Земля — не статичная планета, и ее континенты продолжают свое медленное движение. Мы не замечаем его, потому что скорость дрейфа литосферных плит не превышает нескольких сантиметров в год, но все еще в масштабах миллионов и сотен миллионов лет такое движение заметно. Так, Африка продолжает двигаться на север, к Европе, и в будущем Средиземное море превратится в огромное озеро. А Евразия расколется на две части по Байкалу, который представляет собой «зародыш» этого разделения. 

Но эти изменения в большинстве своем локальные, что же глобально будет происходить с Землей через, допустим, 200 миллионов лет? Ученые недавно смогли смоделировать внешний вид нашей планеты из «глубокого будущего», представив свои результаты 8 декабря на ежегодном собрании Американского геофизического союза, которое в этом году проводилось онлайн. Они получили два сценария, которые достаточно сильно различаются, но сходятся в одном: на Земле снова образуются суперконтиненты. Это — гигантские массивы суши, состоящие из нескольких континентов, и место их образования на земном шаре может существенно повлиять на климат нашей планеты.

Так, если следовать первому сценарию, то примерно через 200 миллионов лет в будущем почти все континенты войдут в Северное полушарие, а Антарктида останется совсем одна в Южном полушарии. Если мы обратимся ко второму сценарию, то примерно через 250 миллионов лет мы увидим один действительно огромный суперконтинент, который будет расположен около экватора и простираться в Северное и Южное полушария.

Для обоих сценариев исследователи рассчитали глобальный климат на планете, основываясь на топографии суперконтинентов. Они были удивлены, обнаружив, что, когда континенты оказываются сдвинуты вместе на север, образуя там гористую местность, глобальные температуры оказываются значительно ниже, чем в других моделях. Такой результат может означать приход глобального ледникового периода, не похожего ни на какую другую эпоху в прошлом Земли, который продлится не менее 100 миллионов лет, сообщили ученые на собрании Американского геофизического союза.


Вот так выглядела Земля приблизительно 200 миллионов лет назад, когда существовал суперконтинент Пангея.

Континенты Земли не всегда выглядели так, как сегодня. По словам ведущего автора исследования Майкла Уэй, физика из Института космических исследований имени Годдарда, за последние 3 миллиарда лет наша планета прошла через несколько периодов, когда континенты сначала сливались вместе, чтобы сформировать огромные суперконтиненты, а затем вновь распадались на части.

Самым недавним (условно говоря) суперконтинентом была Пангея, которая существовала во времена динозавров, примерно от 300 до 200 миллионов лет назад, и включала в себя континенты, которые сейчас являются Африкой, Евразией, Северной Америкой и Южной Америкой. До Пангеи был суперконтинент Родиния, который существовал от 900 до 700 миллионов лет назад, а до него была Нуна, которая образовалась 1,6 миллиарда лет назад и распалась 1,4 миллиарда лет назад.

Теперь, если мы заглянем в смоделированное будущее, то обнаружим как минимум два суперконтинента. Первый, которые ученые назвали «Аурика», объединится через 250 миллионов лет из континентов, собравшихся вокруг экватора, в то время как «Амазия» соберет сушу вокруг Северного полюса. Для нового исследования Уэй и его команда взяли массивы суши Аурики и Амазии и различные топографии, такие как обилие гор; равнины, близкие к уровню моря; и нечто среднее: в основном плоские равнины, но с некоторыми горными цепями. После этого они рассчитали климат для каждой топографии на специальной циркуляционной модели под названием ROCKE-3D, запущенной на суперкомпьютере.

Помимо тектоники плит, в используемой расчетной модели Земли глубокого будущего учитывались и другие параметры, основанные на том, как наша планета изменяется во времени. Например, через 250 миллионов лет Земля будет вращаться немного медленнее, чем сейчас, и это также было учтено в модели, объяснил Уэй.


Два сценария развития Земли: 1-3 — континенты собираются у экватора. 4-6 — континенты собираются у Северного полюса.

«Скорость вращения Земли со временем замедляется — если вы переместитесь на 250 миллионов лет в будущее, продолжительность дня увеличится примерно на 30 минут, поэтому мы включили это в модель, чтобы увидеть, повлияет ли это», — сказал Уэй. Солнечная светимость также несколько увеличится через 250 миллионов лет, «потому что со временем Солнце постепенно становится ярче», — сказал он. «Мы также включили это в модель, потому что увеличение излучения, которое поглощает планета, также влияет на климат».

Самым неожиданным результатом их моделирований оказалось то, что глобальные температуры снизились почти на 4 градуса по Цельсию в мире с горным суперконтинентом Амазия в Северном полушарии. В основном это было связано с сильной обратной связью с альбедо льда. Снег и лед на этом северном суперконтиненте в высоких широтах создадут постоянный покров на суше и летом, и зимой, «и из-за этого развивается тенденция снижения температуры поверхности на пару градусов, чем во всех других сценариях», — сказал Уэй.

Для сравнения, в моделях менее гористой Амазии на суперконтиненте могут образовываться озера и внутренние моря. Благодаря им атмосферное тепло может переноситься на север от экватора, вызывая сезонное таяние снега и льда, препятствующее земле замерзать навсегда.

Сегодня на Земле циркуляция воды в океанах переносит тепло в далекие северные районы, благодаря течениям рядом с Гренландией и через Берингов пролив. Но когда формируется суперконтинент и эти возможности закрываются, «вы больше не можете перенести нагретую океанскую воду из более низких широт на север, чтобы растопить лед и сохранить планету теплой», — сказал Уэй.


Максимальное распространение льда в Европе во время последнего ледникового периода (около 19 тысяч лет назад). Будущий ледниковый период может продлиться сотню миллионов лет и быть гораздо суровее.

В итоге, как мы знаем, поздние ледниковые периоды на Земле длились максимум десятки тысяч лет. Но образование Амазии может вызвать ледниковый период, который продлится значительно дольше. «В данном случае мы говорим о 100 миллионах лет, 150 миллионах лет», — сказал Уэй.

Что это может означать для жизни на Земле? С исчезновением тропических низменностей исчезнет и невероятное биоразнообразие, которое они поддерживают. Однако могут появиться новые виды, которые будут адаптированы к выживанию в чрезвычайно холодных условиях, как это было во время более ранних ледниковых периодов.

«Если дать эволюции достаточно времени, она найдет способ каким-то образом заполнить каждую экологическую нишу», — сказал Уэй. И в такой ситуации, как эта, когда исключительный холод будет преобладать на Земле в течение 100 миллионов лет или более, «у эволюции будет много времени для работы», — добавил он.