Когда случаются катастрофические землетрясения, мы вспоминаем про геофизиков и сейсмологов. Что же сейчас творится под земной корой и смогут ли ученые предсказывать сейсмические процессы? Обсудить эти актуальные вопросы Софико Шеварднадзе решила с доктором минералогических наук, профессором геологического факультета МГУ, заместителем директора ИФЗ РАН Романом Веселовским.
Наша Земля образовалась 4 600 000 лет назад путем слипания космической пыли при гравитационномвзаимодействии. Планетеземали (небольшие небесные тела, существовавшие в начале истории Солнечной системы, и затем ставшие материалом для создания планет) при столкновении выделяли тепло, поэтому Земля в момент создания была сильно разогрета. Так как Солнечная система образовалась после Большого взрыва, когда во веленной присутствовал только водород и гелий, мы имеем возможность жить в то время, когда присутствуют и более тяжелые элементы. Поэтому почти 5% состава планеты занимает железо. Также естьгипотеза, что в самом начале существования Земли, произошло столкновение с планетой Тейя размером сопоставимым с Марсом. В результате выброса веществ Земли на свою орбиту образовалась Луна. Это подтверждается тем, что Луна состоит из тех же пород, что и Земля. На сегодняшний день можно наблюдать взаимодействие Луны и Земли в виде приливов и отливов, но существует еще необозримый земной прилив, который образуется каждый раз, когда над планетой пролетает Луна. В этот момент поверхность Земли приподнимается приблизительно на 30 см. Очень давно идет научный разговор о том, как запустилась тектоника плит и как возникла Земля в том понимании, в котором мы сейчас ее наблюдаем. В некоторых теориях большая роль отводится именно Луне, поскольку приливы разогревали верхние слои и приводили к выплавке железа, которое под действием сил гравитации стягивалось к центру Земли. Это запустило гравитационную дифференциацию – разделение неоднородного магматического расплава под влиянием гравитации, источник тепловой энергии Земли, планет и звезд. Вулканы, движение литосферных плит, все, что можно зафиксировать – результат разделения Земли на тяжелые элементы, стягивающиеся к ядру, и на легкие, которые поднимаются наверх.
Для лучшего понимания можно провести аналогию с доменной печью, где плавится сталь. Железную руду плавят при высокой температуре, затем железо опускается на дно печи, а наверх всплывает шлак. Похожий процесс происходил и на ранней Земле. В результате расплавления ее первичного вещества железо ушло в ядро, а наверх поднялось то, что сейчас является нашими континентами. Если бы мы могли заглянуть на 3 млрд. лет назад, то увидели, что размер континентов был гораздо меньше. На сегодняшний день они достигают тысяч километров в поперечнике, а тогда всего лишь несколько сотен. Континентов было больше, и они все активно двигались по поверхности Земли. По мере остывания планеты скорость перемещения континентов снижалась, поэтому они объединялись в большие и уже не распадались. Планета Земля обладает мантией и корой, которые отличаются друг от друга по химическому составу. А еще геологи делят Землю по физическим свойствам и по способности веществ к вязкости. Наша литосфера (хрупкая и жесткая оболочка) состоит из одноименных плит, под ней располагается астеносфера (часть мантии), которая частично расплавлена и обладает наименьшей вязкостью по сравнению с литосферой. За счет этого контраста двигаются литосферные плиты. А поскольку тепло в Земле выделяется из ядра (поднимается наверх), то планета подобна кипящей кастрюле с водой. За счет этого астеносфера вовлекает в движение литосферные плиты. Дрейф материков не наблюдается больше ни на каких известных планетах, кроме Земли. Наша планета уникальна не потому, что на ней есть жизнь. Наоборот, жизнь появилась, потому что планета уникальна. Считается, что на Марсе и Венере тектоника плит тоже когда-то присутствовала. Но сейчас этого нет, так как выделение энергии, которая стимулирует тектонику плит на Земле, закончилось на вышеуказанных планетах гораздо раньше. Землю со временем ожидает то же самое.
Первым суперконтинентом Земли был Моногея, образовавшийся примерно 2,5 млрд лет назад и впоследствии распавшийся на десятки фрагментов. Есть предположение, что когда образуется суперконтинент, то примерно 30% поверхности Земли покрывается слоем гранитной коры. Она действует как тепловая покрышка и это тепло инициирует активный магматизм. Это послужило причиной раскола Моногеи. Похожий процесс на сегодняшний день наблюдается на востоке Африки, где африканская плита раскалывается на две. Достоверно известно, что Земля насчитывает 2-3 суперконтинента и под вопросом еще 1-2. То есть, можно сказать, что за историю развития планеты образовывались минимум четыре разных суперконтинента. Последним изученным суперконтинентом стал Пангея, существовавшая 335-175 млн лет назад, объединивший Гондвану, Лавруссию и Сибирь. Хотя прообразы современных материков существовали намного раньше, все же нынешний облик Земля приобрела благодаря Пангее. Средняя скорость движения литосферных плит примерно 10 см в год и это считается довольно быстро. Но важно понимать, что литосферные плиты с континентами движутся не со средней скоростью и плавно. Они движутся так, как можно было наблюдать при недавней трагедии в Турции. Где за доли секунды в результате землетрясения плиты сдвинулись на три метра. Можно предположить, что теперь в течение десяти тысяч лет землетрясения там не ожидаются. А потом плиты сдвинутся снова. Столкновения плит образовало то, что мы сегодня называем Гималаями. Грандиозное горное сооружение, возникшее при сближении Евразии и Индостана, и продолжающее формироваться до сих пор.
В новом выпуске Софико Шеварднадзе и Роман Веселовский затронули такие вопросы, как
Луна могла нагревать Землю? Соберутся ли все материки в единое целое? Почему до мантии легче добраться с моря, чем с земли? В чем особенности земного магнитного поля? По какой причине ученые сравнивают землетрясения с фонариком и можно ли вызвать его искусственно?
Как вы считаете, под силу ли людям с нынешними или будущими технологиями приручить силу Земли и избавиться от страшных последствий землетрясений? Делитесь своими рассуждениями в комментариях.
