Как работает технология отслеживания движения тектонических плит и что она рассказывает об истории нашей планеты?
Международная группа ученых под руководством профессора Утрехтского университета Доуве ван Гинсбергена представила онлайн-инструмент Paleolatitude.org. Этот сервис позволяет отследить путь любой точки на земном шаре сквозь эпохи, начиная от расцвета суперконтинента Пангея около 320 миллионов лет назад. В основе проекта лежит Утрехтская палеогеографическая модель, которая на сегодня является самой детальной реконструкцией сложных горных хребтов и исчезнувших тектонических плит, пишет 24 Канал.
Смотрите также Однажды Земля снова станет гигантским суперконтинентом: как это будет и выживет ли человечество
Понимание того, где именно находились скалы миллионы лет назад, является критически важным для климатологов и палеобиологов. Поскольку широта определяет угол падения солнечных лучей, она является ключевым фактором формирования местного климата.
Например, ученые исследовали флору и фауну возрастом 245 миллионов лет в городе Винтерсвейк (Нидерланды) и обнаружили, что эти организмы жили в среде, похожей на современный Персидский залив. Это стало возможным не из-за глобального потепления, а потому, что территория Нидерландов тогда находилась на той же широте, что и современная Аравия, пишет IFLScience.
Технология реконструкции базируется на двух основных этапах:
- Сначала ученые воссоздают взаимное движение плит, фактически "разворачивая" складчатые горные породы.
- Затем всю модель нужно правильно разместить относительно полюсов. Для этого используется палеомагнетизм – изучение магнитного поля Земли, зафиксированного в древних породах.
Угол, образованный магнитным полем Земли и ее поверхностью, постепенно меняется от полюсов к экватору и, следовательно, связан с широтой. Многие горные породы содержат магнитные минералы, которые "записывали" направление магнитного поля в том месте, где порода формировалась. Используя это, мы можем определить, на какой широте образовалась такая порода,
– объяснил соавтор исследования Брам Ваес, научный сотрудник исследовательского института CEREGE в Экс-ан-Провансе
Что нового?
Версия 3.0 стала значительным шагом вперед, поскольку она впервые включила движения малых тектонических плит и так называемых "потерянных континентов", описано в исследовании на PLOS One.
- Примером является Большая Адрия, которая отделилась от Северной Африки более 200 миллионов лет назад, а позже была поглощена горами Средиземноморья и Ближнего Востока.
- Другой пример – Арголанд, отколовшийся от Западной Австралии около 155 миллионов лет назад и сейчас похоронен в высокогорьях Индонезии.
Профессор Доуве ван Гинсберген отмечает: "Это означает, что впервые доступна действительно глобальная модель, которая позволяет связать эти скалы с их оригинальными плитами, что с тех пор исчезли в мантии Земли. Теперь также можно проследить глобальный путь этих камней".
Гораздо больше пользы
Кроме геологических открытий, модель имеет большое значение для изучения биоразнообразия, отмечает EurekAlert. Анализируя окаменелости в складчатых породах, палеонтологи могут детально исследовать, как жизнь приспосабливалась к изменениям климата во время массового вымирания.
С новой моделью мы имеем гораздо большую уверенность, и наше понимание биоразнообразия смещается с одномерного – то есть только во времени – к трехмерному, охватывающему также и пространство. Это позволяет нам получить важные уроки по устойчивости биоразнообразия в настоящем,
– утверждает Эмилия Яроховская, палеонтолог из Утрехтского университета.
Сейчас модель охватывает период до 320 миллионов лет назад, но разработчики планируют расширить ее до времен Кембрийского взрыва – периода возникновения сложной жизни около 550 миллионов лет назад.
Сервис доступен для всех желающих, предлагая как простую визуализацию через клик на карте, так и расширенные функции для ученых, включая пакетную обработку больших наборов данных.
Вам также будет интересно узнать: какой была Земля 320 миллионов лет назад?
320 миллионов лет назад Земля находилась в середине так называемого каменноугольного периода – одного из самых характерных этапов палеозоя. Это была планета, которая выглядела одновременно знакомой и радикально чужой. Континенты еще не сформировали современную конфигурацию: значительная часть суши была собрана в большие массивы, в частности северная Лавразия и южная Гондвана, которые постепенно сближались и в будущем должны были образовать суперконтинент Пангею. Между ними существовали океаны и мелководные моря, часто затопляли континентальные окраины, пишет Encyclopedia Britannica.
Климат
Климат был неоднородным, но ключевая особенность – огромные тропические пояса. Значительная часть суши возле экватора была покрыта влажными болотистыми лесами. Это не были леса в современном понимании: вместо цветочных растений доминировали гигантские плауны, хвощи и папоротники, которые образовывали густые, почти непроходимые экосистемы. Именно эти леса впоследствии превратились в залежи каменного угля, из-за чего период и получил свое название, отмечает National Geographic.
Животный мир
Атмосфера тогда отличалась от современной – уровень кислорода был значительно выше, что позволяло существовать гигантским насекомым. Например, стрекозы имели размах крыльев более полуметра. На суше активно развивались амфибии, а также появлялись первые настоящие рептилии, которые начали осваивать сухие среды и стали важным эволюционным шагом к появлению динозавров в будущем.
Холодные регионы
В то же время Земля не была полностью теплой и стабильной. В южном полушарии, особенно на территориях Гондваны, существовали масштабные ледники. Это означает, что планета сочетала тропические болота у экватора и холодные, почти полярные условия на юге. Такая контрастность климата была связана с расположением континентов и глобальными атмосферными процессами.
В общем, Земля 320 миллионов лет назад была миром водно-болотных гигантов, медленной геологической перестройки и активной эволюции жизни. Это была эпоха, когда формировались ресурсы, которые человечество начнет массово использовать через сотни миллионов лет, и когда экосистемы выглядели радикально иначе – без цветов, без птиц и без млекопитающих, но уже с первыми шагами к современной биосфере.
Что мы знаем о суперконтиненте Пангея?
Суперконтинент Пангея – это одна из ключевых концепций геологии, которая объясняет, как выглядела Земля в далеком прошлом и почему современные материки расположены именно так. Речь идет о гигантском массиве суши, который объединял почти все континенты планеты в единое целое примерно от 300 до 200 миллионов лет назад, пишет USGS.
Идея Пангеи появилась в начале ХХ века, когда немецкий ученый Альфред Вегенер обратил внимание на то, что контуры материков будто "складываются" друг в друга, как пазл. Он предположил, что когда-то они были единым массивом, который впоследствии распался.
Современная наука подтвердила эту идею через теорию тектоники плит: континенты не статичны, они движутся по мантии и периодически собираются в суперконтиненты, а потом снова расходятся, пишет Encyclopedia Britannica.
Географически Пангея имела характерную С-образную форму и простиралась от северных до южных широт. Ее окружал глобальный океан Пантиаласса, а внутри существовало большое море – Тетис. Такая конфигурация сильно влияла на климат: побережья были влажными и теплыми, тогда как внутренние районы суперконтинента оставались сухими и даже пустынными из-за удаленности от океанов.
Формирование Пангеи произошло из-за постепенного столкновения древних континентов – в частности Гондваны (будущие Африка, Южная Америка, Австралия, Антарктида и Индия) и Лавразии (северные материки). Этот процесс сопровождался масштабными гореобразующими событиями и изменениями океанической циркуляции. В итоге возник единый массив суши, который существовал примерно 100 миллионов лет в стабильном виде.
Начало исчезновения
Распад Пангеи начался около 200 миллионов лет назад. Сначала она разделилась на два больших блока – Лавразию на севере и Гондвану на юге, а дальше эти массивы раскололись на современные континенты. Именно этот процесс привел к образованию Атлантического океана и формированию знакомой нам карты мира.
Важно, что Пангея была не просто географическим курьезом. Ее существование существенно повлияло на жизнь на Земле. Например, уменьшение мелководных морей и изменения циркуляции океанов могли способствовать массовому вымиранию в конце пермского периода – одному из самых масштабных в истории планеты. В то же время ее распад, наоборот, создал новые среды и изолировал популяции, что ускорило эволюцию и увеличило биоразнообразие.
Дальше будет
Пангея – это лишь один эпизод в так называемом "цикле суперконтинентов". Земная кора постоянно перестраивается, и подобные объединения континентов происходили неоднократно в прошлом и, вероятно, повторятся в будущем. Это означает, что современная карта мира – лишь временная конфигурация в долгой геологической истории планеты.