地球是一个不断变化的地方,数百万年来没有任何东西能保持静止。 超大陆循环是人类最着迷却又最难察觉的现象之一:陆地块聚集在一起形成巨大的超大陆,随后这些超大陆碎裂分离,形成新的大陆和景观的过程。 了解超大陆的历史对于理解我们的星球如何演化以及未来如何变化至关重要。.
在整个地质时期,超大陆标志着地球演化的重要篇章。从神秘的瓦尔巴拉到著名的盘古大陆,各大洲的结合与分裂影响了气候、生物多样性、重大物种灭绝以及海洋的形状。 探索超大陆循环就像深入研究地球的巨大机器并发现地球在我们脚下是如何运转的。
什么是超大陆旋回?
超大陆旋回描述了地球表面大块陆地的形成、分裂和重组的重复过程。 这种动态持续了数亿年,与 构造板块,构成地壳的岩石圈板块的运动。
想出个主意 构造板块每年的移动速度可以慢到几厘米但在地质时间尺度上,这足以引起绝对剧烈的变化:海洋的开合、山脉的上升和下降、大陆的聚合和分离。
超大陆是由大部分或全部现有大陆聚集而成的巨大陆地块。它们的存在并非永恒。它们会在一起存在数千万年甚至数亿年,直到构造动力学将它们再次分裂,形成不同的大陆块,这些大陆块在未来的阶段中可以重新结合。
从联合到分散再到新的联合,整个过程需要 400和600万年我们目前正处于盘古大陆分裂后开始的扩散阶段。
板块构造:超大陆循环的引擎
板块构造学是解释超大陆旋回的根本关键。 地球的外层,即岩石圈,被分割成巨大的碎片或板块,它们“漂浮”在一个更具可塑性的层状结构上,被称为软流圈。由于地幔中的对流,这些板块不断移动。根据它们的相对运动,它们可以分离(形成新的海洋)、碰撞(形成山脉和合并大陆),或者相互滑移。
那里 各类板材边缘:建设性(新的岩石圈形成,例如在大洋中脊),破坏性(一个板块俯冲到另一个板块之下,导致岩石圈被破坏),以及转化性(当它们横向滑动时)。这些过程解释了海洋盆地如何张开、闭合形成山脉,以及大陆如何合并或分离。
El 威尔逊循环以地球物理学家J·图佐·威尔逊(J. Tuzo Wilson)命名,是板块构造学的核心思想。它描述了洋盆如何通过裂谷作用打开、生长、稳定,并最终通过俯冲作用闭合,直到被其分离的大陆重新聚合。这一循环通常持续300亿至500亿年,尽管它很少与超大陆循环完全重合。
当几个威尔逊周期的结束阶段同步时,就会形成一个超大陆。这种巧合导致了大陆碰撞和全球陆地块聚合的重大事件。
超大陆形成和毁灭的模型
尽管所有超大陆都是由大陆块碰撞形成的,但有不同的模型来解释它们的组装和分裂。其中最受认可的是内向型和外向型模型。
内向模型: 他提出,超大陆分裂后,会形成新的内部洋盆,这些洋盆随后闭合,将先前合并的碎片重新连接起来。这个过程就像“手风琴”,相同的断裂边缘最终会再次碰撞。
外向模型: 他认为,大陆裂解后,大陆碎片会相互分离,随后在外部海洋(即环绕原始超大陆的海洋)中闭合。因此,大陆聚合并非发生在先前边界的位置,而是在外围区域。
这两种模型在地球历史中都有实例,可以结合起来。目前的地质证据表明 碰撞活动和造山运动(山脉)的形成 它并非持续不断,而是以短暂而激烈的间歇期发生,其间会经历一段较长的平静期。这些活动高峰通常与每400亿至500亿年一次的超大陆形成相吻合。
历史上的超级大陆
地球的历史以各种超大陆的形成为标志,尽管它们的确切数量和年表仍有争议。 根据最受认可的证据和地质记录,我们可以确定至少六个大型超大陆:
- 瓦尔巴拉 (约3.800亿至3.300亿年前):这是我们目前所知的第一个假想超大陆,基于对两个非常古老地区——南非的卡普瓦尔和西澳大利亚的皮尔巴拉——的古地磁和地质年代学研究。它的存在尚未完全证实,但它为理解地球早期构造打开了大门。
- Ur (约3.000亿年前):其面积可能小于现今的澳大利亚,形成于太古代,并持续存在了数亿年。后来,它参与了其他大型超大陆的形成。
- 肯诺兰 (约2.700亿至2.100亿年前):比其前身更大的大陆块,由如今构成北美洲、格陵兰岛、斯堪的纳维亚半岛、南美洲部分地区、非洲、亚洲和澳大利亚的克拉通组成。它的分裂也标志着显著的气候变化,例如氧含量增加和休伦冰川期。
- 努纳或哥伦比亚 (约1.800亿至1.500亿年前):当时几乎所有大陆都覆盖于此,并发生了大规模的造山运动。当时大气已开始氧化,生命正向更复杂的多细胞形态进化。
- 罗迪尼亚 (约1.100万至750亿年前):它的组装可能通过外向模型进行,标志着一个重大变革的时代,包括第一个真核生物的出现和被称为“雪球地球”的全球冰川期。它的分裂导致了新的超大陆的形成。
- 潘诺蒂亚或文迪亚 (约600亿年前):细长V形,是盘古大陆之前最后的超大陆之一。它的分裂与埃迪卡拉动物群的出现以及寒武纪生命大爆发同时发生,这对地球生命的演化至关重要。
- 盘古 (约300亿至180亿年前):无疑是最著名的超大陆。它形成于晚古生代,并在中生代分裂开来。它的分裂形成了如今的大陆形态。
一些作者考虑了其他超大陆或次大陆的存在,例如大西洋和尼纳,它们参与了所提到的最大块体的形成。 显而易见的是,地球在其历史上曾多次聚集和分散其大陆,这也影响了气候和生命。
盘古大陆的形成与分裂:最后一个伟大的超大陆
盘古大陆是最新、研究最深入的超大陆例子,它的历史标志着我们所知地理学的开端。 它是在古生代末期(约 300 亿年前)形成的,由所有先前存在的大陆块体在连续的碰撞阶段(如华力西造山运动或海西造山运动)之后碰撞和融合而成。
在盘古大陆存在期间,海平面相对较低,因为陆地密集,海水空间较小。由于距离海洋遥远且缺乏降雨,盘古大陆内部的气候干旱而极端。
盘古大陆的分裂始于侏罗纪时期当时的构造活动产生了断层和裂谷带,将超大陆首先分成两块:北部是劳亚大陆,南部是冈瓦纳大陆,中间是特提斯洋。从那里开始,进一步的断裂和洋中脊(大西洋脊、印度洋脊)的形成,导致了我们今天所知的大陆的分离。
大陆目前的排列方式仍然是这一扩散过程的结果,而且根据观测到的动态变化,这一过程仍在持续。例如,大西洋仍在不断扩张,而太平洋则因其边缘(环太平洋火山带)强烈的俯冲活动而不断萎缩。
超大陆旋回的气候和生物后果
超大陆循环不仅仅是一个地理问题;它对气候、生物多样性和地球生命的进化有着深远的影响。
厄尔尼韦尔德尔马 这取决于各大洲是连在一起还是分离。当超大陆存在时,海平面较低;当碎片分散时,海平面可能会上升到历史最高水平。例如,在盘古大陆或潘诺提亚大陆形成时期,海平面较低,但在白垩纪等大陆分散的时期,海平面会上升。
海洋地壳的年龄、海洋沉积物的深度以及大型火成岩省的存在等因素在这些变化中起着关键作用。这些变化影响着整体气候,有时在大部分陆地区域聚集在一起(太阳反射增强、湿度降低)时会形成全球冰川期。
生命的进化也受到超大陆循环的影响每一次大陆架的形成都会引发孤立物种之间的相互作用,带来新的进化机遇、物种灭绝,以及大规模聚集后生物多样性的爆发。此外,大陆运动还会影响海洋和大气环流,改变热量和营养物质的输送。
关于超大陆历史的另类理论
关于超大陆周期存在了多长时间或实际存在过多少个超大陆,目前尚无绝对的共识。 目前科学界主要有两种观点:
传统观点: 根据古地磁和地质研究以及某些矿物和化石的分布,他支持从瓦尔巴拉到乌尔、凯诺兰、哥伦比亚、罗迪尼亚、潘诺蒂亚和盘古大陆存在连续的超大陆序列的观点。
原盘古-古盘古观点: 这表明超大陆旋回在约600亿年前并不存在。并非存在多个超大陆,而是存在一个单一、巨大且持久的大陆块,从2.700亿年前到600亿年前,仅在边缘发生微小变化。据该理论的支持者称,古地磁数据显示,在很长一段时间内,极点位置呈准静态,表明大陆地壳几乎保持不变。该观点因其对古地磁记录的解释而备受争议和批评。
MGI 古代钻石中的矿物 他们还提出,大约 3.000 亿年前地球地幔和地壳的成分发生了转变,这表明超大陆循环可能与板块构造本身一样古老。
未来:下一个超级大陆将会是什么?
目前,盘古大陆分裂后开始的扩散周期仍在继续,但人们对约 200 亿至 250 亿年后地球的未来有不同的看法。 地质学家提出了几种描述下一个超大陆如何形成的假设:
1.新盘古大陆: 如果板块运动持续下去,大西洋扩张,太平洋萎缩,美洲将与北部移位的南极洲相撞,随后与现已统一的非洲和欧亚大陆相撞,形成一个与当前超大陆相对的新超大陆。
2. Pangea Last: 如果大西洋停止扩张并开始关闭,大陆块将再次结合在一起,形成一个被太平洋包围的超大陆。
3.奥里卡: 在这种情况下,大西洋和太平洋将同时闭合,在如今的亚洲地区形成一个海洋盆地,澳大利亚将成为新超级大陆的中心。欧亚大陆和美洲的边界将在它们的边界相接。
4.阿玛西亚: 除南极洲外,所有大陆都将向北极迁移并合并,形成围绕北极的超大陆,大西洋和太平洋将大部分开阔或缩小。
据专家介绍,在目前的板块动力学条件下,新大陆情景最有可能发生,但也不排除其他模型,因为它们取决于构造活动的演变。
新超大陆对未来生命和气候的影响
新的超大陆的形成将对气候和生物多样性产生深远的影响。超大陆内部可能出现极端气候,洋流和物种分布也可能发生改变。在此期间,火山和造山活动也会增强,从而引发显著的环境变化。
新的超大陆的出现将对地球生命的适应性构成挑战,可能导致大规模灭绝,也为新的进化辐射带来机会。
超大陆旋回与地球演化:重要性和前景
研究超大陆循环对于了解地球的深层历史至关重要。从形成到分裂的每个阶段都会导致气候、海洋和大气环流以及生物进化的变化。
伴随这些过程的造山运动 它们创造了新的山脉,改变了河道,并产生了矿产和石油等自然资源。此外,扩散后出现的平台是沉积物堆积和生命所必需的海洋生态系统发展的关键区域。
了解超大陆循环也有助于预测地球未来的行为。,这使我们能够预测气候变化并指导资源勘探或利用构造动力学研究其他行星。