Движения литосферных плит могут возникать из-за смещенного центра вращения системы Земли и Луны и солнечной гравитации.
Земная кора состоит из блоков, тектонических плит, которые находятся в непрерывном медленном движении. Принято считать, что эти процессы связаны с энергией, поднимающейся из недр планеты. Тепло, сохранившееся еще с эпохи образования Земли, а также от распада радиоактивных изотопов, нагревает и перемешивает полужидкую мантию, на которой и плавают тектонические плиты. Впрочем, такая картина далека от окончательной. Достаточно сказать, что энергии, исходящей с глубины, недостаточно для питания тектоники плит.
По-видимому, мы знаем не все ее механизмы или даже в корне неверно их представляем. Ученые из Университета штата Вашингтон в Сент-Луисе предположили совершенно иное объяснение этим процессам, связав их с гравитацией Солнца и Луны. Статья об этом представлена в сборнике «Новые идеи в науках о Земле», который Геологическое общество Америки выпустило в память видного геофизика Уоррена Гамильтона (Warren Hamilton), умершего в 2018 году.
Дело в том, что Луна достаточно массивна и не просто обращается вокруг Земли, а заставляет и ее слегка смещаться со своего положения. Оба объекта вращаются вокруг общего центра масс — барицентра, который находится не в геометрическом центре планеты, а на 4670 километров ближе к поверхности, колеблясь примерно на 600 километров в стороны. В результате силы, возникающие благодаря орбитальному движению Земли и гравитации Солнца, оказываются несбалансированными и по-разному действуют на части планеты, находящиеся на разном расстоянии от барицентра.
«Теплые, толстые и мощные внутренние слои могут выдерживать этот стресс, — говорит Энн Хофмейстер (Anne Hofmeister), ведущий автор новой работы. — Но вот тонкая, холодная и хрупкая литосфера раскалывается». Дополнительную нагрузку на нее создает слабое уплощение формы планеты из-за вращения вокруг своей оси. Непрерывно меняясь, эти несбалансированные силы заставляют плиты земной коры двигаться.
Ученые пришли к такой идее, проведя сравнение известных планет с твердой поверхностью, данных об их вулканизме и строении коры, размерах и положении их спутников, расстоянии до Солнца, скорости вращения и других орбитальных характеристик. По словам геологов, подтвердить или опровергнуть эту смелую гипотезу может изучение далекого Плутона. Расчеты показывают, что эта карликовая планета слишком холодна и мала для того, чтобы конвекция тепла из недр продолжалась до сих пор. А вот крупный спутник — Харон — у Плутона есть, да и кора сравнительно молода. Возможно, она обновляется благодаря той игре несбалансированных сил, которые питают тектонику плит на Земле.