Земля как кипящая кастрюля

Когда Европа столкнется с Америкой и сколько суперконтинентов было в истории Земли. В гостях у ведущего передачи «Вопрос науки» Алексея Семихатова доктор геолого-минералогических наук, профессор геологического факультета МГУ и заместитель директора Института физики Земли РАН Роман Витальевич Веселовский.

Cуперконтинент — это, по сути, большой континент, который объединяет в себе все континенты, существовавшие до этого. Как вы знаете, континенты движутся. В последнее десятилетие это хорошо научно доказано. И периодически они объединяются за счет того, что под ними существует мантийная конвекция. То есть внутренности Земли движутся и движут за собой континенты. Как лента эскалатора.

Следующий суперконтинент образуется примерно лет через 300 млн, может быть, 400. Мы примерно посередине

Движение зависит от тепловой энергетики Земли. Грубо говоря, если Земля выделяет много тепла, то она кипит, как кастрюля. Если в Земле относительно мало тепла, то процесс кипения более-менее спокойный.

Суперконтиненты образуются на Земле с периодичностью порядка 800–900 млн лет. Это было уже минимум четыре раза. То есть я могу назвать имена четырех суперконтинентов, которые были до наших дней. Это Пангея, это Родиния, она существовала примерно миллиард лет тому назад, это Колумбия, или Нуна, она существовала примерно 1,8 млрд лет тому назад. И самый древний из известных суперконтинентов — это Кенорленд. Он существовал примерно 2,5 млрд лет тому назад, на границе архея и протерозоя.

Суперконтинент формируется тогда, когда Земля остывает. И конвективные ячейки в мантии, то есть перемещение вещества в мантии, становятся очень большими. Они как бы подтягивают к тем местам, где вещество холодное, мантия опускается вниз, они подтягивают за собой континенты. Таким образом континенты, как льдины на реке или в море, стягиваются к одному месту. Континенты сгруживаются, сталкиваются, как сейчас, например, Индостан сталкивается с Евразией, там большие горы — Гималаи. Следующий суперконтинент, как несложно посчитать, образуется примерно лет через 300 млн, может быть, 400. Мы примерно посередине. И то, что происходит сейчас, столкновение континентов, — оно единичное.

Ранняя Земля — это куча островов

Процесс формирования суперконтинента растянут во времени. Ну примерно на сотню, может, на две сотни миллионов лет. В начале, конечно, очень много горных цепей, землетрясения. Чуть позже — это выровненная поверхность. То есть горы потихонечку со временем выравнивается, стираются эрозией. Суперконтинент может стать ровной поверхностью.

Суша сейчас составляет примерно 1/3 поверхности Земли. Так было не всегда. Потому что 80% земной континентальной коры сформировалось примерно 2,5 млрд лет тому назад. И с тех пор прирост континентальной коры континентов составил только 20%. Но количество континентов 2,5 млрд лет тому назад было больше. Сейчас пять, тогда их было порядка 15. Они были меньше. Буквально сотни километров в поперечнике.

Ранняя Земля — это куча островов, сейчас мы их называем древними кратонами. Это островки очень древней континентальной коры. Суперконтинент, когда начинает раскалываться, может раскалываться по слабым зонам — это как раз те самые швы, которые образовывались при столкновении предыдущих континентов. Но бывают случаи, когда он может расколоться и по вот этим древним кратонам, по древним островкам континентальной коры.

Самый известный, самый изученный, самый красивый на слайдах — это суперконтинент Пангея. Самый молодой, он существовал 250 млн лет тому назад и был предсказан впервые Альфредом Вегенером в 1911 году. В его строении вы можете легко увидеть очертания современных континентов.

У Вегенера появилась такая мысль, что когда-то материки были объединены в один континент, просто глядя на карту. Сходство очертаний береговых линий Южной Америки, Африки, Северной Америки породило в нем мысль, что они были объединены когда-то вместе. Но тогда этого не могли понять. Наука это не принимала. Все считали, что континенты стоят на месте и всегда стояли так. Вегенер использовал научный метод доказательства, он собрал различные факты о том, в каких местах на каких континентах находятся соответствующие породы, которые могли накапливаться или на севере, или на юге, или на экваторе. Сравнил и показал, что только при такой конфигурации континентов, которые он предположил в виде Пангеи, эти породы могли накапливаться.

Атлантика уже расширилась практически до максимального размера, возраст океанского дна близок к критическому. Оно стало очень тяжелое, холодное, скоро начнет тонуть в мантию

Еще одно важное доказательство того, что континенты движутся, было получено, когда открыли так называемый спрединг океанического дна. Очень большую роль для доказательства спрединга сыграл палеомагнетизм. Магматические породы выплавляются и поднимаются, формируя дно океана. Они намагничиваются в направлении магнитного поля в моменты их извержения. Соответственно, изучая магнитное поле дна океанов, мы можем реконструировать положение континента в прошлом, просто банально вырезая кусочки дна.

Исходя из кинематических параметров движения современных литосферных плит, ученые рассчитали, что примерно через 250 млн лет — это очень гипотетический срок — все континенты сформируют почти суперконтинент. Только Австралия и Антарктида немножко особнячком стоят. Но в целом все континенты соединились, и вот, допустим, из Москвы мы сможем кататься куда-нибудь в Северную Америку на поезде.

Атлантика уже расширилась практически до максимального размера, возраст океанского дна близок к критическому. Оно стало очень тяжелое, холодное, скоро начнет тонуть в мантию. Когда оно тонет, получается примерно то же самое, что мы видим на Камчатке. Так называемая зона субдукции, над которой расположены большие вулканы. То есть скоро восточная окраина Северной Америки или западная окраина Западной Европы могут стать ареной интенсивного вулканизма, как на Камчатке. Потом спрединг прекратится, океан начнет закрываться, и в итоге континенты, Северная Америка и Евразия, столкнутся. Столкновение это будет выглядеть так же, как Индостан сталкивается сейчас с Евразией — рост крупных гор, очень высоких гор.