Материки перемещаются потому, что являются частями литосферных плит. Плиты медленно движутся по пластичной верхней мантии, расходятся у океанических хребтов, погружаются в зонах субдукции и сталкиваются. За сотни миллионов лет эти сантиметры в год складываются в тысячи километров: океаны открываются и закрываются, континенты соединяются в суперконтиненты, а затем снова распадаются.
Материк не плывёт отдельно от дна
Старая метафора дрейфа иногда создаёт образ гранитного материка, который как корабль прорезает океаническую кору. В современной теории движется вся плита. Она может включать континент, прилегающий океан и их общую жёсткую основу. Поэтому береговая линия и граница плиты обычно не совпадают.
Механизм движения подробнее объясняет материал о том, что такое литосферные плиты. Кратко: новая океаническая литосфера формируется у хребтов, старая охлаждается и погружается в мантию, а вся система связана с потерей внутреннего тепла Земли. Континентальная кора легче океанической и редко уходит глубоко в мантию, поэтому древние части материков сохраняются намного дольше океанского дна.
Какие у дрейфа есть доказательства
Очертания противоположных берегов Атлантики были первой заметной подсказкой, но сами по себе они ничего не доказывают. Намного важнее совпадения горных поясов и пород по обе стороны океана. Геологические структуры Северной Америки продолжаются в Европе, хотя сейчас между ними тысячи километров воды.
Одинаковые ископаемые наземных или пресноводных организмов находят на ныне разделённых континентах. Следы древних ледников показывают согласованное направление движения льда, если южные материки собрать вместе. Залежи угля и другие климатические признаки обнаруживаются в широтах, где современный климат для их образования не подходит.
В XX веке решающие данные пришли со дна океанов. Учёные открыли срединные хребты, симметричные магнитные полосы и закономерное увеличение возраста коры по мере удаления от хребта. Цепочки землетрясений показали погружение плит в глубину. Сегодня спутниковая геодезия напрямую измеряет движение материков.
Как образовалась и распалась Пангея
Примерно 300 миллионов лет назад большая часть континентальной суши объединилась в Пангею. Это не была первая суша на Земле и не единственный суперконтинент в её истории. До неё существовали другие крупные объединения, хотя чем древнее событие, тем меньше сохранилось надёжных следов.
Пангея не возникла мгновенно. Сближавшиеся континенты закрывали океаны, а их столкновения создавали горы. Швы древних столкновений и сегодня читаются в породах. Затем около 200 миллионов лет назад начался распад: образовались рифты, в разломы поступала магма, между расходящимися блоками появлялась новая океаническая кора.
Сначала разделились крупные северная и южная части, затем постепенно оформились современные материки и океаны. Атлантика расширилась, Индия быстро двигалась на север и столкнулась с Азией, Австралия отделилась от Антарктиды. Эта история продолжалась десятки миллионов лет и всё ещё не завершена.
Почему столкновение материков создаёт горы
Когда океан между континентами закрывается, плотная океаническая плита погружается в мантию. Наконец плавучие континентальные края встречаются. Ни один из них не хочет легко тонуть, поэтому кора сминается, надвигается слоями и утолщается. Так формируются высокие горные пояса.
Гималаи связаны со столкновением Индийской и Евразийской плит, а многие древние горы отмечают давно исчезнувшие океаны. Подробно процессы роста и последующего разрушения рельефа разобраны в статье о том, как образуются и разрушаются горы.
Столкновения происходят рывками, потому что границы плит зацепляются. Поэтому горные области часто сейсмичны. Однако землетрясения бывают не только при столкновении континентов: они сопровождают субдукцию, растяжение и боковое скольжение плит.
Существует ли цикл суперконтинентов
Геологическая летопись указывает, что континенты неоднократно соединялись и разделялись. Этот процесс называют циклом суперконтинентов. Он связан с более локальным циклом открытия и закрытия океана: континент раскалывается, молодой океан расширяется, затем где-то начинается субдукция, океан сокращается и континенты снова сталкиваются.
Это не точные часы. Длительность и геометрия каждого цикла различаются, а движение плит зависит от структуры мантийных потоков и расположения зон субдукции. Поэтому прошлое можно восстанавливать по породам, а далёкое будущее приходится моделировать несколькими способами.
Важную роль играет палеомагнетизм. Железосодержащие минералы в застывающей породе сохраняют направление древнего магнитного поля. По их ориентации можно оценить, на какой широте находился участок и как он поворачивался. Метод не даёт точной древней долготы сам по себе, поэтому его объединяют с возрастом пород, ископаемыми и геологическими связями.
Даже название древнего суперконтинента не означает, что береговая линия известна до мелочей. Океаническое дно старше примерно 200 миллионов лет в основном переработано субдукцией, а континентальные края многократно деформировались. Реконструкции показывают наиболее согласованную картину по сохранившимся данным, а спорные детали отмечают как гипотезы.
Континенты меняют не только положение
Во время дрейфа меняется и сама форма суши. К континенту присоединяются островные дуги и небольшие блоки, его окраины растягиваются или сминаются, море затапливает низменности, а горы разрушаются. Поэтому современный материк нельзя вырезать по береговой линии и просто передвинуть на древнюю карту.
Уровень океана и количество льда также меняют вид берегов, не перемещая плиту. Геологи разделяют тектоническое движение, вертикальный подъём суши и обычное наступление моря, чтобы не принять одно явление за другое.
Продолжаются ли изменения сейчас
Да. Атлантический океан в среднем расширяется, Тихий во многих местах сокращается из-за субдукции, Африка движется на север, а Восточно-Африканский рифт медленно растягивает континент. Эти тенденции измеримы, но они могут измениться, если появятся новые границы плит.
За несколько миллионов лет очертания берегов заметно поменяются. Через сотни миллионов лет возможна сборка нового суперконтинента, однако существует несколько сценариев. Статья о том, как могут выглядеть материки в будущем, отделяет надёжные ближайшие тенденции от далёких гипотез.
Четвёртый шаг маршрута «От земного ядра до будущих материков» показывает исторический результат движения плит. Материки кажутся вечными только на человеческой шкале времени: для Земли они являются медленно меняющимися фрагментами большой геологической системы.
