Географические полюса Земли смещаются сильнее, чем считалось ранее

Фото из открытых источников

Географические полюса Земли — точки, через которые проходит воображаемая ось вращения планеты, — могут быть гораздо менее неподвижными, чем было принято считать. Новое исследование показало, что ключ к пониманию их перемещения кроется в древних изменениях уровня моря. Его результаты были опубликованы в журнале Science.

У Земли есть две основные пары полюсов: магнитные (обусловленные магнитным полем планеты) и географические (связанные с ее вращением). Магнитные полюса постоянно перемещаются и зачастую находятся на расстоянии сотен километров от географических Северного и Южного полюсов. Они даже могут полностью менять свое положение (инвертировать).

Географические полюса гораздо более стабильны. Однако они могут незначительно смещаться в результате явления, называемого «истинным блужданием полюсов». Этот процесс вызван тем, что тектоника плит и конвекция в мантии медленно перераспределяют массу внутри мантии Земли, влияя на вращение планеты.

Когда равновесие вращения планеты нарушается, твердые внешние слои земного шара начинают смещаться, помогая Земле найти новое устойчивое состояние вращения. Следствием этого становится перемещение географических полюсов.

«Во время истинного блуждания полюсов земная кора и мантия фактически скользят относительно ядра», — поясняет Мэтью Домейер из Университета Осло (Норвегия).

Однако до сих пор большая часть свидетельств о таких событиях основывалась на данных древнего магнетизма, зафиксированных в горных породах, сформировавшихся миллионы лет назад; эти данные приводили к неоднозначным и противоречивым выводам о частоте и масштабах подобных явлений.

Поэтому Домейер и его команда применили иной подход. Они проанализировали геологические данные об изменениях уровня моря в поисках характерных признаков, которые должны сопровождать истинное блуждание полюсов.

Поскольку океаническая вода способна реагировать на изменения центробежного потенциала быстрее, чем каменистое морское дно, истинное блуждание полюсов должно оставлять специфический след. Уровень моря будет повышаться в одной части Северного полушария и понижаться в другой, а также повышаться в одной части Южного полушария и понижаться в другой. Однако сигналы в северном и южном полушариях имеют противоположный характер: если повышение уровня моря наблюдается в западной части северного полушария, то оно происходит и в восточной части южного, создавая глобальную картину, напоминающую по рисунку пляжный мяч.

«Это весьма необычная картина, не обусловленная другими земными процессами», — отмечает ученый.

В масштабах времени, доступных человеческому восприятию, эти события остались бы незамеченными. Но в течение длительных геологических эпох смещение полюсов меняет соотношение суши и моря.

Так, проанализировав данные об изменениях уровня моря в прошлом, Домейер и его коллеги обнаружили, что географические полюса четырежды за геологическую историю — 20, 90, 140 и 190 миллионов лет назад — претерпевали резкие перемещения, занимавшие около 10 миллионов лет.

«По меркам человеческого опыта это движение может не казаться быстрым, — говорит Домейер. — Мы не можем определить точную скорость, но способны выявить периоды, когда темпы смещения полюсов превышали примерно 0,6 градуса за миллион лет».

По его словам, это быстрее, чем скорость движения большинства тектонических плит, — достаточно быстро, чтобы потенциально влиять на климатические системы.

Более того, известно, что истинное блуждание полюсов продолжается и сегодня, хотя, возможно, и не с той интенсивностью, которая наблюдалась во время четырех упомянутых выше периодов резких изменений в геологическом прошлом.

Выветривание горных пород на протяжении миллионов лет помогало поддерживать относительную стабильность климата Земли, однако этот процесс протекает недостаточно быстро, чтобы компенсировать антропогенные выбросы углерода.

«Спутники фиксируют это смещение со скоростью около 10 сантиметров в год, но большинство людей об этом не знает. Поэтому в рамках нашего повседневного опыта подобные события остаются совершенно незаметными», — поясняет Домейер.

Сабин Захирович из Сиднейского университета отмечает, что мало кто осознает: внешняя оболочка Земли — состоящая из земной коры и мантии и имеющая толщину 2800 километров — находится в движении относительно оси вращения планеты.

Исследование показывает, что изменения береговой линии служат независимым индикатором истинного блуждания полюсов. «Это весьма значимое открытие, которое позволяет нам связать глубинные процессы, происходящие в недрах Земли, с долгосрочными изменениями климата и уровня моря на планете», — говорит Захирович.