Тектониката на плочите може да не е постоянна характеристика на Земята. Новите симулации предполагат, че процесът, който образува планини, разпалва земетресения и задвижва континентите на планетата, за да се пренаредят бавно, да завърши милиарди години в бъдеще.
Свързано съдържание
- Учените са си представили основата на тектонска плоча
- Диамантите се пазят в тайна за тектониката на плочите
„От известно време знаем, че тектониката на плочите е само едно от спектъра тектонични състояния, в които може да се намира една планета“, казва Крейг О’Нийл, планетарен учен от университета Маквари в Австралия.
Планети като Марс и Меркурий са в така нареченото застояло състояние на капака. Най-външната обвивка, наречена литосфера, на тези планети е твърде дебела, за да се разпадне вътрешността на планетата и да произвежда тектонска активност. Учените са предполагали, че в крайна сметка Земята ще достигне подобно състояние, но доказателства липсват, казва О'Нийл. "Просто нямаме достатъчно планети, за да можем да направим каквито и да било реални заключения."
Така О'Нийл и неговите колеги тръгнаха да моделират еволюцията на Земята и да видят какво може да има бъдещето за нашата планета. Но дори и при съвременните суперкомпютри няма достатъчно изчислителна мощност, за да симулира цялата триизмерна Земя през цялата си история. Вместо това групата изгради опростена двуизмерна симулация на Земята, която моделира еволюцията на планетата от нейното формиране преди 4, 5 милиарда години до повече от 5 милиарда години в бъдещето. Дори тогава едно пускането отне 3 седмици, отбелязва О'Нийл.
Опростеният модел позволява на екипа да изпробва различни изходни точки за ранната земна температура - променлива, която засега не е известна, тъй като нямаме скали от първите 500 милиона години от историята на планетата. „Една от големите слабости в [нашето] разбиране на еволюцията на Земята в този момент е, че не знаем как всъщност е започнала“, казва О’Нийл.
Учените предполагаха, че процесът на акреция - когато малки парченца от ранната Слънчева система се събираха, за да образуват планета - е доста хладен процес и че планетите само се нагряват по-късно, тъй като радиоактивните елементи във вътрешността се разпадат.
„В наши дни смятаме, че е имало доста много енергия, внесена по време на процеса на натрупване“, казва той. „Имаш много големи тела, които се разбиват едно в друго. Те генерират много топлина чрез въздействие. ”А краткотрайните радиоактивни елементи, като алуминий-26 и желязо-60, които вече не могат да бъдат намерени в Слънчевата система, може да нагреят още повече нещата.
Екипът откри, че началното състояние на планетата може драматично да повлияе на жизнения й цикъл. Когато планетата в модела започна да става по-хладна, тя бързо разработи тектониката на плочите, загубила характеристиката си само след 10 до 15 милиарда години.
Но една по-гореща Земя, която О'Нийл смята за по-вероятна, води до планета, която бавно развива тектониката на плочите. Започва в състояние, подобно на луната на Юпитер Йо, която е покрита с активни вулкани, но няма тектонски плочи. След това моделът показва планета, на която тектониката на плочите се включва и изключва за 1 до 3 милиарда години. (Това е период от време за нашата планета, за който геоложките записи са петнисти, а някои геолози, включително О'Нийл, са заключили, че има сериозен случай на пресечена тектоника през това време. "Заслужава да се отбележи, че това не е напълно съгласувано ", казва той.)
Симулациите показват една Земя, която впоследствие се установява в милиарди години тектоника на плочите, преди най-накрая да изстине достатъчно, за да завърши това - след още 5 милиарда години. "В един момент", казва О'Нийл, "Земята ще се забави и тази литосфера ще се сгъсти и по-дебела до точката, в която тя е твърде силна и прекалено дебела, за да може вътрешността да я разруши повече. "
Изследователите докладват за своите открития в юнския брой на „ Физика на Земята и планетарни интериори“ .
Скалите „са най-добрите неща, на които трябва да разчитаме, за да ни разкажем за миналото“, казва Брадфорд Фоли, геодинамик от института Карнеги във Вашингтон. И без тях учените трябва да разчитат на теоретични модели. Но има много несигурности, които се включват в тях, отбелязва Фоли. Например, екипът на O'Neill би могъл да получи различни резултати, ако е използвал различни формули, които описват начините на формиране на скалите. Никой от моделите, които се разработват днес, за да опишат еволюцията на планетата, не е никъде близо до окончателно, казва Фоли.
Но такива модели могат да помогнат да се проучи какво може да се е случило на Земята, както и на други планети във Вселената. Тектониката на плочите е важна за въглеродния цикъл на Земята и спомага за регулирането на количеството въглероден диоксид в атмосферата. „Този цикъл помага да се поддържа стабилизиран климат на Земята в приятен умерен диапазон, “ отбелязва Фоли. Това е една от причините, поради които учените веднъж предположиха, че планета без тектоника на плочите не може да бъде домакин на живот или поне сложен живот.
Други фактори, като течна вода и съставът на атмосферата на екзопланета, също могат да играят в обитаемостта на планетата, отбелязва О'Нийл. Така че може би е възможно да намерите живот някъде във Вселената на планета, която не се движи и тресе като Земята.
