分久必合,合久必分各領風騷數億年的超級大腕:超大陸

2020-12-03 解讀地球

我們熟悉的地球由七大洲四大洋組成,但是你曾想過,地球歷史上曾出現過只有一塊大陸雄霸地球,獨領風騷的情景嗎?事實上,這樣的情形還不止出現一次!地質學者把這種所有大陸匯聚而成的一個聯合大陸,叫超級大陸或者超大陸。正所謂合久必分、分久必合,各領風騷數億年。讓我們領略一下這些超級大腕的風採吧。

Vaalbara--瓦巴拉超級大陸

第一個粉墨登場的是非常非常久遠,也是最模糊不清的Vaalbara--瓦巴拉超級大陸。該大陸是最古老的,存在於36-28億年間(始太古代晚期-新太古代早期)。該大陸形成過程以及大小、形狀均不確定,純屬假設性。它的存在只是理論上,用網絡流行語來說「哥只是個傳說」。瓦巴拉超級大陸的名字來源於兩個古老的克拉通名字的後四個字母。一個是南非的Kaapvaal,另外一個是西澳大利亞的Pilbara。將它們標註在現在地球的位置中,它們間距離達8000公裡,正所謂相差十萬八千裡。但是其實,遙遠的過去我們曾經在一起。地球早期與現在相比,大陸少得可憐。

Ur--烏爾超級大陸

第二個悄悄進入視線的依然是模糊不清,只有兩個字母的Ur-烏爾超級大陸。它的存在仍然像霧裡看花,水中望月般。存在於30億年前!UR來自德語,意思是初始的。該大陸的範圍包括現在的澳大利亞、非洲(馬達加斯加)和印度。儘管它稱為超級大陸,它比現在的澳大利亞還要小很多。

Kenorland--凱諾蘭超大陸

第三個登場的是Kenorland-凱諾蘭超大陸。該大陸具體形態雖然模糊,但輪廓依稀可見,因為我們見到幾個古老克拉通(北美勞倫、歐洲波羅的、澳大利亞和南部非洲的卡拉哈裡等)之間親密接觸的痕跡-25億年左右的碰撞造山帶。凱諾蘭超級大陸主要形成於新太古代,25億年左右,名字來源於位於加拿大和美國境內的凱諾蘭造山帶。地球上第一次冰河世紀就出現在該時期。

Columbia--哥倫比亞超大陸

第四個隆重登場的是哥倫比亞超大陸。說隆重,是因為有中國元素。中國學者趙國春在該超級大陸的研究中成績斐然。同時,中國幾個古老的克拉通諸如華北、塔裡木、揚子開始加入超級大陸復原圖的行列。圖1就是趙國春教授的復原圖,黑色條帶就是古老克拉通之間碰撞拼貼的老造山帶。哥倫比亞超大陸存在於18-15億年前,名字來源於北美的哥倫比亞地區。它於16-12億年間緩慢逐漸解體

圖1 哥倫比亞超大陸復原圖

Rodinia--羅迪尼亞超級大陸

越來越清晰的第五個超級大陸Rodinia-羅迪尼亞超級大陸(圖2)現身了。羅迪尼亞超大陸是哥倫比亞超大陸解體後,由於格林威爾(Grenvillian,~13億~9億年)及與其時代相近的造山作用使中元古時期若干分離的大陸塊逐步匯聚成超大陸。該大陸名字來源於俄語,是母大陸或者誕生的意思,意寓顯生宙以來的大陸之母。在羅迪尼亞超級大陸存在期間,地球的版圖已經接近現代地球的樣子。10-7億年地球進入雪球時期,雪球假說一般就是指這個時期。

圖2 羅迪尼亞超大陸復原圖

Pangaea--盤古大陸

最後壓軸登場,也是了解最清楚的Pangaea-盤古大陸。盤古大陸存在於晚古生代和早中生代,3億年左右形成。盤古大陸的輪廓基本上是準確的,因為它不像其它幾個古超級大陸那麼老,主要由勞亞大陸和岡瓦納大陸組成,兩大陸之間為向東開口的喇叭型大洋-特提斯洋,周邊為泛大洋圍繞(圖3)。該大陸2億年左右開始逐漸解體,逐漸形成我們現在熟悉的七大洲、四大洋。現在的歐亞和北美洲來源於勞亞大陸,而非洲、南美洲、印度、澳大利亞、南極洲起源於岡瓦納大陸。

圖3 盤古超大陸復原圖

Amasia--美亞超級大陸

在地質學者眼中,什麼都是浮雲,過眼雲煙。顯然,盤古超級大陸不是最後一個超級大陸,我們正在去往另一個超級大陸的路上,北美大陸正向歐亞大陸靠攏,最終將拼貼成一個大陸。非洲已經走向歐洲大陸,特提斯洋的殘餘-地中海將消失。澳大利亞正快速奔向歐亞大陸,南極洲緊隨其後,大西洋將繼續擴張形成新的泛大洋。50-250Ma後地球將變成Amasia-美亞超級大陸,那樣的話,我們可以徒步走天下了。

這樣分分合合的情形,有沒有什麼規律?是什麼力量促使它們的分離與相聚?這一過程會對地球,比如氣候、海平面等又將產生怎樣的影響?將在下篇敘述。

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