Co powoduje rozszerzanie się Ziemi?

Pytanie, skąd bierze się dodatkowa masa wyjaśniająca przyrost promienia Ziemi, to kluczowy problem stojący przed teorią tektoniki ekspandującej Ziemi, na który bardzo trudno odpowiedzieć. Ponieważ Ziemię od zawsze traktuje się jako mającą od momentu jej powstania te same wymiary, i to zarówno z kosmologicznego, jak i religijnego punktu widzenia, nie było dotąd potrzeby zadawania takiego pytania. A skoro nie zadawano go bądź nie traktowano go poważnie, źródło dodatkowej masy wciąż pozostaje w sferze domysłów.

Ponieważ teorię ekspandującej Ziemi zaproponowano po raz pierwszy pod koniec lat 1890., wysunięto szereg koncepcji dotyczących przyczyny rozszerzania się Ziemi, z których pięć głównych można podsumować następująco:

1. Pulsowanie Ziemi. W tym wyjaśnieniu cykliczne rozszerzanie się Ziemi doprowadziło do otwarcia oceanów, a kurczenie się do powstania gór. Taka możliwość nie wyjaśnia szybkiego charakteru rozszerzania się, czego dowodzą współczesne mapowania dna oceanów. Nieżyjący już profesor Carey uważał, że ta koncepcja wyłoniła się z błędnego poglądu mówiącego, że ruchy górotwórcze są efektem kurczenia się ziemskiej skorupy. Co więcej, profesor Carey uważał, że brak jest przekonywających danych, które potwierdzałyby występowanie sporadycznych skurczów Ziemi.

2. Przyrost masy za sprawą meteorytów i asteroid. Ta ciesząca się ostatnio powodzeniem koncepcja, jest również proponowana jako wyjaśnienie różnych wydarzeń prowadzących do zdarzających się wyginięć gatunków. Mówi ona, że przyrost masy Ziemi jest następstwem nieprzerwanego akumulowania skalnego rumoszu pozaziemskiego pochodzenia. Również ten pomysł wyjaśnienia rozszerzania się Ziemi został odrzucony przez profesora Careya, ponieważ w tym przypadku rozszerzanie się powinno maleć wraz z upływem czasu, a nie wzrastać, na co wskazuje mapowanie dna oceanu. Co więcej, nie wyjaśnia on również powiększania dna oceanu i rozkładu oceanicznej skorupy lub pokrywających ją osadów.

3. Stała masa Ziemi z fazowymi zmianami pierwotnie supergęstego jądra. Również ten pomysł został odrzucony przez profesora Careya jako główna przyczyna rozszerzania się Ziemi, ponieważ oznacza on zbyt dużą powierzchniową grawitację przez cały prekambr aż do późnego paleozoiku. Przeprowadzone w latach 1970. badania nie wykryły silnej prekambryjskiej powierzchniowej grawitacji. Co więcej, biorąc pod uwagę stałą masę Ziemi, również jej zbyt duża gęstość w prekambrze byłaby nie do przyjęcia.

4. Stopniowe zmniejszanie się uniwersalnej stałej grawitacji G. Mówi się, że zmniejszenie stałej G wywołuje rozszerzanie się Ziemi wskutek uwolnienia energii elastycznej kompresji w całej Ziemi oraz wystąpienia fazowych zmian ku niższym gęstościom w płaszczu. Profesor Carey odrzucił tę propozycję jako główną przyczynę rozszerzania się Ziemi z trzech powodów: po pierwsze, powierzchniowa grawitacja musiałaby być pierwotnie bardzo duża, po drugie, wielkość rozszerzania się jest przypuszczalnie zbyt mała i, po trzecie, argumenty na rzecz takiego zmniejszenia G nie współgrają z tak dużym tempem przyrostu promienia.

5. Kosmologiczna przyczyna stałego przyrostu masy Ziemi. Jest to najpopularniejsza obecnie propozycja. To, skąd bierze się niezbędny przyrost masy, zostało szczegółowo rozważone przez profesora Careya. Równanie Einsteina E = mc² zasugerowało mu (i innym), że materia i energia są wzajemnie wymienialne. Inaczej mówiąc, materia jest przeciwieństwem energii i mogą one przekształcać się na przemian w siebie. Profesor Carey uważał ponadto, że materia dodawana do Ziemi musi pojawiać się głęboko w jądrze. Sądził też, że głównej przyczyny rozszerzania się Ziemi należy szukać w kosmologicznej ekspansji i komplementarnych procesach generowania nowych mas w całym Wszechświecie.

Proponowany model dla teorii tektoniki ekspandującej Ziemi obejmujący to zjawisko (ilustracja 6), mimo iż jest wciąż dyskusyjny, obejmuje przyrost masy poprzez tworzenie nowej materii z energii wewnątrz jądra Ziemi. Ta nowa materia gromadzi się na granicy jądra i płaszcza, co powoduje pęcznienie płaszcza.

 

 

Il. 6. Przekrój przez obecną Ziemię ukazujący przedłużanie skorupy, poszerzanie dna morskiego i otwieranie współczesnych oceanów w odniesieniu do spęcznienia płaszcza.

 

 

Powyższą propozycję potwierdzają dane sejsmiczne i tomograficzne, z których wynika, że strefa między jądrem i płaszczem jest najbardziej aktywną częścią wnętrza Ziemi. Zgodnie z tą propozycją pęcznienie płaszcza objawia się w zewnętrznej skorupie w postaci jej przedłużania i aktualnie występuje w rejonie środkowooceanicznych stref ryftu. Wydzielanie materii wewnątrz jądra Ziemi jest ciągłym procesem, który w przypadku wygaśnięcia może zahamować obecny szybki przyrost promienia Ziemi i zakończyć w przyszłości proces jej rozszerzania się.

 

A co superkontynentami?

Na modelach zgodnych z teorią tektoniki ekspandującej Ziemi obrazujących okres triasu brak współczesnych głębokich oceanów. Cała kontynentalna skorupa stanowiła jedność i tworzyła superkontynent o nazwie Pangea, który obejmował całą Ziemię o promieniu 3200 km, co stanowi około 52 procent jej obecnego promienia (6372 km).

Studia geograficzne dowodzą, że przed triasem zaczątkami oceanów była sieć kontynentalnych mórz z ograniczonymi do kontynentalnych basenów osadami maskującymi wszelkie ślady poszerzania morskiego dna. Odsłonięte lądy i zmienne linie brzegowe poprzedzające tamte czasy były podobnie reprezentowane przez starożytne superkontynenty Gondwany, Laurentii, Baltici i Laurussii, a jeszcze wcześniej przez superkontynent Rodinii i inne mniejsze superkontynenty.

 

A co z wodami oceanów i atmosferą?

Część naukowców głosiła, że przed triasem mała Ziemia z jednolitą kontynentalną skorupą była pokryta wodami o średniej głębokości 6,3 kilometra. Gdyby tak było, to ziemskie formy życia nie wyewoluowałyby, zaś kontynenty zostałyby wystawione na erozję stosunkowo niedawno.

Ten pogląd zakłada, że objętość wód oceanicznych jest stała przez całą geologiczną historię Ziemi. Na modelach zgodnych z teorią tektoniki ekspandującej Ziemi skorupa dna morskiego, wody oceanów i atmosfera pochodzą z głębi ziemskiego płaszcza i są dodawane w geologicznym czasie do powierzchniowej skorupy z rosnącą szybkością. Uważa się, że przyrost nowych wód oceanu i atmosfery jest wynikiem procesu wydzielania na zewnątrz jako naturalna reakcja na spadek wraz z upływem czasu temperatury i ciśnienia w płaszczu.

Rozkład starożytnych linii wybrzeży na modelach zgodnych z teorią tektoniki ekspandującej Ziemi dowodzi niezbicie, że wody oceaniczne nie pokrywały całej Ziemi, jak to sugerowano, ale tworzyły sieć stosunkowo płytkich kontynentalnych mórz, które określały położenie i rozkład starożytnych superkontynentów i ówczesnych starożytnych mórz.