The New Historian of the Smash That Made the Himalayas

Η Γη είναι μοναδική με πολλούς τρόπους. Αλλά η Lucía Pérez-Díaz, γεωλόγος στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, εκτιμά ότι μια από τις πιο εντυπωσιακές καινοτομίες του είναι η ικανότητά του να αλλάζει συνεχώς το πρόσωπό του.

Ο καπλαμάς του πλανήτη μας που συνεχώς μεταμορφώνεται αποτελείται από κολοσσιαίες πλάκες βράχου που ονομάζονται τεκτονικές πλάκες:γκοφρέτες φλοιού κολλημένες στην κορυφή του άνω μανδύα της Γης. Παρασύρονται περίπου με τον ρυθμό που μεγαλώνουν τα νύχια σας, συγκρούονται το ένα με το άλλο, γλιστρούν το ένα δίπλα στο άλλο, ξεπερνούν και βουτούν το ένα κάτω από το άλλο και χωρίζονται.

Δεν γνωρίζουμε πώς εξελίχθηκε η τεκτονική των πλακών, ούτε έχουμε μια σαφή εικόνα των δομών κάτω από την επιφάνεια που μετατοπίζουν αυτές τις πλάκες γύρω. Αλλά μόλις μισός αιώνας από τότε που συνήλθε για πρώτη φορά η θεωρία της τεκτονικής πλακών, είναι σαφές ότι αυτή η υπομονετική διαδικασία είναι και παντοδύναμη και πανταχού παρούσα. Είναι το αφηγηματικό τόξο που ενώνει κάθε επεισόδιο της γεωλογικής ιστορίας της Γης.

Χάρη στις μαγνητικές πυξίδες που κρύβονται στα αρχαία και νέα ηφαιστειακά πετρώματα, οι επιστήμονες γνωρίζουν πού βρίσκεται κάθε τεκτονικό κομμάτι παζλ για αιώνες. Μπορούν να αναπαράγουν τις οδύσσειες των πλακών σε όμορφες και εκπληκτικά ακριβείς προσομοιώσεις που αποκαλύπτουν την καταστροφή και τη δημιουργία πολλών προσώπων της Γης.

Αλλά αυτές οι ασκήσεις στο τεκτονικό ταξίδι στο χρόνο αναδεικνύουν κάτι περίεργο:Περίπου πριν από 67 εκατομμύρια χρόνια, η ινδική μικροήπειρος - η οποία τελικά κατευθύνθηκε προς τα βόρεια και συγκρούστηκε με την Ευρασία για να δημιουργήσει τα Ιμαλάια - πραγματικά ανέβασε ταχύτητα. Λες και άλλες τεκτονικές πλάκες τριγυρνούσαν και μετά η Ινδία δέθηκε σε ένα jetpack.

Όπως πολλοί, ο Pérez-Díaz θεώρησε ότι η συμπεριφορά της Ινδίας ήταν περίεργη. Μερικοί από τους συγχρόνους της βρήκαν μια φαινομενικά ευχάριστη εξήγηση, αλλά εκείνη παρέμεινε καχύποπτη και έσκαψε βαθύτερα. Η δουλειά της, που δημοσιεύτηκε πέρυσι στο περιοδικό Geology , καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η δραματική επιτάχυνση της Ινδίας, μια από τις πιο μνημειώδεις στιγμές στην τεκτονική των πλακών τα τελευταία 100 εκατομμύρια χρόνια, είναι ουσιαστικά μια ψευδαίσθηση που προκαλείται από ένα σπασμένο ρολόι.

Περιοδικό Quanta  πρόλαβε τον Pérez-Díaz για (πού αλλού;) Zoom. Η συνέντευξη έχει συμπυκνωθεί και επεξεργαστεί για λόγους σαφήνειας.

Η κίνηση των τεκτονικών πλακών στην επιφάνεια της Γης - το μόνο μέρος στο ηλιακό σύστημα που συμβαίνει αυτή η διαδικασία, από όσο γνωρίζουμε - δημιουργεί βουνά και ηφαίστεια, σκάβει λεκάνες ωκεανών, θάβει άνθρακα και εκρήγνυται θαμμένα αέρια στον ουρανό. Επομένως, είναι πολύ σημαντικό να καταλάβουμε πώς λειτουργεί, σωστά;

Ναι ακριβώς. Η τεκτονική των πλακών ελέγχει λίγο πολύ το γεγονός ότι υπάρχει ζωή στη Γη. Έχετε πράγματα όπως ο σχηματισμός και η εξέλιξη των ωκεανών, που ελέγχει τον τρόπο με τον οποίο κινείται το νερό, που ελέγχει την κατανομή της ζωής. Και στο άλλο άκρο της κλίμακας, μπορείτε να συνδέσετε μια εξαφάνιση με αυτές τις τεράστιες εκρήξεις που σχετίζονται με ένα λοφίο μανδύα [ένα υπερθερμασμένο σιντριβάνι υλικού που μπορεί να προκαλέσει σημαντικό ηφαιστεισμό].

Η τεκτονική των πλακών ελέγχει πολύ περισσότερα από ό,τι φανταζόμαστε, γιατί στην καθημερινή μας ζωή δεν είναι κάτι στο οποίο δίνουμε μεγάλη σημασία, υποθέτω. Εκτός αν ζείτε κοντά σε ένα όριο πλακών - τότε έχετε σεισμούς ή ηφαίστεια ή και τα δύο. Διαφορετικά, δεν θα ξέρατε.

Πώς κινούνται οι τεκτονικές πλάκες;

Όταν ήμουν στο σχολείο, είχαμε αυτή την αντίληψη με την τεκτονική των πλακών ότι ο μανδύας έχει πολύ να κάνει με τη μετακίνηση των πλακών. Έχετε ένα μανδύα που μεταφέρεται, έτσι οι πλάκες που κάθονται στην κορυφή του μετακινούνται με μεταφορά. Και μετά κάπως μετατοπίσαμε από αυτό προς το "Λοιπόν, ίσως είναι το γεγονός ότι έχουμε πλάκες που βυθίζονται στον μανδύα που τον κάνουν να συνέλθει από την αρχή."

Το ένα ονομάζεται από κάτω προς τα πάνω — ο μανδύας κινεί τις πλάκες — και το άλλο είναι από πάνω προς τα κάτω — οι πλάκες κινούν τον μανδύα. Στην πραγματικότητα είναι πιθανώς σαν ένας βρόχος ανατροφοδότησης όπου συνεχίζουν ο ένας τον άλλον.

Αλλά υπάρχουν ορισμένα γεγονότα και ορισμένες κινήσεις των πλακών που δεν μπορούμε να εξηγήσουμε μόνο με αυτό. Μπορεί να έχουμε ένα πιάτο που συμπεριφέρεται με κάποιο περίεργο τρόπο που δεν μπορούμε να εξηγήσουμε με τον τρόπο που υποχωρούν τα όριά του.

Μιλάμε για τη βιασύνη της Ινδίας να συντριβεί στην Ευρασία, να στριμώξει ένα σωρό βράχους και να φτιάξει τα Ιμαλάια, σωστά; Τι πιστεύεται ότι προκάλεσε αυτή την έκρηξη στην επιτάχυνση;

Αν υποθέσουμε ότι ένας από τους κύριους οδηγούς της τεκτονικής πλακών είναι η καταβύθιση - όπου μια πλάκα βυθίζεται στον βαθύ μανδύα κάτω από μια άλλη πλάκα - τότε δεν θα πρέπει να περιμένουμε ότι καμία πλάκα θα κινείται ταχύτερα από τον ρυθμό με τον οποίο βυθίζεται η πλάκα της. Γνωρίζουμε πόσο γρήγορα βυθίζονται οι πλάκες. Και σε αυτή την περίπτωση, η Ινδία κινείται πολύ πιο γρήγορα. Δεν οφείλεται σε υποβάθμιση, οπότε τι άλλο υπάρχει;

Αυτό που κάνουμε στη γεωλογία είναι να προσπαθούμε να βρούμε πράγματα που συσχετίζονται στο χρόνο και στο χώρο. Και την ίδια στιγμή, και στο ίδιο μέρος, υπάρχει το λοφίο της Réunion που ανεβαίνει.

Τι είναι το λοφίο Réunion;

Αναφέρεται συχνά ως μία από τις πιθανές αιτίες πίσω από αυτή τη μεγάλη εξαφάνιση δεινοσαύρων - το λοφίο ήταν υπεύθυνο για αυτές τις τεράστιες εκρήξεις και την τοποθέτηση αυτών των πραγματικά μεγάλων όγκων πυριγενών πετρωμάτων. Και το είδος της ρύπανσης που σχετίζεται με αυτό προκάλεσε αλλαγές στην ατμόσφαιρα που σήμαινε ότι οι δεινόσαυροι πέρασαν λίγο δύσκολα.

Και αυτό μπορεί να είχε αντίκτυπο στο κίνημα της Ινδίας;

Τα λοφία, καθώς ανεβαίνουν προς την επιφάνεια από το βάθος του μανδύα, έχει προταθεί ότι ασκούν μια ώθηση προς τα πάνω. Σε αυτήν την περίπτωση, έχετε ένα λοφίο που ανεβαίνει κάτω από τα σύνορα μεταξύ Ινδίας και Αφρικής. Έτσι, η υπόθεση που βγήκε ήταν ότι το λοφίο ανεβαίνει και δημιουργεί έναν θόλο. Και η Ινδία βρίσκεται στην κορυφή αυτού του θόλου, και έτσι γλιστράει προς τα κάτω, που είναι μια ωραία, πολύ κομψή λύση στο πρόβλημα, υποθέτω. Έτσι γεννήθηκε η υπόθεση του λοφίου-ώθησης.

Αλλά υποψιαζόσασταν ότι κάτι δεν πήγαινε καλά;

Η τεκτονική των πλακών είναι κάπως βαρετή. Είναι κάπως προβλέψιμο και σταδιακό. Κάτι τέτοιο λοιπόν με κάνει να σκεφτώ — αλήθεια; Για μένα, αυτό που πραγματικά ξεχώρισε δεν ήταν απλώς ότι η Ινδία επιταχύνει τόσο δραματικά, αλλά το έκανε για σύντομο χρονικό διάστημα. Επιταχύνει και μετά επιστρέφει όπως ήταν. Και αυτό για μένα ήταν πάντα λίγο περίεργο. Κάτι συμβαίνει, αλλά μετά φεύγει εντελώς;

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο επιστρέψαμε στην επανεξέταση των αποδεικτικών στοιχείων που υποστηρίζουν την ώθηση λοφίου και αυτό που βρήκαμε ήταν αρκετά διαφορετικό.

Αυτό έχει να κάνει με τη μέτρηση του γεωλογικού χρόνου, σωστά; Καταλαβαίνω ότι όταν ο πυθμένας δημιουργείται κατά μήκος ηφαιστειακών κορυφογραμμών στο μέσο του ωκεανού, κλειδώνει στον προσανατολισμό του μαγνητικού πεδίου της Γης εκείνη τη στιγμή. Αυτό το πεδίο μερικές φορές ανατρέπεται — ο μαγνητικός βορράς είναι μερικές φορές στην κορυφή του κόσμου και μερικές φορές στο κάτω μέρος — έτσι με την πάροδο του χρόνου ένα μαγνητικό μοτίβο που μοιάζει με γραμμωτό κώδικα εμφανίζεται σε βράχους στον πυθμένα της θάλασσας.

Αν ήταν πραγματικά απλό, θα ήταν σαν τα δαχτυλίδια σε ένα δέντρο:Εάν έχετε πραγματικά φαρδιούς δακτυλίους, ξέρετε ότι είναι μια περίοδος γρήγορης ανάπτυξης. Εάν βρίσκονται σε κοντινή απόσταση, αυτή είναι μια περίοδος αργής ανάπτυξης. Μπορείτε να το κάνετε αυτό με τα δέντρα γιατί ξέρετε ότι υπάρχει ένα δαχτυλίδι κάθε χρόνο. Αλλά αυτές οι αντιστροφές στο μαγνητικό πεδίο δεν συμβαίνουν σε τακτά χρονικά διαστήματα. Οι ρίγες θα μπορούσαν να απέχουν πολύ ή να απέχουν μεταξύ τους, αλλά πρέπει να γνωρίζετε την ώρα που αντιπροσωπεύει κάθε λωρίδα, διαφορετικά δεν σας λέει πραγματικά πολλά.

Πώς καταλαβαίνετε πόσο χρόνο αντιπροσωπεύει κάθε λωρίδα;

Εκχωρούμε ηλικίες σε αυτές τις λωρίδες γραμμωτού κώδικα χρησιμοποιώντας τη γεωλογική κλίμακα χρόνου. Αυτό είναι ίσως το πιο εντυπωσιακό επίτευγμα των σύγχρονων επιστημών της γης, επειδή είναι ένα τεράστιο ημερολόγιο που συγκεντρώνει πολλές πληροφορίες από το ροκ δίσκο. Μπορεί να χρησιμοποιείτε απολιθώματα ή να συλλέγετε πετρώματα και να τα χρονολογείτε απευθείας χρησιμοποιώντας τεχνικές ραδιομετρικής χρονολόγησης. Και μετά μεταφράζουμε εκείνες τις εποχές σε αυτό το μοτίβο διαγράμμισης στους ωκεανούς. Είναι μια περίπλοκη διαδικασία.

Ακούγεται ότι είναι δύσκολο να βρείτε ακριβείς ημερομηνίες.

Έχετε κάποια χρονικά σημεία όπου ξέρετε ακριβώς ποια ηλικία είναι αυτή, αλλά στη συνέχεια κάνετε παρεμβολή. Για παράδειγμα, στον Ατλαντικό, υπήρξε μια χρονική περίοδος — 65 έως 55 εκατομμύρια χρόνια πριν — όπου δεν είχαμε καθόλου πολλά δεδομένα.

Τι κάνατε για να το διορθώσετε;

Επιστρέψαμε στα ακατέργαστα μαγνητικά δεδομένα που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια δεκαετιών εκστρατειών εξερεύνησης ωκεανών. Επανεξετάσαμε τα δεδομένα και μπορέσαμε να χαρτογραφήσουμε τα πλάτη και τις αποστάσεις των μαγνητικών λωρίδων για αυτό το σύντομο χρονικό διάστημα, για πρώτη φορά.

Τι είδες;

Για εκείνη τη μικρή χρονική περίοδο που μας ενδιέφερε, αυτά τα 10 ή 15 εκατομμύρια χρόνια όταν το λοφίο φθάνει κάτω από την Ινδία, μπορούσαμε τώρα να δούμε ακόμη και τις μικρότερες αλλαγές στις ταχύτητες των πλακών κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου.

Μπορούσαμε να δούμε την επιτάχυνση της Ινδίας, όπως έκαναν άλλοι πριν από εμάς. Υπήρξε μεγάλη άνοδος στους ρυθμούς διασποράς. Υπήρχε όμως και μια μεγάλη αιχμή στον Ατλαντικό. Θα μπορούσαμε επίσης να δούμε μια αιχμή μεταξύ Ινδίας και Ανταρκτικής, και Αφρικής και Ανταρκτικής.

Έτσι ξαφνικά έχετε μια πολύ διαφορετική ερώτηση — όχι, μπορούν τα λοφία να ωθήσουν τις πλάκες να κινηθούν πιο γρήγορα, αλλά ποιο γεγονός μπορεί να εξηγήσει μια ξαφνική επιτάχυνση κάθε μεσοωκεάνιας κορυφογραμμής στον πλανήτη ταυτόχρονα;

Η απάντηση σε αυτό είναι ότι δεν υπάρχει μία. Η μόνη εξήγηση είναι ότι το χρονοδιάγραμμά μας είναι λάθος. Και αν το χρονοδιάγραμμα είναι λάθος, αυτές οι ταχύτητες πινακίδας ήταν λάθος.

Και όταν το χρονοδιάγραμμα βαθμονομήθηκε εκ νέου, αυτές οι επιταχύνσεις —συμπεριλαμβανομένης της Ινδίας— εξαφανίστηκαν. Ήταν ψευδαισθήσεις. Κανένα τεκτονικό ρεκόρ ταχύτητας δεν καταρρίφθηκε. Τα πράγματα κινήθηκαν, καλά, αργά.

Σωστά.

Τι σημαίνουν όλα αυτά για την υποτιθέμενη πιεστική δύναμη των λοφίων;

Όταν προέκυψε η υπόθεση του λοφίου-ώθησης, ήταν μια συναρπαστική ιδέα. Αλλά σήμαινε επίσης ότι για οποιεσδήποτε άλλες μελέτες που εξετάζουν τεκτονικά γεγονότα που δεν μπορούσαν να εξηγήσουν, ξαφνικά αν υπήρχε ένα λοφίο κοντά, υπήρχε αυτός ο σχεδόν αυτόματος σύνδεσμος, αχ, πρέπει να είναι το λοφίο. Δείξαμε ότι ο Ινδικός Ωκεανός δεν αποτελεί απόδειξη για κάτι τέτοιο.

Μπορούν τα λοφία να έχουν επίδραση στην κίνηση των πλακών; Ίσως να έχουν ένα μικρό αποτέλεσμα. Αλλά κάθε φορά που βρίσκουμε κάτι που δεν μπορούμε να εξηγήσουμε με την τρέχουσα κατανόησή μας, δεν μπορούμε απλώς να το κατηγορήσουμε στο λοφίο. Μάλλον δεν θα έπρεπε να κάνουμε αυτόν τον σύνδεσμο τόσο εύκολα.

Πιθανώς έχουμε πολύ δρόμο μπροστά μας μέχρι να λύσουμε πλήρως τους γρίφους της τεκτονικής πλακών, σωστά;

Γνωρίζουμε περισσότερα από ό,τι πριν από 50 χρόνια, έχουμε πολύ περισσότερα δεδομένα, έχουμε καλύτερους υπολογιστές. Αλλά πάρτε τον Ατλαντικό, ο οποίος είναι πολύ απλός - η Νότια Αμερική ταιριάζει όμορφα στην Αφρική - θα μπορούσατε πιθανώς να βρείτε περίπου 15 ή 20 διαφορετικές ανακατασκευές αυτής της περιοχής, και όλες φαίνονται λίγο διαφορετικές. Αυτό σας δείχνει πόσο πολύπλοκο είναι όλο αυτό και πόσο δύσκολο είναι να ανακατασκευάσετε με ακρίβεια την κίνηση της πλάκας.

Οπότε σίγουρα υπάρχει κάποιος δρόμος, που είναι συναρπαστικός. Ποιος θέλει να εργαστεί σε έναν τομέα όπου έχετε όλες τις απαντήσεις;

Φαίνεται ότι απολαμβάνετε να λύνετε αυτούς τους γρίφους σε πλανητική κλίμακα.

Είναι λίγο σαν ντετέκτιβ. Μαζεύετε όλα αυτά τα μικρά κομμάτια και προσπαθείτε να μετακινήσετε τα πιάτα πίσω στο χρόνο στις θέσεις τους. Και μετά σκέφτεστε τι σημαίνει αυτό για την εξέλιξη της Γης ή την εξέλιξη της ζωής.

Πάντα θα γινόσουν γεωλόγος;

Μεταξύ 4 και 21 ετών, εκπαιδεύτηκα για να γίνω πιανίστας συναυλιών. Υπάρχει πάντα αυτό το πράγμα όταν κάνεις τέχνες, τουλάχιστον στην Ισπανία υπήρχε - δεν μπορείς να ζήσεις από αυτό. Έτσι πήγα να σπουδάσω γεωλογία. Αυτό ήταν κάτι που μπορούσα να κάνω για δουλειά, αλλά ήταν κάτι που με ενδιέφερε επίσης.

Μερικοί άνθρωποι θυμούνται μια στιγμή από όταν ήταν παιδιά, όταν ήξεραν ότι επρόκειτο να σπουδάσουν επιστήμη. Ήξερα ότι μου άρεσαν τα παζλ, η εύρεση ενδείξεων για πράγματα, οι αστυνομικές ιστορίες και όλα αυτά. Και υπάρχει ένα μεγάλο στοιχείο αυτού στην επιστήμη, οπότε υποθέτω ότι ήταν πάντα εκεί. Αλλά για μένα, αυτό που πραγματικά διαμόρφωσε πού έχω πάει και πού έχω καταλήξει είναι οι άνθρωποι περισσότερο από οτιδήποτε άλλο. Είναι να βρεις ανθρώπους που σε κάνουν πραγματικά να θέλεις να μάθεις περισσότερα για αυτό που κάνουν, και τελικά θέλεις να το κάνεις αυτό. Ακολουθείτε το δικό σας δρόμο, αλλά επηρεάζεστε από αυτούς.

Όταν οι περισσότεροι άνθρωποι σκέφτονται την επιστήμη, σκέφτονται τα μαθηματικά, τη φυσική, τη χημεία και τη βιολογία. Γιατί όχι γεωλογία;

Όταν είσαι παιδί, μαθαίνεις για τους δεινόσαυρους και τα ηφαίστεια. Έπειτα, υπάρχει ένα κενό όπου δεν υπάρχει τίποτα, και μετά ως ενήλικες ανησυχείτε μήπως η βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου μολύνει τον κόσμο. Τι γίνεται όμως με όλα τα άλλα; Πρέπει να είσαι τυχερός για να έχεις αυτό το ένα άτομο που έρχεται σε αυτό το κενό και σου δείχνει πώς λειτουργεί ο πλανήτης. διαφορετικά μπορεί να μην το συναντήσετε ποτέ.

Τι θα λέγατε στους ανθρώπους που ελπίζουν να μελετήσουν τον πλανήτη για να ζήσουν;

Υπάρχουν πολλά πράγματα που σας λένε, τα οποία είναι πραγματικά ριζωμένα μέσα σας, αυτό δεν είναι αλήθεια. Αυτό είναι πραγματικά επιζήμιο, το όλο «πρέπει να κάνεις αυτό, αυτό και αυτό. αλλιώς δεν θα έχεις μια επιτυχημένη καριέρα». Δεν είναι ότι υπάρχει ένα μονοπάτι και αν δεν το ακολουθήσετε δεν θα φτάσετε εκεί. Υπάρχουν εκατομμύρια τρόποι για να φτάσετε εκεί.