Внешний слой нашей планеты Земля, известный как литосфера, состоит из более чем 20 тектонических плит. Считается, что эти гигантские сланцы скользят по поверхности планеты, в результате происходит движение континентов, подъем и падение целых горных хребтов и океанических впадин.
Тем не менее, ученые пока еще спорят о том, что заставляет эти гигантские каменные плиты двигаться в первую очередь.
Среди множества гипотез, выдвигавшихся на протяжении веков, в качестве объяснения обсуждались конвекционные потоки, создаваемые горячим ядром планеты, но сомнительно, что этот эффект даст достаточно энергии.
Недавно опубликованное исследование смотрит в небо в поисках объяснения, сообщает sciencealert. Отмечая, что для перемещения крупных объектов чаще всего используется сила, а не тепло, авторы предполагают, что взаимодействие гравитационных сил Солнца, Луны и Земли может быть причиной движения тектонических плит Земли.
Ключом к гипотезе является барицентр — центр масс орбитальной системы тел, в данном случае Земли и Луны. Это точка, вокруг которой на самом деле вращается наша Луна, и она находится вовсе не прямо в центре масс нашей планеты, который мы называем геоцентром.
Вместо этого местоположение барицентра внутри Земли меняется в течение месяца на целых 600 километров, потому что орбита Луны вокруг Земли эллиптическая из-за гравитационного притяжения нашего Солнца.
«Поскольку колеблющийся барицентр находится примерно в 4600 километрах от геоцентра, тангенциальное орбитальное ускорение Земли и солнечное притяжение несбалансированы», — говорит геофизик Энн Хофмейстер из Вашингтонского университета в Сент-Луисе. — «Теплые, толстые и прочные внутренние слои планеты могут противостоять этим нагрузкам, но ее тонкая, холодная, хрупкая литосфера реагирует разрушением».
Дополнительное напряжение добавляется, когда Земля вращается вокруг своей оси, слегка выравниваясь от идеальной сферической формы — и эти три напряжения от Луны, Солнца и самой Земли объединяются, чтобы вызвать смещение и раскол тектонических плит.
«Различия в выравнивании и величине центробежной силы, сопровождающей солнечное притяжение, когда Земля колеблется по своей сложной орбите вокруг Солнца, накладывают на Землю сильно асимметричные, изменяющиеся во времени силы, что уже подчеркивается вращением», — пишут исследователи.
Исследователи сообщают, что твердая литосфера и твердая верхняя мантия вращаются с разной скоростью из-за этих напряжений и деформаций — все из-за нашей особой конфигурации Земля-Луна-Солнце.
«Наша уникально большая Луна и особое расстояние от Солнца имеют важное значение», — говорит Хофмайстер.
Исследователи утверждают, что без Луны и сдвигов, которые она вызывает между барицентром и геоцентром, мы бы не увидели активности тектонических плит, которую мы наблюдаем на поверхности Земли. Поскольку гравитационное притяжение Солнца к Луне в 2,2 раза больше, чем притяжение Земли, оно будет оттягиваться от нашей планеты в течение следующего миллиарда лет или около того. Тем не менее, действующие гравитационные силы все еще нуждаются в горячих недрах Земли, чтобы все это работало, утверждают исследователи.
Чтобы еще больше подтвердить гипотезу, изложенную в их исследовании, исследователи применили свой анализ к нескольким скалистым планетам и лунам в Солнечной системе, ни на одной из которых на сегодняшний день не была подтверждена тектоническая активность.
Их сравнение Земли с другими крупными небесными телами Солнечной системы раскрывает потенциальное объяснение того, почему мы до сих пор не обнаружили тектонической активности ни на одной из крупных лун или скалистых планет. Однако наиболее близким к Земле по всем необходимым параметрам является Плутон.
«Одним из тестов было бы детальное изучение тектоники Плутона, который слишком мал и холоден для конвекции, но имеет гигантскую луну и удивительно молодую поверхность», — говорит Хофмайстер.
Исследование было опубликовано в специальных документах GSA.