Рельєф морського дна формують потепління і похолодання

Рельєф морського дна формують потепління і похолодання

Ряди абісальних пагорбів, які тягнуться на тисячі кілометрів уздовж глибинних океанічних розломів, являють собою звичайний і найпоширеніший елемент підводних рифтових долин. Однак чому вони утворюються — досі залишалося загадкою. Океанографи проаналізували один з таких ландшафтів і пов'язали цей процес з кліматичними коливаннями, викликаними циклічними рухами земної вісі.

За останнє десятиліття океанографи відкартували дно Світового океану з дуже високою роздільною здатністю. Особливу увагу вони звертали на рифтові зони — сейсмічно активні області, де відбувається наростання земної кори. Цей процес визначається надходженням на поверхню розплавленої мантійної речовини. Вона утворює по краю рифта хребти, які тягнуться вздовж розломів на тисячі кілометрів по океанічному ложу. Паралельно рифту утворюються вали, або абісальні пагорби. Причому, як показала батиметрична зйомка, такі «зморшки» — звичайний елемент рельєфу всіх рифтових зон.

Вчені з Оксфордського університету, Гарвардського університету та Південнокорейського інституту полярних досліджень вирішили впритул зайнятися природою походження цих абісальних пагорбів. Свої дослідження вони будували на припущенні, що періодичність в горбистому рельєфі відображає ключові фактори роботи рифта — швидкості виходу розплавлених мантійних порід на поверхню. А вже звідти можна підібратись до питання — від чого залежить ця швидкість.

Для вирішення цієї задачі треба було подолати дві перешкоди. По-перше, потрібно було знайти таке місце, де б паралельні рифту пагорби не були б закриті товстим чохлом осаду і де б швидкість спрединга (розходження кори із зони рифта) не була б занадто повільною або, навпаки, занадто швидкою — інакше рельєф вийде або занадто згладженим або періодичність буде замаскована іншими ефектами. По-друге, потрібно вибрати адекватний спосіб аналізу періодичності рельєфу. Підводним ландшафтом, який відповідав всім параметрам, виявився схил Австрало-Антарктичного хребта, дно якого було обстежено в ході експедицій 2011–2013 років на корейському криголамі Araon. Швидкість спрединга в зоні цього рифта не велика і не маленька. Вона має середні значення — близько 3 см на рік (тобто швидкість розходження плит одна від одної 6 см на рік), тому рельєф добре читається.

Вчені аналізували рельєф, який сформувався за 1,25 млн років. Відокремивши занадто часті (дрібномасштабні) і занадто рідкісні коливання рельєфу, вони зосередили увагу на середніх величинах. В очищеній кривій найбільш чітко простежуються піки з частотою в 100, 41 і 23 тисячі років. Ці періодичності відповідають циклам Міланковича, які пов'язані з астрономічними параметрами положення земної вісі. Такі ж періодичності простежуються і в коливаннях рівня моря — а вже вони-то точно залежать від астрономічних циклів і, відповідно, похолодань і потеплінь. Виходить, що кліматичні цикли потеплінь і похолодань якось пов'язані з кількістю магми, яка надходить на поверхню.

Вчені побудували логічну модель, в якій ці два глобальних явища пов'язані між собою. Настає похолодання — і рівень моря знижується, оскільки колосальні об’єми води накопичуються у вигляді крижаних шапок на полюсах. Підраховано, що різниця ваги рідкої океанічної води між теплими і льодовиковими періодами становить приблизно 5×1019 кг. Зменшення ваги означає зменшення тиску води на океанічне дно; в результаті мантійна речовина піднімається вгору з більшою швидкістю і в більших обсягах. Тобто під час похолодання утворюється пагорб. При потеплінні крига тане, тиск збільшується і розплавлені породи надходять вгору з меншою швидкістю. Якщо води стає настільки багато, що тиск зверху урівноважує тиск знизу, то надходження речовини зупиняється зовсім. Це, звичайно, спрощена схема: в моделі, яку побудували вчені, враховувалось більше число параметрів, зокрема проникність порід та швидкість руху плит. Але з урахуванням всіх факторів, які контролюють ці планетарні процеси, все одно результат вийшов очікуваний: коливання рівня океану формують підводний рельєф.

Виходить, що земна вісь, нахиляючись то так, то сяк, залишає в пам'ять про ці рухи вали на морському дні. Дивно, що такі далекі один від одного явища — обертання планети і рельєф морського дна — пов'язані між собою, і цей багато разів опосередкований зв'язок все ж виявляється.

X

Вхід

Завантажую...