Земля является единственной планетой в Солнечной системе, для которой характерна тектоника литосферных плит. Подобные по строению Венера и Марс не проявляют такой геодинамической активности.
По сей день не все детали механизма тектоники изучены. Так, остаются неустановленными однозначно причины субдукции.
Древнейшими породами, обнаруженными на Земле, являются разности, слагающие кратоны. Так, датировка цирконовых пород Западной Австралии показала, что их возраст составляет 4,35 млрд. лет. На основе этого считается, что земная кора начала формироваться в это время. Существует гипотеза, что на 200 млн лет ранее Земля столкнулась с Тейей, что привело к образованию Луны. На основе этого было выдвинуто предположение о том, что тектоника литосферных плит была запущена ударом крупного космического объекта.
Новое исследование Калифорнийского университета было посвящено проверке данной гипотезы путем моделирования. Учеными была построена двухмерная модель геодинамики катархейской мантии и трехмерные модели для анализа возникновения тектоники.
Моделирование охватывает период спустя 50 млн лет после формирования земной коры. Авторы предполагают, что в то время температура на границе мантии и ядра составляла 5273 К, что на 700-1800 К выше современного значения, ввиду разогрева железным осадком Тейи, опустившимся в эту область после столкновения в виде двух крупных структур с низкой скоростью сдвига. В таких условиях могло начаться плавление данного слоя.
Спустя 99 млн лет после столкновения в этих структурах сформировался мантийный плюм. Поднимаясь к верхней мантии, он стал сужаться ввиду низкой вязкости. Еще через 10 млн лет плюм внедрился в ослабленную им литосферу, сформировав вязкую клиновидную структуру. За 14 млн лет по ней произошел раздвиг литосферы с опусканием краев. Таким образом сформировалась зона субдукции.
Однако моделирование показало, что описанный процесс мог произойти только в определенном диапазоне условий. Так, для его протекания необходим предел текучести литосферы в 80 мПа. При значении в 100 мПа зона субдукции не возникла. Хотя предварительные расчеты показывали, что в таких условиях она образуется, но с одной стороны, а при 150 мПа плюм не может внедриться в литосферу. К тому же процесс прекращается при снижении температуры на границе мантии и ядра до 3773 К, а при значениях менее 3273 К не происходит. Таким образом, было подтверждено, что основным фактором, обусловливающим тектонику литосферных плит, является температура на границе мантии и ядра.
Ученые внедрили в анализ керна систему ИИ, способную осуществлять его комплексное описание, определяя основные физические характеристики, а также проверять прошлые данные. »»»
Путем исследования температур арктических торфяников различных типов ученые установили различия между ними и оценили, что состояние многолетнемерзлых пород пока сохраняет стабильность. »»»
Зафиксирован рост продолжительности фаз ENSO с традиционного примерно года до 3 лет, а также повышение частоты многолетних Эль-Ниньо и Ла-Нинья. Считается, что это связано с ростом температуры атмосферы и океана с глобальным потеплением. »»»
Путем исследования структуры магматического резервуара Йеллоустоунского вулкана ученые выяснили, что над ним находится слой пористой породы. Он обеспечивает постепенный выход газов, предотвращая их накопление до критического уровня. »»»
Путем экспериментов ученые обнаружили, что органические молекулы вроде урацила, цианистого водорода, глицина и др. могут формироваться при распылении воды в смеси газов, потенциально содержавшихся в первичной атмосфере, в присутствии микроэлектрических разрядов. Последние возникают между противоположно заряженными каплями воды. »»»
Ученые выяснили, что строительство китайской ГЭС Три ущелья на реке Янцзы увеличило продолжительность суток и сместило ось вращения Земли. В долгосрочной перспективе это может повлиять на отсчет времени, вызвать климатические изменения и оказать влияние на сезоны. »»»
Путем анализа останков растений в 5 ярусах перми и триаса и моделирования ученые выяснили, что в начале триасового периода произошло резкое потепление, вызвавшее смещение умеренных биомов к полярным широтам и аридизацию экваториальных регионов. В позднем триасе условия стали еще жарче. Тундровые экосистемы исчезли за счет дальнейшего смещения умеренных на север. При этом в тропиках произошла гумидизация. »»»
Создана третья версия карты подледной поверхности Антарктиды с использованием более чем вдвое большего количества данных относительно предыдущих версий. Она раскрыла сведения о слабоизученных районах и позволила получить ряд статистических данных. »»»
На базе Центрально-Европейского бассейна ученые исследовали экосистемы триасового периода и их развитие с изменениями среды и климата. Установлено большее разнообразие наземных позвоночных, чем предполагалось. В целом, в данном периоде были заложены основы для развития современных экосистем. »»»
Путем анализа образца энстатитового хондрита из Антарктиды, близкого по составу к материалу протоземли, ученые выяснили, что он содержит водород. Это свидетельствует о том, что Земля изначально обладала достаточными запасами данного элемента для образования воды. Дальнейший привнос метеоритами лишь повысил его количество. »»»