Теорія континентальної міграції Альфреда Вегенера революціонізувала науки про землю, але публікація його гіпотези після 1912 р. Все ж зайняла півстоліття, щоб зрозуміти основні процеси. Коротше кажучи, земля «пливе і пливе» на в’язкому шарі під астеносферою, розриваючи плити, що покривають скелю. Пластини віддаляються одна від одної, океани розкриваються, інші наближаються, стикаються, гори піднімаються високо, в інших місцях постійно виникаюча океанічна кора зазнає і зливається в мантію.
Ось як тектоніка плит стала новою ортодоксальністю, оскільки вона виявилася настільки успішною, що майже всі стали одержимі горизонтальними рухами, каже Нікі Уайт, геолог з Кембриджського університету. Але це вся правда?
Американець Джейсон Морган був одним із перших, хто знайшов "недолік" в теорії в 1970-х: чому вулканізм існує на Гавайських островах, далеко від меж Тихоокеанської плити? Відповідно до тектонічної лінії плит, кора там слабша, ніж деінде, і дозволяє гарячому матеріалу пасивно підніматися з мантії.
Морган відродив теорію канадського геофізика Джона Тузо Вілсона про те, що мантійний шлейф з температурою вище, ніж його оточення, активно виривається на поверхню з глибини тисяч миль на дні мантії. Він зіткнувся з цим припливом і тривав до 80-х, перш ніж інші зрозуміли, що він на правильному шляху.
Поворотний момент настав, коли землетрусні хвилі дозволили приблизно розкрити, що відбувається в глибині. Це зображення показує дуже складну і динамічну мантію землі, включаючи той факт, що на дні мантії є дві гарячі і щільні маси матеріалу: одна під південною частиною Тихого океану, а інша - під Африкою. Кожен має діаметр в тисячі кілометрів і, здається, має гарячу масу матеріалу, яку називають суперплощиною, що рухається до поверхні.
Однак незрозуміло, як працюють ці механізми. Згідно з тектонікою плит, в зонах падіння матеріал, занурений в мантію, регенерується і повертається на поверхню під час вулканізму. Однак сьогодні дослідники підозрюють, що частина впалого матеріалу потрапляє в найглибші райони мантії, а потім повертається звідти. Питання в тому, як?
Німецький дослідник Бернхард Штайнбергер нещодавно на симуляції показав, що якщо впав шматок аркуша опустити на межу між мантією і ядром, він може захопити маси матеріалу. Коли вони стикаються з так званою термохімічною купою, починають розвиватися купи матеріалу, які піднімаються все вище і вище.
Дослідники з Гавайського університету змоделювали, що відбувається, коли кам'яна плита рухається в одному напрямку, а матеріал під нею, що знаходиться під нею, рухається в іншому. Було встановлено, що якщо цей ефект «зсуву» виникає там, де змінюється щільність оболонки або товщина пластини над нею, це може призвести до плавлення і підняття матеріалу оболонки. Згідно з моделлю, такий ефект зсуву виникає в місцях, далеких від меж диска.
Якщо динаміка глибин землі так сильно переважає у формуванні поверхні, це, очевидно, було і в минулому. Але хоча скам'янілості та гірські породи говорять про те, як місце розташування плит змінювалось з часом, сейсмічне зображення показує лише процеси сьогодення.
Уайт та його група виявили надзвичайне явище біля узбережжя Шотландії минулого року. На основі землетрусних хвиль було встановлено, що під молодими осадовими шарами похований 55-мільйонний ландшафт із різноманітною топографією та річковою мережею. Було показано, що ця область колись була на кілометрі над рівнем моря, а потім приблизно. вона була перепохована за мільйон років.
Такий швидкий процес немислимий на основі тектоніки плит. Уайт припускає, що відтік гарячого матеріалу став помітним. Вертикальні рухи також можуть пояснити землетруси на Середньому Заході США: рухи мантії вниз могли настільки ослабити земну кору, що землетруси могли лопнути.
Прихильники нової тенденції в тектоніці покладають великі сподівання на багаторічну програму Earthscope у Північній Америці, яка дасть більш детальну картину мантійних процесів, ніж будь-коли раніше. Справжнім, звичайно, було б, якби вони могли робити все це в глобальному масштабі.