の研究によると、地球のプレートテクトニクスは単なるフェーズである可能性があります。科学| スミソニアン - 記事、科学

プレートテクトニクスは地球の恒久的な特徴ではないかもしれません。新しいシミュレーションによると、山を形成し、地震を引き起こし、惑星の大陸を非常にゆっくりと再配列させるプロセスは、数十億年先に終わる可能性があります。

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「プレートテクトニクスは、惑星が存在する可能性のある構造状態のスペクトルの1つにすぎないことをしばらく知っています」と、オーストラリアのマッコーリー大学の惑星科学者であるクレイグ・オニールは言います。

火星や水星のような惑星は、停滞した蓋状態と呼ばれる状態にあります。これらの惑星のリソスフェアと呼ばれる最も外側のシェルは、惑星の内部が分裂して地殻活動を起こすには厚すぎます。科学者たちは、最終的に地球が同様の状態に達すると考えていましたが、証拠が不足していました、とオニールは言います。「実際の結論を導き出すのに十分な惑星がありません。」

そこでオニールと彼の同僚は、地球の進化をモデル化し、私たちの惑星の未来がどうなるかを確かめようと試みました。しかし、最新のスーパーコンピューターを使用しても、3次元地球全体をその歴史全体にわたってシミュレートするのに十分な計算能力はありません。その代わりに、グループは地球の単純化された2次元シミュレーションを構築し、45億年前の惑星の形成から50億年以上後の惑星の進化をモデル化しました。それでも、1回の実行には3週間かかりました、とオニールは指摘します。

単純化されたモデルにより、チームは初期地球温度のさまざまな開始点を試すことができます。この変数は、惑星の歴史の最初の5億年の岩石がないため、現在不明です。「この時点で地球の進化を理解するうえでの大きな弱点の1つは、実際にどのように始まったのかわからないことです」とオニールは言います。

科学者たちはかつて、初期の太陽系のごく一部が一緒になって惑星を形成する降着のプロセスはかなりクールなプロセスであり、内部の放射性元素が崩壊してから惑星が熱くなるだけだと考えていました。

「最近では、降着プロセスの間にかなりのエネルギーが持ち込まれたと思います」と彼は言います。「たくさんの大きな体が互いにぶつかり合っています。そして、太陽系ではもはや見られないアルミニウム26や鉄60などの短命の放射性元素は、物事をさらに熱くする可能性があります。

チームは、惑星の開始状態がそのライフサイクルに劇的な影響を与える可能性があることを発見しました。モデル内の惑星が冷え始めたとき、プレートテクトニクスが急速に発達し、わずか100〜150億年後に機能を失いました。

しかし、オニールが考えている高温の地球は、プレートテクトニクスの発達が遅い惑星になります。木星の月イオに似た状態で始まり、活火山に覆われていますが、構造プレートはありません。このモデルは、プレートテクトニクスが10億から30億年にわたってオンとオフを切り替える惑星を示しています。（これは私たちの惑星にとって地質学的記録がむらのある期間であり、オニールを含む一部の地質学者は、この期間中に散在するテクトニクスの強力なケースがあると結論付けました。」と彼は言う。

シミュレーションは、地球が最終的に数十億年のプレートテクトニクスに落ち着いてから、最終的にそれが終了するのに十分に冷却することを示します。「ある時点で、地球は減速し、リソスフェアはどんどん厚くなり、内部がそれ以上破壊できないほど強くなりすぎます。」とオニールは言います。」

研究者は、地球惑星惑星内部の物理学の 6月号で彼らの発見を報告します。

ワシントンのカーネギー研究所の地球力学者ブラッドフォード・フォーリーは、「岩は「過去について語る上で私たちが信頼しなければならない最高のものです」と言います。そしてそれらがなければ、科学者は理論モデルに頼らなければなりません。しかし、それらに組み込まれる多くの不確実性があります、フォーリーは指摘します。たとえば、オニールのチームは、岩の形成方法を説明するさまざまな公式を使用していた場合、さまざまな結果を得ることができました。地球の進化を記述するために現在開発されているモデルはどれも決定的なものに近いものはありません、とフォーリーは言います。

しかし、そのようなモデルは、地球や宇宙の他の惑星で何が起こったのかを調べるのに役立ちます。プレートテクトニクスは地球の炭素循環にとって重要であり、大気中の二酸化炭素の量を調節するのに役立ちます。「このサイクルは地球の気候を穏やかな温帯に安定させるのに役立ちます」とフォーリーは指摘します。これは、科学者がかつてプレートテクトニクスのない惑星が生命、または少なくとも複雑な生命をホストできないと仮定した理由の1つです。

液体の水や系外惑星の大気の組成などの他の要因も、惑星の居住可能性に影響を与える可能性がある、とオニールは指摘する。そのため、地球のように動いたり揺れたりしていない惑星の宇宙のどこかに生命を見つけることができるかもしれません。