Planeet Maa on pidevas muutumises olev paik, kus miski ei püsi miljoneid aastaid paigal. Üks inimkonna mastaabis kõige põnevamaid ja vähem tajutavaid nähtusi on superkontinentide tsükkel: protsess, mille käigus maismaad koonduvad kokku, moodustades hiiglaslikke superkontinente, mis seejärel killustuvad ja eralduvad, tekitades uusi mandreid ja maastikke. Superkontinentide ajaloo mõistmine on oluline, et mõista, kuidas meie planeet on arenenud ja kuidas see tulevikus muutuda võib..
Läbi geoloogilise aja on superkontinendid tähistanud Maa evolutsiooni olulisi peatükke.Salapärasest Vaalbarast kuni kuulsa Pangeani on mandrite ühinemine ja lagunemine mõjutanud kliimat, bioloogilist mitmekesisust, suuri väljasuremisi ja ookeanide kuju. Superkontinentide tsükli uurimine on nagu Maa tohutu masinavärgi süvenemine ja selle avastamine, kuidas planeet meie jalge all töötab.
Mis on superkontinentaalne tsükkel?
Superkontinentide tsükkel kirjeldab Maa pinnal asuvate suurte maismaablokkide korduvat moodustumist, killustumist ja taasühinemist. See dünaamika toimub sadade miljonite aastate jooksul ja on otseselt seotud Tektoonilised plaadid, Maa kooriku moodustavate litosfääriliste plaatide liikumine.
Idee saamiseks Tektoonilised plaadid võivad liikuda vaid mõne sentimeetri võrra aastas, aga geoloogilistes ajaskaalades on see piisav, et põhjustada absoluutselt dramaatilisi muutusi: ookeanide avanemist ja sulgumist, mäeahelike kerkimist ja langemist ning mandrite kokkutulekut ja uuesti eraldumist.
Superkontinent on tohutu maismaamass, mis moodustub suure osa või kõigi praeguste mandrite rühmitamisel.Nende olemasolu ei ole igavene. Nad jäävad kokku kümneteks või sadadeks miljoniteks aastateks, kuni tektooniline dünaamika neid uuesti killustab, tekitades eraldiseisvaid mandrite masse, mis võivad tulevastes etappides taasühineda.
Kogu tsükkel ühinemisest hajumiseni ja uue ühinemiseni võtab aega vahemikus 400 ja 600 miljonit aastatPraegu oleme hajumisfaasi keskel, mis algas pärast Pangea lagunemist.
Plaaditektoonika: superkontinentide tsükli mootor
Plaaditektoonika on superkontinentide tsükli selgitamise võti. Maa väliskiht, litosfäär, jaguneb suurteks fragmentideks ehk plaatideks, mis "hõljuvad" plastilisemal kihil, mida nimetatakse astenosfääriks. Need plaadid liiguvad pidevalt Maa vahevöö konvektiivsete hoovuste tõttu. Sõltuvalt nende suhtelisest liikumisest võivad nad lahku liikuda (moodustades uusi ookeane), kokku põrkuda (moodustades mägesid ja ühinedes mandreid) või teineteisest mööda libiseda.
seal erinevat tüüpi plaatide servadkonstruktiivne (kus tekib uus litosfäär, näiteks ookeani keskosa seljandike puhul), destruktiivne (kus üks plaat vajub teise alla ja litosfäär hävib) ja transformeeruv (kui need libisevad külgsuunas). Need protsessid selgitavad, kuidas ookeanibasseinid saavad avaneda, sulguda, moodustades mäeahelikke, ning ühineda või eraldada mandreid.
El Wilsoni tsükkel, mis on nime saanud geofüüsik J. Tuzo Wilsoni järgi, on laamtektoonika keskne idee. See kirjeldab, kuidas ookeanibassein avaneb riftistumise teel, kasvab, stabiliseerub ja lõpuks subduktsiooni teel sulgub, kuni selle poolt eraldatud mandrid taasühinevad. See tsükkel kestab tavaliselt 300 kuni 500 miljonit aastat, kuigi see harva langeb täpselt kokku superkontinentide tsükliga.
Kui mitu Wilsoni tsüklit sünkroniseerivad oma lõppstaadiumid, võib tekkida superkontinent.See kokkusattumus põhjustab suuri mandrite kokkupõrgete ja globaalsete maismaamassiivide koondumise episoode.
Superkontinentide tekke ja hävimise mudelid
Kuigi kõik superkontinendid tekivad mandrite masside kokkupõrkest, on nende kokkupaneku ja lagunemise selgitamiseks erinevaid mudeleid.Kõige tuntumate hulgas on introvertsed ja ekstravertsed mudelid.
Introvertne mudel: Ta pakub välja, et pärast superkontinendi lagunemist tekivad uued sisemised ookeanibasseinid, mis seejärel sulguvad, et taasühendada eelnevalt ühendatud fragmendid. See protsess on nagu "akordion", kus samad murdumisservad põrkavad uuesti kokku.
Ekstravertne mudel: Ta väidab, et pärast lagunemist liiguvad mandrite killud laiali ja hiljem toimub sulgumine välisookeanides, st neis, mis ümbritsevad algset superkontinenti. Seega ei toimu kokkupanek seal, kus olid endised piirid, vaid äärealadel.
Mõlema mudeli näiteid leiab Maa ajaloost ja neid saab kombineerida. Praegused geoloogilised tõendid näitavad, et kokkupõrkeaktiivsus ja orogeni (mäestiku) teke See ei ole pidev, vaid toimub lühikeste, kuid intensiivsete intervallidega, mida eraldavad pikad vaikuseperioodid. Need aktiivsuse tipud langevad tavaliselt kokku superkontinentide moodustumisega iga 400–500 miljoni aasta tagant.
Superkontinendid läbi ajaloo
Maa ajalugu on iseloomustanud mitmesuguste superkontinentide teke, kuigi nende täpne arv ja kronoloogia on siiani vaidluse all. Kõige aktsepteeritumate tõendite ja geoloogiliste andmete kohaselt saame tuvastada vähemalt kuus suurt superkontinenti:
- Vaalbara (umbes 3.800–3.300 miljardit aastat tagasi): esimene hüpoteetiline superkontinent, millest meil on aimu, mis põhineb kahe väga iidse piirkonna – Kaapvaali Lõuna-Aafrikas ja Pilbara Lääne-Austraalias – paleomagnetilistel ja geokronoloogilistel uuringutel. Selle olemasolu pole veel täielikult kinnitatud, kuid see avab ukse Maa varajase tektoonika mõistmisele.
- Ur (umbes 3.000 miljardit aastat tagasi): arvatavasti vähem ulatuslik kui tänapäeva Austraalia, tekkis see arhailisel ajastul ja püsis mitusada miljonit aastat. Hiljem osales see teiste suuremate superkontinentide moodustumisel.
- Kenorland (umbes 2.700–2.100 miljardit aastat tagasi): palju suurem mandrimüst kui tema eelkäijad, mis koosnes kraatonidest, mis tänapäeval moodustavad Põhja-Ameerika, Gröönimaa, Skandinaavia, Lõuna-Ameerika osad, Aafrika, Aasia ja Austraalia. Selle lagunemine tõi kaasa ka olulisi kliimamuutusi, nagu suurenenud hapnikuga varustamine ja Huroni jäätumine.
- Nuna või Columbia (umbes 1.800–1.500 miljardit aastat tagasi): See hõlmas praktiliselt kõiki tolleaegseid mandreid ja oli oluliste orogeneeside sündmuspaigaks. Atmosfäär oli juba oksüdeerumas ja elu arenes keerukamate hulkrakuliste vormide suunas.
- Rodinia (umbes 1.100–750 miljonit aastat tagasi): Selle moodustumine toimus tõenäoliselt ekstravertse mudeli kaudu ja tähistas oluliste muutuste ajastut, sealhulgas esimeste eukarüootsete organismide tekkimist ja globaalseid jääaja episoode, mida tuntakse kui "lumekeramaid". Selle lagunemine viis uute superkontinentide moodustumiseni.
- Pannotia või Vendia (umbes 600 miljonit aastat tagasi): piklik ja V-kujuline, see on üks viimaseid superkontinente enne Pangeat. Selle lagunemine langes kokku Ediacarani fauna tekkimise ja Kambriumi plahvatusega, mis on Maa elu evolutsiooni seisukohalt üliolulised.
- Pangea (umbes 300–180 miljonit aastat tagasi): kahtlemata tuntuim superkontinent. See tekkis hilisel paleosoikumil ja killustus mesosoikumil. Selle lagunemine on vastutav mandrite praeguse konfiguratsiooni eest.
Mõned autorid kaaluvad teiste superkontinentide või subkontinentide, näiteks Atlantica ja Nena, olemasolu, mis osalesid mainitud suurimate plokkide moodustamisel. Selge on see, et Maa on oma ajaloo jooksul mitu korda oma mandreid koondanud ja hajutanud, mõjutades ka kliimat ja elu.
Pangea teke ja killustumine: viimane suur superkontinent
Pangea on superkontinendi uusim ja uuritud näide ning selle ajalugu tähistab geograafia algust, nagu me seda teame. See tekkis paleosoikumi lõpus, umbes 300 miljonit aastat tagasi, kõigi olemasolevate mandrite masside kokkupõrkes ja ühinemise teel pärast järjestikuseid kokkupõrgete etappe (näiteks Variskaani või Hertsüünia orogeneesi).
Pangea eksisteerimise ajal oli merevee tase suhteliselt madal, kuna maismaa oli tihedalt asustatud ja ookeaniveele oli vähem ruumi. Pangea sisemaa kliima oli kuiv ja äärmuslik suure merekauguse ja sademete puudumise tõttu.
Pangea killustumine algas jura ajastul, kui tektooniline aktiivsus tekitas murranguid ja riftivööndeid, mis jagasid superkontinendi esmalt kaheks plokiks: põhjas Laurasia ja lõunas Gondwana, mille vahel asus Tethys ookean. Sealt edasi viisid edasised lõhed ja ookeani keskosa seljandike (Atlandi, India) avanemine tänapäeval tuntud mandrite eraldumiseni.
Mandrite praegune paigutus on endiselt selle hajumisprotsessi tulemus ja täheldatud dünaamika kohaselt jätkub see endiselt. Näiteks Atlandi ookean laieneb jätkuvalt, samal ajal kui Vaikne ookean kahaneb intensiivse subduktsioonitegevuse tõttu selle servas (Vaikse ookeani tulerõngas).
Superkontinentaalse tsükli klimaatilised ja bioloogilised tagajärjed
Superkontinentide tsükkel ei ole ainult geograafia küsimus; sellel on sügav mõju kliimale, bioloogilisele mitmekesisusele ja elu arengule Maal.
Merepinna See varieerub olenevalt sellest, kas mandrid asuvad koos või eraldi. Kui eksisteerib superkontinent, on meretase madalam; kui killud hajuvad, võib meretase tõusta ajaloolistele kõrgtasemetele. Näiteks Pangea või Pannotia tekkimise ajal oli meretase madal, kuid see tõusis perioodidel nagu kriidiajastu, mil mandrid olid hajutatud.
Sellistel teguritel nagu ookeanilise maakoore vanus, meresetete sügavus ja suurte magmakivimite olemasolu mängivad nendes kõikumistes võtmerolli. Need muutused mõjutavad üldist kliimat, tekitades mõnikord globaalseid jääaegu, kui suurem osa maismaast on koondunud (suurem päikese peegeldus ja madalam õhuniiskus).
Elu evolutsiooni mõjutab ka superkontinentide tsükkel.Iga moodustis käivitab isoleeritud liikide vastastikmõju, luues uusi evolutsioonilisi võimalusi, väljasuremisi ja bioloogilise mitmekesisuse plahvatusi pärast suuri kooslusi. Lisaks mõjutavad mandrite liikumised ookeani- ja atmosfääriringlust, muutes soojuse ja toitainete transporti.
Alternatiivsed teooriad superkontinentide ajaloo kohta
Puudub absoluutne üksmeel selles osas, kui kaua on superkontinentide tsüklid eksisteerinud või kui palju tegelikult superkontinente on olnud. On kaks peamist teaduslikku seisukohta:
Traditsiooniline vaatenurk: Ta toetab paleomagnetilistele ja geoloogilistele uuringutele ning teatud mineraalide ja fossiilide levikule tuginedes pideva superkontinentide jada olemasolu Vaalbarast läbi Uri, Kenorlandi, Columbia, Rodinia, Pannotia ja Pangea.
Protopangea-Paleopangea vaatenurk: See viitab sellele, et superkontinentide tsükleid ei eksisteerinud enne umbes 600 miljonit aastat tagasi. Mitme superkontinendi asemel oleks 2.700 miljardist kuni 600 miljoni aastani eksisteerinud üks suur püsiv mandrite mass, mille servades oleksid olnud vaid väikesed muutused. Selle pooldajate sõnul näitavad paleomagnetilised andmed pikkade intervallide jooksul kvaasistaatilisi pooluste positsioone, mis viitab peaaegu muutumatule mandrilisele maakoorele. See seisukoht on olnud vastuoluline ja kritiseeritud paleomagnetilise rekordi tõlgendamise pärast.
osa mineraalid iidsetes teemantides Samuti viitavad nad umbes 3.000 miljardit aastat tagasi toimunud üleminekule Maa vahevöö ja maakoore koostises, mis näitab, et superkontinentide tsükkel võib olla sama vana kui laamtektoonika ise.
Tulevik: milline on järgmine superkontinent?
Praegu jätkub pärast Pangea lagunemist alanud hajumistsükkel, kuid Maa tuleviku kohta umbes 200–250 miljoni aasta pärast kaalutakse erinevaid stsenaariume. Geoloogid on esitanud mitu hüpoteesi, mis kirjeldavad, kuidas järgmine superkontinent võiks tekkida:
1. Novopangea: Kui laamade liikumine jätkub, Atlandi ookeani laienedes ja Vaikse ookeani kahanedes, põrkaks Ameerika kokku põhjas asuva nihkunud Antarktikaga ning seejärel nüüdseks ühendatud Aafrika ja Euraasiaga, moodustades praeguse vastas uue superkontinendi.
2. Pangea viimane: Kui Atlandi ookean lakkaks paisumast ja hakkaks sulguma, ühineksid mandrite massid uuesti, moodustades superkontinendi, mida ümbritseb suur Vaikne ookean.
3. Aurica: Selle stsenaariumi korral sulguksid Atlandi ookean ja Vaikne ookean samaaegselt, moodustades praeguse Aasia alale ookeanibasseini, mille keskmes oleks Austraalia. Euraasia ja Ameerika piirid kohtuksid nende kahe mandri piiril.
4. Amasia: Kõik mandrid, välja arvatud Antarktika, rändaksid põhjapooluse poole ja ühineksid, moodustades põhjapooluse ümber superkontinendi, mille Atlandi ookean ja Vaikne ookean oleksid suures osas avatud või vähenenud.
Ekspertide sõnul on Novopangea stsenaarium praeguse laamadünaamika juures kõige tõenäolisem, kuigi ka teisi mudeleid ei välistata, kuna need sõltuvad tektoonilise aktiivsuse arengust.
Uute superkontinentide mõju tulevasele elule ja kliimale
Uue superkontinendi teke avaldab sügavat mõju kliimale ja bioloogilisele mitmekesisusele.Superkontinendil esinevad tõenäoliselt äärmuslikud kliimatingimused koos ookeanihoovuste muutuste ja liikide leviku nihkega. Nendel perioodidel suureneb ka vulkaaniline ja orogeenne aktiivsus, põhjustades olulisi keskkonnamuutusi.
Uue superkontinendi saabumine seab Maal elu kohanemisele väljakutse, võimalike massiliste väljasuremistega ja uute evolutsiooniliste kiirguste võimalustega.
Superkontinentide tsükkel ja Maa evolutsioon: tähtsus ja perspektiivid
Superkontinentide tsükli uurimine on planeedi sügava ajaloo mõistmiseks hädavajalik.Iga faas, alates moodustumisest kuni killustumiseni, põhjustab muutusi kliimas, ookeani- ja atmosfääriringluses ning bioloogilises evolutsioonis.
Nende protsessidega kaasnevad orogeneesid Need loovad uusi mäeahelikke, muudavad jõgede kulgu ja toodavad loodusvarasid, nagu mineraalid ja nafta. Lisaks on pärast hajumist tekkivad platvormid sette kogunemise ja eluks oluliste mereökosüsteemide arengu võtmepiirkonnad.
Superkontinentide tsükli mõistmine aitab ennustada ka planeedi edasist käitumist., mis võimaldab meil ennetada kliimamuutusi ja suunata ressursside uurimist või teiste tektoonilise dünaamikaga planeetide uurimist.
