De laatste ijstijd op aarde is mogelijk veroorzaakt door veranderingen diep in de planeet. Gebaseerd op bewijs uit de Stille Oceaan, inclusief de positie van de Hawaiiaanse eilanden, Geofysici van Rice University hebben vastgesteld dat de aarde in de afgelopen 12 miljoen jaar is verschoven ten opzichte van zijn spin-as. waardoor Groenland ver genoeg naar de noordpool schoof om de ijstijd te beginnen die ongeveer 3,2 miljoen jaar geleden begon.

Hun studie in het tijdschrift Geofysische onderzoeksbrieven is gebaseerd op een analyse van fossiele handtekeningen uit diepe oceaansedimenten, de magnetische signatuur van oceanische korst en de positie van de "hot spot" van de mantel die de Hawaiiaanse eilanden heeft gecreëerd. Co-auteurs Richard Gordon en Daniel Woodworth zeiden dat het bewijs suggereert dat de aarde miljoenen jaren gestaag ronddraaide voordat hij verschoof ten opzichte van zijn spin-as, een effect dat geofysici 'true polar wander' noemen.

"De Hawaiiaanse hotspot was gerepareerd, ten opzichte van de spin-as, van ongeveer 48 miljoen jaar geleden tot ongeveer 12 miljoen jaar geleden, maar het was vastgesteld op een noorderbreedte dan we het vandaag vinden, " zei Woodworth, een afgestudeerde student in Rice's Department of Earth, Milieu- en planetaire wetenschappen. "Door de Hawaiiaanse hotspot te vergelijken met de rest van de aarde, we kunnen zien dat die verschuiving in locatie werd weerspiegeld in de rest van de aarde en wordt gesuperponeerd op de beweging van tektonische platen. Dat vertelt ons dat de hele aarde bewoog, ten opzichte van de spin-as, die we interpreteren als echte poolzwerven."

op volume, De aarde bestaat grotendeels uit mantel, een dikke laag vast gesteente die onder intense druk en hitte stroomt. De mantel is bedekt met een in elkaar grijpende puzzel van rotsachtige tektonische platen die er bovenop rijden, botsen en glijden tegen elkaar op seismisch actieve grenzen. hotspots, zoals die onder Hawaï, zijn pluimen van hete vaste rots die uit de diepte van de mantel opstijgen.

Gordon, de WM Keck hoogleraar aarde, Milieu- en planetaire wetenschap, zei dat de nieuwe bevindingen voortbouwen op twee onderzoeken uit 2017:een van zijn laboratorium dat liet zien hoe hotspots kunnen worden gebruikt als een wereldwijd referentiekader voor het volgen van de beweging van tektonische platen en een ander van de Harvard University die voor het eerst echte poolzwerven verbond met het begin van de ijstijd.

"We nemen deze hotspots als gemarkeerde sporen van pluimen die uit de diepe mantel komen, en we gebruiken dat als ons referentiekader, " zei hij. "We denken dat het hele wereldwijde netwerk van hotspots is opgelost, ten opzichte van de draaias van de aarde, gedurende ten minste 36 miljoen jaar vóór deze verschuiving."

Zoals elk ronddraaiend object, De aarde is onderhevig aan middelpuntvliedende kracht, die aan het vloeibare binnenste van de planeet trekt. Op de evenaar, waar deze kracht het sterkst is, De aarde is meer dan 26 mijl groter in diameter dan aan de polen. Gordon zei dat echte polaire dwaling kan optreden wanneer dicht, zeer stroperige hobbels van mantel bouwen op breedtegraden weg van de evenaar.

"Stel je voor dat je echt, echt koude siroop, en je doet het op hete pannenkoeken, ' zei Gordon. 'Terwijl je het inschenkt, je hebt tijdelijk een stapeltje in het midden, waar het niet meteen plat wordt vanwege de viscositeit van de koude siroop. We denken dat de dichte anomalieën in de mantel zijn als die kleine tijdelijke stapel, alleen de viscositeiten zijn veel hoger in de onderste mantel. Zoals de siroop, het zal uiteindelijk vervormen, maar het duurt echt, echt lang om dat te doen."

Als de mantelafwijkingen groot genoeg zijn, ze kunnen de planeet uit balans brengen, en de evenaar zal geleidelijk verschuiven om de overtollige massa dichter bij de evenaar te brengen. De planeet draait nog steeds eens in de 24 uur en echte polaire dwaling heeft geen invloed op de helling van de rotatie-as van de aarde ten opzichte van de zon. De herverdeling van massa naar een nieuwe evenaar verandert de polen van de aarde, de punten op het oppervlak van de planeet waar de spin-as tevoorschijn komt.

Woodworth zei dat de hotspotgegevens uit Hawaï een van de beste bewijzen leveren dat echte poolzwerven de oorzaak was van de 12 miljoen jaar geleden dat de polen van de aarde begonnen te bewegen. Eilandketens zoals de Hawaiianen worden gevormd wanneer een tektonische plaat over een hotspot beweegt.

"Echte polaire dwaling zou de hotspot-tracks niet moeten veranderen, omdat de hotspot-track het record is van de beweging van de plaat ten opzichte van de hotspot, ' zei Woodworth.

Gordon zei, "Het was maar een verschuiving van 3 graden, maar het had tot gevolg dat de mantel onder de tropische Stille Oceaan werd meegenomen en naar het zuiden werd verplaatst, en op hetzelfde moment, het verschoof Groenland en delen van Europa en Noord-Amerika naar het noorden. Dat kan hebben geleid tot wat we de ijstijd noemen."

De aarde bevindt zich nog steeds in een ijstijd die ongeveer 3,2 miljoen jaar geleden begon. De polen van de aarde zijn door de eeuwen heen met ijs bedekt geweest, en dikke ijskappen groeien periodiek en wijken af ​​van de polen in cycli die meer dan 100 keer hebben plaatsgevonden. Tijdens deze glaciale cycli, ijs heeft zich zo ver naar het zuiden uitgebreid als New York en Yellowstone National Park. De aarde bevindt zich vandaag in een interglaciale periode waarin het ijs zich naar de polen heeft teruggetrokken.

Gordon zei dat echte polaire dwaling niet alleen een verandering is in de locatie van de magnetische polen van de aarde. Terwijl de planeet draait, zijn ijzeren kern produceert een magnetisch veld met "noord" en "zuid" polen nabij de spin-as. De polariteit van dit veld verandert meerdere keren per miljoen jaar, en deze veranderingen in polariteit zijn vastgelegd in de magnetische handtekeningen van gesteenten over de hele wereld. Het paleomagnetische record, die vaak wordt gebruikt om de beweging van tektonische platen over het aardoppervlak te bestuderen, bevat veel gevallen van "schijnbare poolzwerven, " die de beweging van de spin-as volgt en die de effecten van zowel plaatbeweging als echte polaire dwaling omvat, zei Gordon.

Hij zei dat de aardmantel voortdurend verandert, omdat nieuw materiaal voortdurend in en uit tektonische platen circuleert. Het naar beneden trekken en recyclen van platen via subductie biedt een mogelijke verklaring voor de zeer viskeuze mantelanomalieën die waarschijnlijk echte poolzwerven veroorzaken.

"In de klas, Ik demonstreer dit vaak met loden visgewichten en tangen, "Zei Gordon. "Het is gemakkelijk om het lood te vervormen met de tang, en het is niet broos. Het barst niet of vliegt niet uit elkaar als het faalt. Dat is een redelijk goede analogie voor mantelstroom, want dat is de manier waarop silicaatgesteente vervormt onder intense hitte en druk."

Hij en Woodworth werken samen met collega's om hun analyse uit te breiden, zowel van 12 miljoen jaar geleden tot het heden als verder in het verleden dan de startdatum van 48 miljoen jaar in de nieuw gepubliceerde studie.