03/09/2025
Якою буде геологічна будова нашої планети, дуже віддаленого майбутнього нашої планети не через 10, 50, 100 і навіть 1000 років, а за … 50, 150 та 250 млн років: на це питання сучасна геологія, за принципом актуалізму та теорії літосферних плит або «Теорії організації геологічної будови Землі», що розвинулась із гіпотези Альфреда Вегенера і дозволяє глибоко та однозначно зрозуміти принципи роботи «головного геологічного двигуна» нашої планети, завдяки якому пояснюються усі спостережувані найпотужніші ендогенні та екзогенні процеси, дозволяє геологам передбачити утворення майбутнього суперконтиненту Землі, який виходячи з різних передумов, може утворюватися за чотирма можливими сценаріями, умовно названими: Нова Пангея, Пангея ультима, Ауріка та Амасія...
Теорія літосферних плит виходить з того, що тверда земна кора розбита на різні за розмірами секції, які називаються літосферними плитами та завдяки конвекційним процесам у мантії перебувають у постійному русі і хоча цей рух становить лише на кілька сантиметрів на рік, у масштабах геологічного часу за деся тки та сотні мільйонів років у відповідні періоди настільки значні, що літосферні плити розходяться, розпадаються, маневрують, зникають («пірнають у мантію»), з’являються, сходяться настільки, що можуть створити суперконтинент, з'єднучи в єдине ціле майже весь суходіл Землі і залишаючись єдиним цілим на кілька сотень мільйонів років...
Виходячи із «вікна можливостей», що склалися у певний геологічний періож часу, тектоніка літосферних плит дозволяє:
- прогнозувати рухи літосферних плит, які вказують на локалізацію гіпоцентрів землетрусів, місць виверження вулканів, ділянок утворення гірських систем, їхнього ерозійного розмиву та акумулювання осадових відкладів, формування родовищ корисних копалин;
- зрозуміти геохімічні закономірності геотектонічного вилучення вуглецю із земної кори у мантію, що запобігає формуванню на Землі нестерпного для життя парникового клімату, такого як на Венері та багато інших загадок планети Земля;
- проводити палеогеодинамічні реконструкції не тільки минулих геологічних періодів, але й моделювати, із досить високою достовірністю майбутні обриси суходолу …
Незважаючи на такі визнані досягнення за останні 50 років, накопичені знання дозволяють по новому поглянути на теорію літосферних плит. Назва, можливо, і не змінилася, але сьогодні теорія літосферних плит знаходиться в розпалі модернізації, щоб включити глибший рівень - як у нашому розумінні, так і в глибині нашої планети.
Тектоніка літосферних плит сформувалась з гіпотези континентального дрейфу Альфреда Вегенера, наприкінці 1960-х, коли геологи зрозуміли, що літосферні плити, що рухаються по астеносфері зі швидкістю росту нігтів, в деяких місцях (наприклад, у Каліфорнії) рухаються одна від одної та сходяться в інших (як Японія). Коли вони сходяться, одна плита занурюється в мантію Землі під іншою плитою, але те, що трапилося з нею глибше в мантії, залишилося загадкою для більшості геологів 20 століття.
Тепер застосування вдосконалених обчислювальних потужностей суперкомп'ютерів та нових методів дослідження глибоких надр Землі дозволило геологам усунути деякі вражаючі прогалини в оригінальній теорії, наприклад, чому на континентах за тисячі миль від меж плит трапляються землетруси та інші тектонічні явища…
Вводячи наземну внутрішню динаміку, важливо говорити про цикл Вілсона та теорію континентального дрейфу, щоб зрозуміти, що наша планета жива, і що так звані тектонічні плити перебувають у русі, завершуючи фази Цикла та виражаючи їх постійну. євроремонт Планета Земля диференційована і містить структуру, яку називають "шарами", які мають ядро (внутрішнє і зовнішнє) - ендосфера -; нижня мантія - мезосфера -; верхня мантія - астеносфера -; і літосфера, яка є основою наших знань про земну будову.
Але це все?
Як же геологи можуть мати розуміння того коли почався рух, якими на нашій планетою народились континенти та якими вони стануть у майбутньому?
Ці питання, які стають надзвичайно важливими для всієї роботи геологів, адже земля - це предмет їхнього дослідження.
Коли Альфред Вегенер почав вивчати географічну карту світу, він хотів розгадати гігантську головоломку, де континенти грають роль шматочків. І в цій грі він побачив, як Південна Америка вписується в Західну Африку. Як відбувався процес, який призвів до такого розділення на два континенти – дає розуміння динаміки Землі та історії нашої планети.
Таким чином, Альфред Вегенер першим назвав "перший" і найвідоміший суперконтинент: Пангею. За словами Вегенера, Пангея розбилася б на два основні континентальні блоки: Лавразію на півночі та Гондвану на півдні. Щоб відстояти свою теорію, Вегенер прагнув довести, що гірські породи, присутні на краях континентів, сумісні за віком та складом. Таким чином, було проведено дослідження скам’янілих ділянок та аналіз гірських порід.
Теорія була прийнята науковим співтовариством і стала основою для формулювання теорії тектоніки плит у 1950-60-ті роки… Саме тоді вийшла стаття про цикл Вілсона (Wilson Cycle ), але для швидкого розуміння процесу ми можемо підсумувати, що цикл - це постійний процес відкриття (формування), розвитку та закриття океанів. Це безпосередньо пов'язане з попередніми теоріями, континентальними теоріями дрейфу та тектонікою плит відповідно.
Тектоніка плит як теорія говорить про те, що континенти це жорсткі плити, які рухаються відносно один одного і що деформація відбувається лише на їхній периферії… Це точно не зовсім так! Це [лише] приблизно відповідає дійсності тільки в океанічних плитах.
Є й інші загадки. Чому Анди та Тибет чекали десятки мільйонів років після того, як їх плити почали сходитися, перш ніж вони виросли високими? І чому Японське та Егейське море швидко формувалися, але лише після того, як плити занурювались під них десятки мільйонів років?
Ці факти спантеличують геологів протягом багатьох років, і вони не вписуються добре розроблену в тектонічну теорію плит. Тому геологи заглядають в мантію, щоб побачити, чи це може пояснити цілу сторону тектоніки, яку ми насправді не розуміємо.
Починаючи з середини 1990-х років , внутрішня будова Землі поступово почала закреслюватись зображеннями, схожими на CAT-Scan, побудованими шляхом картографування відгомонів потужних землетрусів, які відбиваються від особливостей у підземному середовищі Землі, так, як кажан оглядає оком, щоб знайти місце для посадки. Ці знімки «сейсмічної томографії» показують, що літосферні плити, які занурюються з поверхні та в мантію («пірнають» мовою геологів), не просто перетворюються на безформне розмиття, як це часто можна побачити на схематичних зображення. Насправді у них "мантійне життя" досить довге та насичене не менш цікавими геологічними подіями.
Тепер ця сейсмічна томографія демонструє «однозначні докази того, що занурена літосферна плита [або матеріал пластин] опускається прямо в нижню мантію». Це врегулювало десятиліття суперечок про те, наскільки глибоко протікає теплова конвекція, яка проходить через мантію.
Плити занурюються через мантію, оскільки вони прохолодніші і, отже, щільніші, ніж навколишня мантія. Це працює тому, що "Земля діє як рідина в дуже тривалих часових масштабах.
Апарати високого тиску з високим тиском з алмазними наковальнями можуть тепер відтворити температурні та баричні умови мантії та навіть центр Землі , хоча і в крихітних масштабах. Вони показують, що гірські породи при тиску і температурі мантії є рідкими, але не зовсім рідкими, тобто твердими, але рухливими - що бентежить нашу інтуїцію, як картина Сальвадора Далі . Тут жорсткість залежить від часу: тверді кристали течуть , а лід горить гарячим.
Але навіть за сюрреалістичними мірками земного підземного світу шар у мантії глибиною від 410 до 660 кілометрів (255-410 миль) є особливо своєрідним. Включення в алмазах, які повернулися з мантії на поверхню Землі, виявляють, що мантія багата водою , де вуглець , який колись був біомасою живих організмів які жили на морському дні, чекає, коли карбонатні мінерали переробляються в атмосферу, де алмази відростають жиром протягом еонів раніше, періодично переробляючись у корону роялті. Хвилі землетрусу спотворюються, коли вони проходять через нього, показуючи, що на 660-кілометровій межі глибокої межі є гірська топографія з вершинами до 3 кілометрів (2 милі) заввишки, обмерзаними шаром слабкої речовини.
Цей шар називається "перехідною зоною мантії" - це природний наслідок збільшення ваги скелі вгорі, коли ви заглиблюєтеся в глиб підземного простору. На певних глибинах тиск змушує атоми стискатися разом, утворюючи нові, більш компактні мінерали. Найбільший з цих «фазових переходів» відбувається на горизонті глибиною 660 кілометрів, де морська вода, яка потрапила в захоплені плити, витісняється з осадових товщ. Отримана сушарка, ультрагустий і надвисокий матеріал опускається в нижню мантію, рухаючись більш ніж у 10 разів повільніше, ніж у верхній мантії.
Для потопаючих плит це схоже на світлофор на шосе (за цією аналогією ваш маршрут займає близько 20 мільйонів років, в один бік), тому плити, як правило, перемелюються до зупинки, як машини в пробці, коли вони потрапляють на глибину 660 кілометрів. . Сейсмічна томографія показує, що вони там застоюються , іноді на мільйони років. Або, вони нагромаджують, пряжки та концерти. Або вони ковзають горизонтально. Або іноді вони просто пробивають Перехідну зону, як спис.
Саме ці відмінності в тому, як плити перетинають перехідну зону мантії, є ключем до пояснення цих дивовижних явищ на материкових ділянках літосферних плит.
Щоб побачити, як постраждали Анди, коли плита перетнула перехідну зону Мантії, докторант Ву Ій Вей Чен працював із Ву та структурним геологом Джоном Суппе , використовуючи фотографії сейсмічної томографії плити Наска, що знаходиться в мантії під Південною Америкою.
Вони натиснули еквівалент кнопки "скасувати", щоб " не підкорити " плиту: "Як гігантське простирадло, що впало з ліжка, щоб ми могли б потихеньку відтягнути його назад і просто продовжувати тягнути і бачити, наскільки воно велике", - каже Ву. Їх методика запозичена з того, як геологи вирівнюють викривлені гірські породи в гірських поясах і нафтових родовищах, щоб зрозуміти, якими були шари до їх складання. Використовуючи вік дна Тихого океану, швидкість формування океанічних плит на серединноокеанісних хребтах та конфігурацію цих хребтів, команда порівняла історію субдукції Південної Америки з великою базою даних геологічних спостережень на поверхні, включаючи терміни виверження вулканів.
"Наша модель пластин - це просто модель, але існує величезний каталог тектонічних сигналів, особливо магматизму, з якими можна працювати", - каже Ву. "Ми почали бачити зв’язок між тим, коли плита досягла зміни в'язкості в середній мантії, і тим, що відбувається на поверхні".
Вони виявили, що основний підйом Анд був затриманий на 20–30 мільйонів років після того, як почався останній епізод підкорення, затримка, яка відповідає часу, коли плита повинна прибути, застоюватися, а потім опуститися нижче перехідної зони мантії. . Такі затримки - мільйони років між початком захоплення та початком серйозної гірської забудови - також були визнані в Туреччині та Тибеті .
Як плита, що протікає через перехідну зону Мантії, може будувати гори на зовсім іншій плиті, на глибині 660 кілометрах через мантію?
"Якщо ви візьмете щось щільне і змусите його знижуватися, це породжує потік скрізь, і це" мантійний вітер ", тому в цьому немає нічого таємничого!", - каже Літгоу-Бертеллоні.
Геодинаміки, такі як Літгоу-Бертеллоні та Беккер, застосовують інший підхід, ніж процес Ву-подібного простирадла, як нерозпадання. Натомість вони кодують рівняння динаміки рідини в комп'ютерних моделях для імітації потоку гірських порід високого тиску. Ці моделі обмежуються фізичними умовами земної мантії, отриманими від експериментів високого тиску, та властивостями землетрусних хвиль, які пройшли через ці глибини. Граючи у «відео» цих симуляцій, вчені можуть перевірити поведінку плит у своїх моделях на предмет «основної істини» сейсмічних томографічних зображень. Чим краще вони відповідають, тим точніше їх моделі представляють, як працює ця планета.
"Як розвивається геометрія, має відповідати фізиці", - говорить Беккер. "Деформація в мантії відрізняється від дрібної кори, оскільки речі мають тенденцію текти, а не руйнування, оскільки температура і тиск вище".
Їх моделі показують, що, коли плити опускаються нижче перехідної зони мантії, вони висмоктують мантію за ними, створюючи далекосяжну течію потоку, що протікає. І саме той низхідний порив вітру мантії тягне за собою континентальні плити, мов конвеєр , стискаючи їх і стискаючи гірські пояси на небо в таких місцях, як Анди , Туреччина та Тибет .
Розташування плит щодо цього 660-кілометрового горизонту визначає , який вид гірського ланцюга ви отримаєте. Якщо підкоряюча плита ще не затонула нижче 660-кілометрового шару, ви отримаєте вид гір, передбачений класичною тектонікою плит - без крайніх висот і обмежений вузьким поясом над підданою плитою. Приклади включають приклади навколо Західного Тихого океану та Італії: "Ми вважаємо, що сучасні Апенніни є прикладом цього", - каже Бекер.
Більші гірські пояси на схід від Тихого океану та Тибетське плато перебувають в іншій категорії : "Після того як плита переходить через 660, ви викликаєте значно більшу шкалу конвекційної осередку. Саме тоді ми залучаємо те, що ми називаємо цілою мантією «конвеєрні стрічки». І коли у вас є ті глобальні конвеєрні стрічки і симетричне просідання, а не одностороння опускання, тоді ви отримуєте багато [гірської будівлі] ", - сказав Бекер.
Таким чином, одна плита, що занурюється під перехідну зону мантії, може створити мантійний піддон, який видавлює гори на зовсім іншій плиті, на 660 кілометрів над нею. Цей новий рівень тектоніки має сенс для інших геологічних загадок…
Одну із таких загадок розв’язує проект PALEOMAP…
Знаючи що було у геологічному минулому, можемо змоделювати, що буде у «геологічному майбутньому» через 50, 150 та 250 мільйонів років…
Виходячи із ди наміки руху літосферних плитАтлантичний та Індійський океани «закриються»…
Північна Америка зіткнеться з Африкою, але у більш південному напрямку...
Південна Америка зіткнеться з південною частиною Африки, а Патагонія буде контактувати з Індонезією, оточуючи залишок Індійського океану.
Антарктида, після довгих мандрів, через 250 млн. років, знову опиниться на Південному полюсі, а Тихий океан розширився, оточуючи половину Землі.
Саме так через 250 млн. років утвориться майбутня Пангея, або "Пангея Ультима"...
Найвідомішим останнім суперконтинентом була Пангея, яка почала формуватися близько 400 мільйонів років тому, перш ніж фрагментуватись за останні 200 мільйонів років.
Пангея не була першим суперконтинентом і не буде останнім.
За оцінками геологів, протягом 4,5 мільярда років історії Землі існувало кілька суперконтинентів.
Один із більш старших суперконтинентів (попередників Пангеї) мав назву Родентія та утворився понад мільярд років тому.
Суперконтиненти утворюються за регулярним циклом 400–600 мільйонів років, але завжди в різних формах і місцях.
Наступний суперконтинент
Ми живемо у геологічний період часу, коли почав формуватися майбутній суперконтинент.
Африка почала стикатися з південною Європою, а Австралійська плита зараз рухається у напрямку до Південно-Східної Азії.
Протягом наступних 250 мільйонів років майже весь суходіл Землі буде об'єднаний геотектонічними процесами у новий суперконтинент.
Дослідження геологів Ханна Девіса з Португалії, Маттіаса Гріна із Великобританії та Жоао Дуарте із Австралії викладені у статті "Назад у майбутнє: тестування різних сценаріїв агргеції літосферних плит у майбутній суперконтинент", пропонують 4 можливі сценарії утворення наступного суперконтиненту:
1) Нова Пангея: Формування цього суперконтиненту, виходить із припущення, що нинішні геотектонічні умови зберігаються у наступні 250 млн.років. Америка зіткнеться з дрейфуючою на північ Антарктикою, а потім увійде в "об'єднану" Африку-Євразію.
2) Пангея ультима: На основі гіпотези, що розширення Атлантичного океану може припинитися, і він почне закриватися, що призведе до "реінкарнації" Пангеї, оскільки Америка, Європа та Африка знову з’єднаються. Новий суперконтинент буде оточений "супер Тихим" океаном, у який будуть витіснені води Атлантичного та Північного Льодовитого океанів, а Індійський океан має перетворитись у нове "Середземне море".
3) Ауріка: Тихий і Атлантичний океани зникають, і відкривається Паназіатський рифт (розташований між Західною Індією та Арктикою), утворюючи новий океан. Австралія дрейфує на північ і буде в центрі нового суперконтиненту, оскільки Східна Азія та Америка закривають Тихий океан з обох боків.
4) Амасія: Кілька тектонічних плит зараз рухаються на північ, включаючи Африку та Австралію. Вважається, що цей дрейф обумовлений аномаліями, залишеними Пангеєю. У цьому сценарії всі континенти, крім Антарктиди, продовжують дрейфувати на північ, зрештою збираючись навколо Північного полюса.
Ці сценарії розроблені на основі теорії тектоніки плит і відкриття великомасштабних циклів глибокого часу, таких як цикл Суперконтиненту і цикл Вільсона.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0921818118302054
https://www.facebook.com/vasyl.dyakiv/posts/2387010554759598
https://www.britannica.com/story/spotting-a-supercontinent-how-pangea-was-discovered
http://www.scotese.com/Default.htm
http://www.scotese.com/precambr.htm
http://www.scotese.com/newpage1.htm
http://www.scotese.com/newpage2.htm
http://www.scotese.com/newpage3.htm
http://www.scotese.com/newpage4.htm
http://www.scotese.com/newpage5.htm
http://www.scotese.com/newpage8.htm
http://www.scotese.com/newpage9.htm
http://www.scotese.com/newpage11.htm
http://www.scotese.com/newpage12.htm
http://www.scotese.com/miocene.htm
http://www.scotese.com/lastice.htm
http://www.scotese.com/modern.htm
http://www.scotese.com/future.htm
http://www.scotese.com/future1.htm
http://www.scotese.com/future2.htm
http://paleoporch.com/paleontology/science-comics/