Viena Žemės pusė šilumą praranda greičiau: mokslininkai priežasties ieško ne branduolyje, o vandenynų dugne

Žemė nevėsta taip, lyg būtų vienodas karštas rutulys. Nauji geodinamikos modeliai rodo, kad Ramiojo vandenyno pusrutulis per pastaruosius 400 mln. metų prarado daugiau vidinės šilumos nei vadinamasis Afrikos pusrutulis. Priežastis slypi ne ore ar klimate, o giliau – vandenyninė pluta šilumą iš planetos vidaus išleidžia kitaip nei storos žemynų masės.

Kodėl viena pusė praranda daugiau šilumos

Žemės gelmėse tebėra milžiniškas šilumos kiekis. Dalis jo liko nuo planetos formavimosi, dalis nuolat susidaro dėl radioaktyviųjų elementų skilimo. Ši šiluma pamažu keliauja į paviršių ir išsisklaido į kosmosą, o jos judėjimas susijęs su mantijos konvekcija, tektoninėmis plokštėmis, vulkanizmu ir net ilgalaike planetos magnetinio lauko istorija.

Oslo universiteto mokslininkai analizavo, kaip ši šiluma per paviršių pasišalino per pastaruosius 400 mln. metų. Tyrime Žemė buvo padalyta į du didelius regionus – Ramiojo vandenyno ir Afrikos pusrutulius. Tada paviršius suskaidytas į smulkų tinklelį, o skaičiavimams naudoti modeliai apie senovinių žemynų padėtį, jūros dugno amžių ir tektoninių plokščių judėjimą. Tyrimas publikuotas žurnale „Geophysical Research Letters“.

Rezultatas iš pirmo žvilgsnio skamba netikėtai: Ramiojo vandenyno pusrutulis per 400 mln. metų atvėso maždaug 50 kelvinų labiau nei Afrikos pusrutulis. Kitaip tariant, šilumos netekimas abiejose planetos pusėse nėra vienodas.

Vandenyno dugnas veikia kitaip nei žemynai

Pagrindinė priežastis – skirtinga Žemės paviršiaus sandara. Žemynai yra stori ir veikia tarsi šiluminė antklodė: jie prasčiau išleidžia šilumą iš gelmių. Vandenyninė litosfera yra plonesnė, o virš jos plyti milžiniškas šalto vandens sluoksnis. Dėl to šiluma per vandenyno dugną pasišalina efektyviau.

Ramiojo vandenyno pusėje yra didžiausias planetos vandenyno plotas, todėl čia šilumos netekimas ypač svarbus. Populiariai tariant, po Ramiojo vandenyno dugnu Žemė „kvėpuoja“ kitaip nei po Afrikos, Europos ar Azijos žemynų masyvais. Continental crust acts as insulation, while oceanic lithosphere allows more efficient heat loss; this is the core explanation given in summaries of the study.

Tai nereiškia, kad viena Žemės pusė tampa šaltesnė paviršiuje ar kad Ramiojo vandenyno regionui gresia koks nors staigus „užšalimas“. Kalbama apie labai lėtą planetos vidaus šilumos raidą per šimtus milijonų metų.

Svarbiausia detalė: vėsta ne oras, ne klimatas ir ne vandenynas, o skirtingu greičiu šilumą praranda Žemės gelmės po skirtingomis planetos dalimis.

Kodėl mokslininkus nustebino Ramiojo vandenyno pusė

Tyrime yra ir paradoksas. Ramiojo vandenyno pusrutulyje per nagrinėtą laikotarpį tektoninės plokštės judėjo greičiau. Paprastai didesnis plokščių judėjimo greitis siejamas su karštesne, aktyvesne mantija. Kitaip tariant, ši pusė galėjo būti karštesnė, tačiau dabar modeliai rodo, kad ji ir prarado daugiau šilumos.

Viena iš galimų hipotezių – labai tolimoje geologinėje praeityje dabartinio Ramiojo vandenyno pusė galėjo būti kitaip uždengta žemyninėmis masėmis, kurios ilgiau sulaikė šilumą. Vėliau, pasikeitus žemynų ir vandenynų išsidėstymui, šilumos netekimo režimas pasikeitė. Mokslininkai pabrėžia, kad šis klausimas dar nėra galutinai uždarytas – modeliai parodo skirtumą, bet jo istorija gali būti sudėtingesnė.

Šis darbas svarbus tuo, kad praplečia ankstesnius vertinimus. Ankstesni tyrimai dažnai apimdavo maždaug 230 mln. metų laikotarpį, o ši analizė siekia 400 mln. metų – beveik dvigubai ilgesnę geologinę atkarpą.

Kodėl tai svarbu, jei pokytis vyksta taip lėtai

Žmogaus gyvenimo masteliu 400 mln. metų atrodo beveik neįsivaizduojamai. Tačiau Žemės sistemai tokie procesai yra esminiai. Vidinės šilumos pasiskirstymas veikia mantijos judėjimą, tektoninių plokščių greitį, vandenynų dugno atsinaujinimą, kalnų formavimąsi, vulkanizmą ir žemynų judėjimą.

Tai taip pat padeda geriau suprasti, kodėl skirtingi planetos regionai geologiškai elgiasi nevienodai. Ramiojo vandenyno pakraščiai yra vieni aktyviausių pasaulyje: čia driekiasi vadinamasis Ugnies žiedas, gausu subdukcijos zonų, žemės drebėjimų ir ugnikalnių. Toks aktyvumas susijęs su tuo, kaip planeta išleidžia savo vidinę šilumą.

Vis dėlto šio tyrimo nereikėtų painioti su klimato kaita. Atmosferos šiltėjimas, vandenynų temperatūra ir žmonių sukeltas šiltnamio efektą sukeliančių dujų poveikis yra visai kiti procesai, vykstantys daug trumpesniu laiko masteliu. Čia kalbama apie planetos gelmių energiją ir geologinę evoliuciją.

Taigi mokslininkų atsakymas paprastas tik iš pirmo žvilgsnio: viena Žemės pusė vėsta greičiau todėl, kad joje daugiau vandenyninio dugno, per kurį vidinė šiluma pasišalina efektyviau. Tačiau už šio atsakymo slypi labai sena planetos istorija – žemynų judėjimas, vandenynų atsivėrimas ir lėtas, bet nuolatinis Žemės vidaus atvėsimas.

Įvertinkite šį straipsnį:

😡

😕

😐

🙂

😍

Kraunami duomenys...