ENG
Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского
Институт
Новости

Возможно существует связь между тектоникой плит и инверсиями геомагнитного поля


Французские геофизики из Национального центра научных исследований и Парижского института физики Земли предположили, что инверсии дипольной части геомагнитного поля и движение литосферных плит могут быть взаимосвязаны.

Стандартная теория объясняет появление геомагнитного поля тепловой конвекцией в жидком металлическом внешнем ядре. Хотя изменения направления поля и не должны быть регулярными, обнаруженные геофизиками существенное изменения частоты этих событий во времени все-таки вызывает некоторое удивление. Скажем, в последние 10 миллионов лет магнитные полюса менялись местами более 40 раз, тогда как в меловом периоде (приблизительно 145-65 млн лет назад), одно направление поля продержалось около 40 млн лет.

По мнению авторов, на частоту инверсии влияет процесс передачи тепла от ядра к мантии (если тепловой поток неравномерен, вероятность переполюсовки увеличивается). Самым важным фактором французы считают широтную асимметрию: когда в Южном полушарии тепло выводится в мантию намного быстрее или медленнее, чем в Северном, поле становится особенно нестабильным.

 
Стабильное (слева) и нестабильное геомагнитные поля, создаваемые в условиях равномерного и неравномерного теплового потока (иллюстрация авторов работы)

В своих рассуждениях геофизики использовали идеи тектоники плит, учитывающей движение и реорганизацию крупных литосферных блоков. В описываемых ею зонах субдукции, областях взаимодействия соседних плит, океаническая кора уходит в мантию. В результате метаморфизма коры образуются породы, заметно отличающиеся по составу и физическим свойствам от вещества нижней мантии. Если такие породы скапливаются на поверхности раздела ядра и мантии, их неравномерное распределение может нарушить передачу тепла и дестабилизировать магнитное поле. Поскольку зоны субдукции обычно образуются на границах континентов, расположение последних можно использовать как индикатор того, насколько равномерно идёт передача тепла к мантии. Оценив широтное распределение континентов, геофизики построили график изменения «коэффициента асимметрии», который увеличивается при концентрации континентальной коры в одном из полушарий.

 
Изменения «коэффициента асимметрии» (отмечен синим) и параметра, характеризующего частоту инверсии магнитного поля (иллюстрация из журнала Geophysical Research Letters)

Связь между отмеченными на графике колебаниями достаточно очевидна. В пользу предложенной модели говорит то, что за пиком «коэффициента асимметрии», наблюдавшимся около 200 млн лет назад, с разумной задержкой в ≈30 млн лет следует пик частоты инверсии.

Однако убедить всех своих коллег авторам, похоже, не удалось, так как временнóй интервал, который должен отделять процессы на поверхности от вызванных ими изменений на границе ядра и мантии, не выдерживается на всём рассмотренном этапе эволюции Земли. Возможно, качество модели снижается по той причине, что размещение континентов не позволяет точно оценить распределение зон субдукции.

Полная версия этой работы опубликована 16 октября 2011 в журнале Geophysical Research Letters (F. Pétrélis, J. Besse, J.-P. Valet «Plate tectonics may control geomagnetic reversal frequency» GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 38, L19303, 4 PP., 2011; doi:10.1029/2011GL048784).

Интересно отметить, что на редкость решительное и даже, можно сказать, излишне безапелляционное резюме к этой статье (дается ниже в нашем переводе) носит воистину лапидарный характер:

«Открытие инверсий магнитного поля Земли и описание тектоники плит – два революционных «прорыва» в геофизике XX века. Мы заявляем, что эти два явления взаимосвязаны и что плит тектоника управляет долгосрочными изменениями частоты геомагнитных инверсий. Более точно, интервалы геологического времени, характеризующиеся асимметричным распределением континентов относительно экватора коррелируют с интервалами времени с большой частотой проявлений инверсий магнитного поля. Мы полагаем, что, связанное с движением континентов по поверхности мантии, распределение и симметрия мантийных структур, влияет на экваториальную симметрию потоков в ядре и таким образом изменяет взаимосвязь между дипольными и квадрупольными модами магнитного поля, что в свою очередь контролирует возможность осуществления инверсии».

П.Л. Смолянский, Отдел перспективного развития, ИВЦ ВСЕГЕИ
Источник: http://science.compulenta.ru/642179/  

11.11.2011

Возврат к списку


Яндекс.Метрика