Последният велик ледников период на Земята, известен като Ледене на кватерни, започна преди около 3,2 милиона години. Този период се характеризира с разширяването на ледените плоскости извън Антарктида и Гренландия, както и колебанието на левския лавренски покрив, който обхваща по-голямата част от Канада и САЩ. Отстъплението на този ледник е отговорно за създаването на милиони стоящи водни тела в Северна Америка, включително Големите езера.
Въпреки че причините за ледниковите епохи са били причислени към комбинация от астрономически цикли, атмосферни условия, океански течения и тектоника на плочите, досега липсва цялостно обяснение. Въпреки това, според ново откритие на екип от геофизици от университета Райс, последната ледена епоха на Земята може да е била причинена от изместване на Земята спрямо оста на въртене, което е причинило полюсите й да се скитат.
Това проучване е проведено от Daniel Woodworth и Richard G. Gordon - аспирант и W.M. Кек професор по природни, екологични и планетарни науки в Райс университет, съответно - и наскоро се появи в списанието Геофизични изследователски писма. В името на своето проучване, което беше подкрепено от Националната научна фондация (NSF), Уудърт и Гордън анализираха геофизични доказателства от Тихия океан.
Това включва изкопаеми подписи от дълбоки океански утайки, магнитният подпис на океанската кора и разположението на „горещата точка“ на мантията, създала Хавайските острови. От това екипът заключава, че през последните 12 милиона години Земята е преживяла „истинско полярно скитане“ - явление, при което планетата се измества спрямо своята ос на въртене.
Когато това се случи, местата на северния и южния полюс се променят (или се скитат). В този случай Гренландия се придвижи достатъчно далеч към северния полюс, за да стартира последния ледников период. Както Уудърт обясни в скорошно издание на новини от университета Райс:
„Хавайската гореща точка е фиксирана, спрямо оста на въртене, от преди около 48 милиона години до около 12 милиона години, но тя е фиксирана на географска ширина, по-северна, отколкото я откриваме днес. Сравнявайки хавайската гореща точка с останалата част от Земята, можем да видим, че това изместване на местоположението се е отразило в останалата част от Земята и е наслагвано върху движението на тектоничните плочи. Това ни казва, че цялата Земя се е движила спрямо оста на въртене, което ние тълкуваме като истинско полярно скитане. “
Тяхната работа се основава на две предишни проучвания от 2017 г. Първото, проведено от Гордън и изследователи от неговата собствена лаборатория, показа, че горещите точки се движат бавно и могат да бъдат използвани за определяне на глобална референтна рамка за движенията на плочите. Вторият, проведен от изследователи от Харвардския университет, е първият, който показва връзка между истинското полярно скитане и настъпването на последния ледников период.
Горещи точки, като тази, разположена под Хаваите, са вулканични райони, където струите гореща магма се издигат от дълбоко с мантията. За разлика от други форми на вулканична активност, тези петна не са разположени на границите на тектонските плочи. В комбинация с факта, че са по-горещи от заобикалящата мантия, горещите точки представляват нещо като аномалия за учените.
„Ние приемаме тези горещи точки като маркирани проследяващи петна, които идват от дълбоката мантия, и ние го използваме като наша референтна рамка“, каза Гордън. „Смятаме, че цялата глобална мрежа от горещи точки е фиксирана, спрямо оста на въртене на Земята, поне 36 милиона години преди тази промяна.“
Тъй като Земята е въртящ се обект, нейната центробежна сила гарантира, че това е „приличен сфероид“, а не перфектна сфера - с диаметър около 42 км (26 мили) повече в диаметър на екватора, отколкото от полюс до полюс. Според Уудуърт и Гордън, истинското полярно скитане може също да бъде резултат от това, когато същата сила причинява натрупване на силно вискозни отлагания в мантията на географски ширини далеч от екватора. Както обясни Гордън:
„Представете си, че имате наистина, наистина студен сироп и го слагате на горещи палачинки. Докато го наливате, временно имате малка купчина в центъра, където той не се изравнява незабавно поради вискозитета на студения сироп. Смятаме, че плътните аномалии в мантията са като онази малка временна купчина, само вискозитетите са много по-високи в долната мантия. Подобно на сиропа, той в крайна сметка ще се деформира, но за това е необходимо много, много дълго време. "
Ако тези аномални струпвания са достатъчно масивни, те биха могли да дебалансират планетата, причинявайки тя постепенно да се измести и да доближи излишната маса до екватора. Това преразпределение на масата към нов екватор не би променило наклона на въртящата се ос на Земята, но би променило точките на повърхността, където се появява спиновата ос (известна още като полюсите).
Докато измерената от тях промяна ще бъде само с около 3%, това би имало ефект на преместване на земната мантия. Докато мантията под тропическите части на Тихия океан би се преместила на юг, Гренландия и части от Европа и Северна Америка щяха да се преместят на север. Това изместване би довело до по-ниски температури в тези последни места, което би могло да предизвика последния ледников период.
Според Уудуърт данните от горещата точка на Хаваите предоставят едни от най-добрите доказателства, че истинското полярно скитане е отговорно за начина, по който полюсите на Земята започват да се движат преди 12 милиона години. Те обаче подозират, че минали случаи на полярно скитане могат да бъдат записани в магнитните подписи на скали, които се изучават от геофизиците, за да определят кога магнитното поле на Земята се е обърнало в миналото.
Гледайки напред, Уудуърт и Гордън работят с колеги, за да надграждат своя анализ. Освен че го разширяват от преди 12 милиона години до днес, те също искат да го разширят още в миналото, след 48-милионната начална дата, използвана за това изследване. Резултатът от това може да бъде по-прецизно разбиране за това как геоложката история на Земята, нейните ледникови епохи и еволюцията на живота са взаимосвързани.
