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关于古代超大陆Pangea的事实

2018-6-10 HTD168 文化新闻

大约3亿年前,地球没有七大洲,而是一个名为Pangea的大型超大陆,被称为Panthalassa的一个海洋环绕。

对盘古构造的解释引发了板块构造学的现代理论,该理论假设地球的外壳被分裂成若干板块,滑动到地球的岩石外壳和地幔。

在地球35亿年历史的过程中,几个超级大陆已经形成并分裂,这是地球地幔中搅动和循环的结果,地幔占地球的大部分体积。这种超级巨人的分裂和形成已经戏剧性地改变了地球的历史。

“这正是推动整个地球演变的时间,这是这个星球的主要背景,”圣弗朗西斯泽维尔大学地质教授Brendan Murphy在新斯科舍省Antigonish说。

历史

一个多世纪以前,科学家阿尔弗雷德韦格纳提出了一个古代超大陆的概念,他把几个证据汇总在一起后,他将其命名为Pangea(有时拼写为Pangea)。

墨菲说,首先也是最明显的是,“大洲像舌头和凹槽一样合在一起”,这在任何精确的地图上都非常明显。另一个暗示地球的大陆都是一块陆块的暗示来自地质记录。宾夕法尼亚州发现的煤炭成分与同期跨越波兰,英国和德国的成分类似。这表明北美和欧洲必须曾经是单一的大陆。墨菲说,地质沉积物中磁性矿物的取向揭示了地球磁极在地质时期的迁移情况。

在化石记录中,相同的植物,如已灭绝的种子蕨Glossopteris,现在已经广泛分布在各大洲。现在位于不同大陆的山脉,如美国的阿巴拉契亚山脉和摩洛哥的阿特拉斯山脉,都是中部盘古山脉的一部分,这些山脉是超冈冈瓦纳和劳鲁西亚超级碰撞形成的。

盘古形成了一个跨越几亿年的渐进过程。约四亿八千万年前,一个叫Laurentia的大陆,包括北美的部分地区,与几个其他的大陆合并形成欧美。欧美最终与包括非洲,澳大利亚,南美洲和印度次大陆在内的另一超大陆冈瓦纳相撞。

大约2亿年前,超大陆开始分裂。冈瓦纳(现在的非洲,南美洲,南极洲,印度和澳大利亚)首先从劳拉西亚(欧亚大陆和北美)分裂出来。大约1.5亿年前,冈瓦纳分手了。根据1970年在地球物理研究杂志上的一篇文章,印度从南极洲剥离,非洲和南美洲分裂。大约6000万年前,北美从欧亚大陆分离出来。

生活和气候

拥有一个巨大的陆地将会为非常不同的气候循环做出贡献。例如,大陆的内部可能完全干燥,因为它被锁在大块的山脉之后,阻挡了所有的水分或降雨,墨菲说。

墨菲说,但在美国和欧洲发现的煤矿显示,赤道附近古代超大陆的部分地区一定是郁郁葱葱的热带雨林,类似于亚马逊丛林。(当死亡的植物和动物陷入沼泽的水中时,煤会形成,压力和水将物质转化为泥炭,然后是煤。)

“煤炭矿床基本上告诉我们,土地上有丰富的生活,”墨菲告诉实况科学。

根据古生物学古生物学古生物学杂志2016年的一篇文章,气候模型证实,Pangea的大陆内部是极端季节性的。本研究中的研究人员利用尼日尔北部层状古土壤(化石土壤)的Moradi组的生物和物理数据重建了Pangea存在期间的生态系统和气候。与现代的非洲纳米布沙漠和澳大利亚的艾尔湖盆地相比,气候一般都是干旱的,有时会包含灾难性的山洪灾害。

Pangea存在了1亿年,在那段时间里有几种动物繁荣起来,包括Traversodontidae,这是一种包括哺乳动物祖先在内的植物食用动物家族。

在二叠纪时期,甲虫和蜻蜓等昆虫繁衍生息。但是Pangea的存在与历史上最严重的大规模灭绝事件 - 二叠纪 - 三叠纪(P-TR)灭绝事件相重叠。也被称为大死亡,它发生在大约2.52亿年前,并导致地球上大多数物种灭绝。早期的三叠纪时期,看到了鳄鱼,一群最终产生鳄鱼和鸟类的动物以及大量的爬行动物。而在大约2.3亿年前,一些最早的恐龙出现在盘古,包括兽脚类恐龙,主要是食肉恐龙,其中大部分都是充满空气的骨骼和羽毛,类似于鸟类。

循环在历史中

大陆目前的配置不太可能是最后一个。超级大陆已经在地球历史上形成了数次,只是分裂成新的大陆。例如,现在澳大利亚正朝着亚洲迈进,非洲东部正在慢慢脱离大陆其他地区。

墨菲说,地质学家已经注意到,有一个准超常规周期,每超过3亿到4亿年就会形成并分裂,但究竟为什么是一个谜。但是大多数科学家认为,超大陆旋回主要受地幔流体动力学的驱动,根据2010年“ 地球动力学杂志”的一篇文章。

除此之外,细节变得模糊。虽然地幔中形成的热量很可能来自铀等不稳定元素的放射性衰变,但科学家们并不认同地幔内是否有微小的热流,或者整个壳体是否是一个大的热输送器墨菲说。

目前的研究

科学家创造了数学和3D模拟,以更好地理解大陆运动背后的机制。在2017年的地球科学前沿文章中,科学家Masaki Yoshida和M. Santhosh解释了自2亿年前盘古藻解体以来他们如何模拟大规模大陆运动。这些模型显示了构造板块运动和地幔对流作用力如何共同作用来分裂和移动大块土地。例如,Pangea的大块物质将下地幔隔开,导致引发超大陆初始分裂的地幔流动。上地幔的放射性衰变也升高了温度,导致向上的地幔流动中断了印度次大陆并开始了北部的运动。

吉田和桑托斯创造了额外的地质模型,以预测未来2.5亿年的地幔对流和大陆运动模式。这些模型表明,数百万年以来,太平洋将随着澳大利亚,北美,非洲和欧亚大陆在北半球的聚集而结束。最终,这些大陆将合并,形成一个名为“Amasia”的超大陆。据预测,南极洲和南美洲这两个大陆将保持相对不动并与新超大陆分离。


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