Земля четыре раза резко меняла положение оси за 320 млн лет — исследование

Земля — не такое стабильное вращающееся тело, как принято считать. Исследователи обнаружили, что за последние 320 миллионов лет планета четырежды резко меняла положение вокруг своей оси.

Об этом сообщается в новом исследовании, опубликованном в журнале Science.

Настоящее полярное блуждание: что это и как влияет на Землю

По словам исследователей, Земля — не неподвижный шар. Кроме прецессии и незначительных изменений времени существует явление, известное как настоящее полярное блуждание.

Оно приводит к изменениям в распределении массы Земли, например, через тектонику плит, объясняют ученые. Вращающиеся сферы наиболее стабильны, когда их наибольшая плотность приходится на экватор. Если масса перемещается к более высоким широтам, планета смещается вокруг оси, чтобы восстановить стабильность.

«Эти выводы опровергают мнение о том, что полярное блуждание незначительно или постоянно медленно, — пишут авторы. — Это явление следует рассматривать как эпизодический фактор, влияющий на изменение уровня моря и другие глобальные процессы».

Четыре периода, когда Земля быстро смещала ось

Матье Домейер и его коллеги из Университета Осло нашли способ измерить давние темпы смещения полюсов, и их результаты оказались неожиданными.

Авторы выделяют четыре периода, когда признаки изменения уровня моря соответствуют закономерности, при которой скорость полярного блуждания достаточно велика, чтобы выделяться среди «шума» других факторов воздействия:

• 200-190 миллионов лет назад (ранний юрский период);

• 150–140 миллионов лет назад (поздний юрский период, когда царили стегозавры и диплодоки);

• 100–90 миллионов лет назад (середина мелового периода, когда по Земле бродили спинозавр и аргентинозавр);

• 30-20 миллионов лет назад (после вымирания динозавров).

Почему уровень моря изменяется из-за смещения полюсов

По словам ученых, когда происходит смещение полюсов, оно имеет свою ось. Она пролегает между двумя точками на экваторе, расположенными на противоположных сторонах Земли. С точки зрения изменений уровня моря это создает четыре полюса — привычные северный и южный, а также два полюса на оси блуждания.

Ни в одном из этих четырех мест силы, действующие на океан, не изменяются. Однако в самых отдаленных от любого полюса местах — то есть на широтах около 45° и под прямым углом к оси блуждания — уровень моря повышается или снижается. Это изменение пропорционально скорости движения полюсов.

Авторы исследования объясняют: при блуждании полюсов центробежные силы, действующие на океаны Земли, изменяются. Это приводит к повышению уровня моря в одних частях света и его снижению в других. Если явление происходит быстро, то его эффект должен быть достаточно значительным, чтобы оставить след в геологических данных — в частности, там, где континентальные края были поглощены океанами.

Динозавры и смещение полюсов: происходившее 100 млн лет назад

Например, в середине мелового периода, 100-90 миллионов лет назад, когда по Земле бродили спинозавр и аргентинозавр, после учета климатических эффектов уровень моря поднялся в районах Северной Америки и Европы, но снизился в районах Южной Америки, Южной Африки и Восточной Азии.

По словам ученых, именно этого мы и ожидали: полярное блуждание вращалось против часовой стрелки вокруг полюса на 53 восточной долготы. Это почти полностью совпадает с тем, что геологи прогнозировали раньше на основе данных о движении континентов.

Еще более четко противоположная картина видна в период 150–140 миллионов лет назад — во время позднего юрского периода, когда по Земле бродили стегозавры и диплодоки. По словам исследователей, единственная разница в том, что вместо южной Африки фигурируют части Антарктиды. Это свидетельствует о вращении по часовой стрелке вокруг полюса на 58° восточной долготы.

Результаты исследований намагниченности древних горных пород использовались для выдвижения гипотез о более высоких темпах полярного блуждания в прошлом, однако данные измерений из разных мест противоречат друг другу. Некоторые периоды повышенной скорости, предложенные учеными на основе палеомагнитных данных, совпадают с тем, что Домейер и его соавторы обнаружили на основе изменений уровня моря.

Текущая скорость полярной блуждания: 10 см в год

Скорость полярного блуждания меняется, отмечают исследователи. Иногда движения континентов уравновешивают друг друга, иногда масса перераспределяется так, что заставляет планету смещаться относительно своей оси.

Нынешняя скорость составляет около 10 см в год. Это незначительно в человеческих временных масштабах, но новое исследование показывает: в прошлом эти процессы происходили гораздо быстрее.