся систему глубоководной циркуляции океана, переносящую тепло с экватора. к полюсам, что делает полюса не только более холодными, но и покрытыми льдом круглый год. «Весь этот лед будет отражать тепло в космос», Майкл Уэй, , ученый-физик из Годдардовского института космических исследований НАСА в Нью-Йорке, возглавлявший исследование в июле 2021 года, рассказывает Popular Mechanics .

Аурика, с другой стороны, может оказаться раем для серферов. «Этот суперконтинент будет находиться недалеко от экватора, поэтому он, вероятно, будет немного теплее и, возможно, суше, чем сегодняшняя Земля», — говорит Дуарте, который считает, что Аурика — наиболее вероятный сценарий суперконтинента, а Амасия — наименее вероятный. Более теплая Земля (на три градуса по Цельсию, согласно их моделям) может привести к увеличению числа побережий, подобных Бразилии, с красивыми пляжами с белым песком, очаровательными коралловыми рифами и комплексами песчаных дюн, но также и с сильными океанскими течениями.

Но есть одна загвоздка. Ледяная Амасия уничтожит почти все формы жизни на Земле, сохранив только жизнь в океане — Водный мир , кто-нибудь? Но это не значит, что более мягкая аурика не будет жестока по отношению ко многим видам. «Многие виды столкнутся с жесткой конкуренцией и будут бороться друг с другом за выживание, когда континенты объединятся. Нам следует ожидать массовых вымираний», — говорит Дуарте.

Ныряй глубже ⬇️

Две капли обвиняют в блуждании магнитного северного полюса
Ранний астероид вызвал тектоническую активность Земли
Почему ядро Земли остывает быстрее, чем ожидалось

Для Алекс Пуллен , доцент кафедры инженерии окружающей среды и наук о Земле в Университете Клемсона в Южной Каролине, мы сталкиваемся с определенными проблемами, когда мы пытаемся заглянуть так глубоко в будущее. Во-первых, мы понятия не имеем, как будет выглядеть растительность через 200 миллионов лет. «Растения оказывают глубокое влияние на химический состав атмосферы, осадки, облака и альбедо (которое составляет доля света поверхность отражает)», — рассказывает Пуллен Popular Mechanics . «Кроме того, когда континенты достигают состояния суперконтинента, выбросы углекислого газа в результате вулканической активности становятся серьезной неопределенностью».

Кроме того, мы понятия не имеем, как будут выглядеть парниковые газы в будущем, и мы не знаем, как циркуляция океана и атмосферы вокруг Аурики и Амасии повлияет на эти парниковые газы, продолжает Пуллен. «Нет аэрозолей (микроскопических твердых или жидких частиц , взвешенный в воздухе или в виде газа), также были включены в модели, которые очень важны для климата», — говорит он.

Но Уэй знает, что существует множество вещей, которые мы не можем предсказать, учитывая, как мы жестоко обращаемся с планетой. «Мы не можем понять, как изменение климата или заполнение океанов загрязнением и пластиком повлияет на планету», — говорит он. Он пессимистично относится к людям, но не к планете. «Большую часть из последних четырех миллиардов лет на нашей планете были довольно умеренные условия на ее поверхности, за исключением нескольких небольших периодов времени. Мы не совсем понимаем, как планете это удалось. Это удивительно, правда?» он говорит. «Планета, вероятно, оправится от жестокого обращения, которое мы ей причинили».

Возможно, люди тоже выживут, но в более развитом виде. Имейте в виду, что нас приучили верить в то, что эволюция направлена.

«Мы верим, что эволюция всегда движется в направлении совершенствования. «Да, мы очень умны, — говорим мы, — объясняет Дуарте. «Возможно, в будущем появится сверхразум, но это предполагает, что интеллект — это всегда хорошо», — продолжает Дуарте. Существуют теории, говорящие о том, что разумные виды обладают огромным багажом самоуничтожения. «У нас есть возможность создать ядерное оружие, способное убить все человечество», — говорит Дуарте, намекая на продолжающуюся российско-украинскую войну. По словам Дуарте, для выживания постчеловеческого вида через 50-250 миллионов лет в будущем вам нужно больше, чем интеллект: вам нужно жить в гармонии с окружающей экосистемой.

В любом случае, эти изменения не произойдут ни при нашей жизни, ни при жизни наших внуков, ни даже при жизни 1000 внуков, как выразился Уэй. Хотя они уже происходят. Мы этого не чувствуем, но все меняется — постоянно, тонко, незаметно.

«У нас на Земле горообразование. В Тихом океане из-за вулканизма образуются новые острова… Плиты все еще движутся по планете, и каждый день где-то на планете происходит землетрясение по шкале Рихтера», — говорит Уэй. Вероятно, мы находимся на полпути к большому планетарному переходу и даже не знаем об этом.

Перед тем, как уйти …

Люди могут развить шестой смысл. Ученые говорят, что
Вселенная меняет законы физики само по себе
Массовые вымирания происходят каждые 27 миллионов лет

9000

Стэв Димитропулос

STAV Dimtriplos. научные статьи появлялись в Интернете или в печати для BBC, Discover, Scientific American, Nature, Science, Runner’s World, The Daily Beast и других. Став прервал спортивную и академическую карьеру, чтобы стать журналистом и познавать мир.

Перемотка на миллиард лет назад Следы суперконтинентов и структур мантии

Тектонические плиты Земли всегда находятся в движении, и, вероятно, на протяжении большей части истории нашей планеты. Однако их пути в обратном направлении создают проблемы, связанные с последним суперконтинентом, Пангеей, который распался около 200 миллионов лет назад.

Чтобы понять, где когда-то располагались континенты на земном шаре, ученые должны выбрать систему отсчета. В системе отсчета относительного движения плит одна плита остается неподвижной — скажем, Африка, — а все остальное движется относительно этого неподвижного куска Земли. Напротив, модели абсолютного движения плит позволяют всем плитам двигаться в рамках системы отсчета более глубокой Земли — например, сохраняя постоянными горячие точки или другие особенности глубокой мантии. Ситуация усложняется тем, что и тектонические плиты, и мантия движутся относительно оси вращения Земли.

Разработав новую модель, основанную на совместном движении тектонических плит и мантии, группа ученых исследовала, как глубокие структуры мантии могли реагировать на движения плит в течение последнего миллиарда лет. Команда, возглавляемая Дитмаром Мюллером, геофизиком из Сиднейского университета, начала с периода времени, когда существовала предшественница Пангеи — Родиния.

Правила тектоники! (Возможно)

Три тектонических «правила» управляют моделью Мюллера. Во-первых, он и его коллеги минимизировали скорость вращения внешней оболочки Земли — литосферы — относительно мантии, явление, называемое суммарным вращением литосферы. Мюллер объяснил, что высокая вязкость мантии ограничивает массовое движение вышележащей литосферы.

Получайте самые захватывающие научные новости недели на свой почтовый ящик каждую пятницу.

Зарегистрируйтесь сейчас

90–140 Во-вторых, команда Мюллера ограничила подвижность зон субдукции на протяжении миллиардов лет на основании того, как сегодня ведут себя океанские впадины. Когда старая плотная океаническая плита погружается, шарнир, в котором плита изгибается, обычно медленно откатывается назад, в сторону от преобладающей плиты. По словам Мюллера, шарниры редко отступают быстро, а канавки не часто перемещаются в другую сторону к главной пластине.

В-третьих, поскольку континенты имеют толстый киль, который впивается в вязкую мантию, Мюллер установил для континентов ограничения скорости.

Однако эти правила могут не применяться к более ранним эпизодам истории Земли. Эльвира Мулюкова, геодинамик Северо-Западного университета, указала, что слой низкой вязкости между литосферой и остальной частью мантии — астеносфера — относительно слаб. Поэтому необходимость минимизировать чистое вращение литосферы — это предположение, а не правило, — сказала она.

Экстраполяция сегодняшних скоростей отката плиты на миллиард лет назад — еще одно предположение, сказал Чжэн-Сян Ли, геолог из Университета Кертина. Откат мог вести себя не так, как сегодня, а это означает, что в прошлом скорости могли отличаться.

Быстрая перемотка вперед, назад

В предпочитаемой Мюллером модели, которая начинается 1000 миллионов лет назад, океан, окружающий суперконтинент Родиния, содержал разбросанные зоны субдукции. Примерно 600 миллионов лет назад глубинная структура мантии отражала эти распределенные зоны субдукции. Сети, похожие на хребты, выстроились вокруг границы между ядром и мантией, поднимаясь и опускаясь, как горные цепи, состоящие из мертвых тектонических плит.

Мы реконструировали бьющееся сердце Земли за миллиард лет, иллюстрируя связь между глубинными конвекционными потоками, движением плит и зелеными городами авторов (Сидней, Циндао, Лидс, Остин) https://t.co /htnlLy5O13 @sydneyunigeo @AuScope #geodynamics pic.twitter.com/jMGYT2g7Ag
— Дитмар Мюллер (@MullerDietmar) 4 августа 2022 г.

Примерно между 600 и 500 миллионами лет назад полоса зон субдукции помогла распределить континенты вокруг окружность земного шара, с океанами по обе стороны петли суши. Это привело к образованию отчетливых структур нижней мантии, порождающих плюмы, под обоими океанами. Однако вечно движущиеся континенты в конце концов прекратили свое окружение и рассеялись. Погружающиеся плиты прорезали одну из структур нижней мантии, которая распалась между 500 и 400 миллионами лет назад. Другой апвеллинг сместился, оседая ниже палео-Тихого океана.

От 400 до 200 миллионов лет назад структура мантии с центром в Тихом океане заняла свое положение, не затронутая погружающимися плитами. Однако аналога не существовало в глубокой мантии на противоположной стороне земного шара, где вместо этого находилось кладбище субдуцированных плит из-за закрытия древних океанов, когда Пангея объединилась около 320 миллионов лет назад.

«Если мы хотим иметь геодинамически обоснованную модель, которая подчиняется принципам физики, мы должны применять эти правила».

В конце концов, Пангея раскололась, но структура мантии, лежащая в основе Тихого океана, сохранилась. После того, как части Пангеи рассеялись, сформировался апвеллинг африканской мантии, возможно ответственный за современные разломы и вулканы.

Модель Мюллера соответствует большинству других моделей движения плит за последние 200 миллионов лет истории Земли, отчасти потому, что недавние горные породы гораздо легче реконструировать. В частности, сегодняшнее дно океана, испещренное симметричными магнитными сигнатурами, возраст которых увеличивается вдали от центров распространения, уходит в прошлое на 200 миллионов лет, что позволяет земным ученым с большей легкостью изменять траектории движения континентов, сказала Мулюкова.

После 200 миллионов лет назад некоторые модели движения плит, когда они связаны с мантией, приводят к необоснованному поведению, подобному странным боковым течениям мантии, объяснил Мюллер. «Если мы хотим иметь геодинамически обоснованную модель, которая подчиняется принципам физики, — сказал он, — нам нужно применять эти правила».

Палеомагнитные проблемы

Узнать, является ли вывод модели разумным, сказал Мюллер, «не так просто». В качестве проверки он и его коллеги сравнили прошлые местоположения плит модели с известными местами извержений вулканов, обозначенными кимберлитами и крупными магматическими провинциями, которые происходят из шлейфов глубоко в мантии и извергались на протяжении всей истории Земли. «Мы можем просто сравнить, где [вулканические регионы с глубокими источниками] совпадают с местами, где наша модель предсказывает высокую вероятность появления мантийных плюмов», — пояснил он.

Модель Мюллера не использует палеомагнитные данные в качестве внешней проверки, как и вулканическую информацию из глубоких источников, отчасти потому, что палеомагнитные данные не могут ограничивать изменения долготы. По словам Мюллера, это ограничение означает, что если тектоническая плита двигалась строго на восток или запад, это движение не было бы зарегистрировано в палеомагнитном сигнале.

Более того, палеомагнитные данные отражают движение плит относительно как мантии (тектоника плит), так и общего вращения твердой Земли — коры и мантии вместе — относительно оси вращения (истинное полярное блуждание), сказал Мюллер.

Истинное полярное блуждание, сказал Ли, представляет собой огромный геодинамический процесс, который может быть смоделирован только косвенно в существующих моделях, но, в конечном счете, должен быть включен для точного использования данных палеомагнетизма. Когда будущие геодинамические модели смогут учитывать вращение Земли и центробежную силу, они смогут использовать палеомагнитные данные для проверки результатов, пояснил Ли. «Мы действительно должны преодолеть это препятствие, чтобы включить вращение Земли — центробежную силу — в геодинамический процесс», — сказал он.

«Палеомагнетизм — король»

«Геодинамики усердно работали с точки зрения моделирования, чтобы понять, как должна вести себя Земля», — сказал Мюллер, используя физические ограничения, такие как вязкость мантии.

«Из наблюдений мы не знаем, как конвектируется мантия под нашими ногами».

Однако «в условиях существующих неопределенностей реологии [поведения потока] мантии… вы можете создавать модели, в которых мантия почти неподвижна или движется быстрее, чем плиты», — сказал Доуве ван Хинсберген, геолог из Утрехтского университета. «Из наблюдений мы не знаем, как происходит конвекция мантии под нашими ногами».

По мере того, как плиты погружаются, их минералогия и структура на атомном уровне меняются, что может сделать плиту более жесткой или слабой, сказала Мулюкова, «и, следовательно, более или менее способной… перемещать вещи вдоль границы ядра и мантии». По ее словам, важно понять эти переходы из лабораторных работ и включить их в геодинамические модели.

Хотя температура и плотность растяжения являются основной причиной погружения плит, фазовые переходы, которые происходят, когда физические свойства минералов трансформируются в формы, устойчивые при более высоких давлениях и температурах, также способствуют этому явлению. Фазовые переходы изменят движение желобов (второе правило Мюллера), изменив притягивающие силы (такие как плотность и вязкость), которые тянут погружающиеся плиты в мантию, сказал Мингминг Ли, геодинамик из Университета штата Аризона.

В конечном счете, использование того, как может работать мантия и как должны двигаться плиты, для объяснения геологических данных «является неверным путем», сказал ван Хинсберген.