Peter Tucker
0 
2763
579
Około 300 milionów lat temu Ziemia nie miała siedmiu kontynentów, ale jeden masywny superkontynent zwany Pangea, który był otoczony przez pojedynczy ocean zwany Panthalassa.
Wyjaśnienie powstania Pangaea zapoczątkowało współczesną teorię tektoniki płyt, która zakłada, że zewnętrzna powłoka Ziemi jest podzielona na kilka płyt, które ślizgają się po skalistej skorupie Ziemi, płaszczu.
W ciągu 3,5 miliardowej historii naszej planety powstało i rozpadło się kilka superkontynentów w wyniku ubijania i cyrkulacji w płaszczu Ziemi, który stanowi większość objętości planety. Ten rozpad i powstanie superkontynentów radykalnie zmieniło historię planety.
„To właśnie napędzało całą ewolucję planety w czasie. To jest główny rytm naszej planety” - powiedział Brendan Murphy, profesor geologii na Uniwersytecie St. Francis Xavier w Antigonish w Nowej Szkocji..
Historia
Ponad sto lat temu naukowiec Alfred Wegener zaproponował pojęcie starożytnego superkontynentu, który nazwał Pangea (czasami pisany jako Pangea), po zebraniu kilku linii dowodów.
Pierwszym i najbardziej oczywistym było to, że „kontynenty pasują do siebie jak pióro i wpust”, co było dość zauważalne na każdej dokładnej mapie, powiedział Murphy. Kolejna wymowna wskazówka, że wszystkie kontynenty Ziemi były jedną masą lądową, pochodzi z zapisu geologicznego. Złoża węgla w Pensylwanii mają podobny skład do złóż występujących w Polsce, Wielkiej Brytanii i Niemczech z tego samego okresu. To wskazuje, że Ameryka Północna i Europa musiały kiedyś być jednym lądem. A orientacja minerałów magnetycznych w osadach geologicznych pokazuje, w jaki sposób bieguny magnetyczne Ziemi migrowały w czasie geologicznym, powiedział Murphy.
W zapisie kopalnym identyczne rośliny, takie jak wymarła paproć nasienna Glossopteris, występują na obecnie bardzo odmiennych kontynentach. A łańcuchy górskie, które obecnie leżą na różnych kontynentach, takie jak Appalachy w Stanach Zjednoczonych i góry Atlas w Maroku, były częścią Gór Centralnej Pangea, powstałych w wyniku zderzenia superkontynentów Gondwany i Laurussii..
Pangea powstała w wyniku stopniowego procesu trwającego kilkaset milionów lat. Począwszy od około 480 milionów lat temu kontynent zwany Laurentia, obejmujący części Ameryki Północnej, połączył się z kilkoma innymi mikro-kontynentami, tworząc Euramerica. Euramerica ostatecznie zderzyła się z Gondwaną, kolejnym superkontynentem obejmującym Afrykę, Australię, Amerykę Południową i subkontynent indyjski.
Około 200 milionów lat temu superkontynent zaczął się rozpadać. Gondwana (obecna Afryka, Ameryka Południowa, Antarktyda, Indie i Australia) po raz pierwszy oddzieliła się od Laurazji (Eurazja i Ameryka Północna). Około 150 milionów lat temu Gondwana się rozpadła. Według artykułu z 1970 roku w Journal of Geophysical Research, Indie oddzieliły się od Antarktydy, a Afryka i Ameryka Południowa zostały rozdarte. Około 60 milionów lat temu Ameryka Północna oddzieliła się od Eurazji.
Życie i klimat
Posiadanie jednego ogromnego lądu oznaczałoby bardzo różne cykle klimatyczne. Na przykład wnętrze kontynentu mogło być całkowicie suche, ponieważ było zamknięte za masywnymi łańcuchami górskimi, które blokowały wszelką wilgoć i opady, powiedział Murphy..
Ale złoża węgla znalezione w Stanach Zjednoczonych i Europie pokazują, że części starożytnego superkontynentu w pobliżu równika musiały być bujnym, tropikalnym lasem deszczowym, podobnym do dżungli amazońskiej, powiedział Murphy. (Węgiel tworzy się, gdy martwe rośliny i zwierzęta zatapiają się w bagnistej wodzie, gdzie ciśnienie i woda przekształcają materiał w torf, a następnie w węgiel).
„Złoża węgla w zasadzie mówią nam, że na lądzie było mnóstwo życia” - powiedział Murphy .
Modele klimatyczne potwierdzają, że kontynentalne wnętrze Pangei było wyjątkowo sezonowe, zgodnie z artykułem z 2016 roku w czasopiśmie Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. Naukowcy w tym badaniu wykorzystali dane biologiczne i fizyczne z formacji Moradi, regionu warstwowych paleozoli (gleb kopalnych) w północnym Nigrze, aby zrekonstruować ekosystem i klimat w okresie, w którym istniała Pangaea. Porównywalny do współczesnej afrykańskiej pustyni Namib i dorzecza jeziora Eyre w Australii, klimat był generalnie suchy z krótkimi, powtarzającymi się okresami wilgotnymi, które czasami obejmowały katastrofalne powodzie.
Pangea istniała przez 100 milionów lat iw tym okresie rozkwitło kilka zwierząt, w tym Traversodontidae, rodzina roślinożernych zwierząt, która obejmuje przodków ssaków.
W okresie permu kwitły owady, takie jak chrząszcze i ważki. Ale istnienie Pangei nałożyło się na najgorsze masowe wymieranie w historii, wymarcie permsko-triasowe (P-TR). Nazywany również Wielkim Umieraniem, wystąpił około 252 milionów lat temu i spowodował wymarcie większości gatunków na Ziemi. We wczesnym okresie triasu pojawiły się archozaury, grupa zwierząt, która ostatecznie dała początek krokodylom i ptakom, a także mnóstwu gadów. Około 230 milionów lat temu na Pangei pojawiły się jedne z najwcześniejszych dinozaurów, w tym teropody, głównie mięsożerne dinozaury, które w większości miały wypełnione powietrzem kości i pióra podobne do ptaków..
Cykl w historii
Obecna konfiguracja kontynentów raczej nie będzie ostatnią. Superkontynenty powstawały kilka razy w historii Ziemi, ale zostały podzielone na nowe kontynenty. Na przykład w tej chwili Australia zbliża się do Azji, a wschodnia część Afryki powoli oddziela się od reszty kontynentu.
Geolodzy zauważyli, że istnieje quasi-regularny cykl, w którym superkontynenty powstają i rozpadają się co 300 do 400 milionów lat, ale dokładnie dlaczego jest tajemnicą, powiedział Murphy. Jednak większość naukowców uważa, że cykl superkontynentu jest w dużej mierze napędzany dynamiką cyrkulacji w płaszczu, zgodnie z artykułem z 2010 roku w Journal of Geodynamics.
Poza tym szczegóły stają się niewyraźne. Podczas gdy ciepło powstające w płaszczu prawdopodobnie pochodzi z radioaktywnego rozpadu niestabilnych pierwiastków, takich jak uran, naukowcy nie są zgodni co do tego, czy w płaszczu znajdują się mini-kieszenie przepływu ciepła, czy też cała powłoka jest jednym dużym przenośnikiem ciepła pasek, powiedział Murphy.
Obecne badania
Naukowcy stworzyli matematyczne symulacje 3D, aby lepiej zrozumieć mechanizmy ruchu kontynentalnego. W artykule z 2017 roku w Geoscience Frontiers naukowcy Masaki Yoshida i M. Santhosh wyjaśniają, w jaki sposób stworzyli symulacje ruchów kontynentalnych na dużą skalę od rozpadu Pangei 200 milionów lat temu. Modele pokazują, w jaki sposób ruch płyt tektonicznych i siły konwekcji płaszcza współpracowały ze sobą, rozbijając i przemieszczając duże masy lądowe. Na przykład duża masa Pangaea izolowała płaszcz znajdujący się pod spodem, powodując przepływy płaszcza, które spowodowały początkowy rozpad superkontynentu. Rozpad radioaktywny górnego płaszcza również podniósł temperaturę, powodując przepływy płaszcza w górę, które zerwały subkontynent indyjski i zainicjowały jego ruch na północ.
Yoshida i Santos stworzyli dodatkowe modele geologiczne do przewidywania konwekcji w płaszczu i wzorców ruchu kontynentalnego 250 milionów lat w przyszłości. Modele te sugerują, że w ciągu milionów lat Ocean Spokojny zamknie się, gdy Australia, Ameryka Północna, Afryka i Eurazja spotkają się na półkuli północnej. W końcu kontynenty te połączą się, tworząc superkontynent zwany „Amasia”. Przewiduje się, że dwa pozostałe kontynenty, Antarktyda i Ameryka Południowa, pozostaną stosunkowo nieruchome i oddzielone od nowego superkontynentu.
Dodatkowe raporty autorstwa Carol Stoll, współautora
Dodatkowe zasoby
- ClassZone: Animacja rozpadu Pangaei
- U.S. Geological Survey: This Dynamic Earth: The Story of Plate Tectonics
- Cornell University: Porusz kontynenty! Interaktywna łamigłówka