Maapallo on jatkuvassa muutoksessa oleva paikka, jossa mikään ei pysy muuttumattomana miljoonien vuosien ajan. Yksi kiehtovimmista ja vähiten havaituista ilmiöistä ihmisen mittakaavassa on supermannerkierto: prosessi, jossa maamassat kasaantuvat yhteen muodostaen jättimäisiä supermantereita, jotka myöhemmin hajoavat ja erottuvat, jolloin syntyy uusia mantereita ja maisemia. Superkontinenttien historian ymmärtäminen on olennaista, jotta voidaan ymmärtää, miten planeettamme on kehittynyt ja miten se saattaa muuttua tulevaisuudessa..
Läpi geologisen ajan superkontinentit ovat merkinneet tärkeitä lukuja Maan evoluutiossa.Salaperäisestä Vaalbarasta kuuluisaan Pangeaan, mantereiden yhdistyminen ja hajoaminen on vaikuttanut ilmastoon, luonnon monimuotoisuuteen, merkittäviin sukupuuttoihin ja valtamerten muotoon. Supermannerten syklin tutkiminen on kuin sukeltaisi Maan valtavaan koneistoon ja löytäisi keinon, jolla planeetta toimii jalkojemme alla.
Mikä on superkontinentaalinen sykli?
Superkontinenttien sykli kuvaa toistuvaa prosessia, jossa maan pinnalla muodostuu, pirstaloituu ja kokoaa uudelleen yhteen suuria manneralueita. Tämä dynamiikka tapahtuu satojen miljoonien vuosien aikana ja liittyy suoraan Tektoniset levyt, maankuoren muodostavien litosfäärilaattojen liike.
Saadaksesi idean, Mannerlaatat voivat liikkua jopa muutaman senttimetrin vuodessa, mutta geologisella aikaskaalalla tämä riittää aiheuttamaan ehdottoman dramaattisia muutoksia: valtameriä avautuu ja sulkeutuu, vuorijonoja nousee ja laskee sekä mantereita yhdistyy ja erottuu uudelleen.
Supermanner on valtava maa-alue, joka muodostuu ryhmittymästä, jossa suuri osa tai kaikki nykyiset mantereet ovat.Niiden olemassaolo ei ole pysyvää. Ne pysyvät yhdessä kymmeniä tai satoja miljoonia vuosia, kunnes tektoninen dynamiikka pirstaloi ne uudelleen ja synnyttää erillisiä mannermassoja, jotka voivat yhdistyä uudelleen tulevissa vaiheissa.
Koko sykli yhdistymisestä hajoamiseen ja uuteen yhdistymiseen kestää välillä 400 ja 600 miljoonaa vuottaOlemme tällä hetkellä keskellä hajaannusvaihetta, joka alkoi Pangean hajoamisen jälkeen.
Laatikkotekniikka: superkontinenttien syklin moottori
Laatikkotekniikka on perustavanlaatuinen avain superkontinenttien syklin selittämiseen. Maan ulkokerros, litosfääri, on jaettu suuriin osiin tai levyihin, jotka "kelluvat" plastisemman kerroksen, astenosfäärin, päällä. Nämä levyt liikkuvat jatkuvasti Maan vaipan konvektiivisten virtojen vuoksi. Suhteellisesta liikkeestään riippuen ne voivat liikkua erilleen (muodostaen uusia valtameriä), törmätä (muodostaen vuoria ja yhdistyen mantereita) tai liukua toistensa ohi.
Siellä erilaisia ​​levyreunoja: rakentava (jossa syntyy uutta litosfääriä, kuten valtameren keskiselänteillä), tuhoava (jossa yksi laatta vajoaa toisen alle ja litosfääri tuhoutuu) ja transformoiva (kun ne liukuvat sivusuunnassa). Nämä prosessit selittävät, miten valtamerten altaat voivat avautua, sulkeutua muodostaen vuorijonoja ja yhdistyä tai erottaa mantereita.
El Wilsonin sykli, joka on nimetty geofyysikko J. Tuzo Wilsonin mukaan, on keskeinen ajatus laattatektoniikassa. Se kuvaa, kuinka valtameriallas avautuu repeämällä, kasvaa, vakiintuu ja lopulta sulkeutuu subduktiolla, kunnes sen erottamat mantereet yhdistyvät uudelleen. Tämä sykli kestää tyypillisesti 300–500 miljoonaa vuotta, vaikka se harvoin osuu täysin yksiin supermannersyklin kanssa.
Kun useat Wilsonin syklit synkronoivat loppuvaiheensa, voi muodostua superkontinentti.Tämä sattuma johtaa merkittäviin mannerten törmäyksiin ja maamassojen kasaantumiseen.
Superkontinenttien muodostumisen ja tuhoutumisen mallit
Vaikka kaikki supermantereet muodostuvat mannermassojen törmäyksessä, on olemassa erilaisia ​​malleja, jotka selittävät niiden kokoontumista ja hajoamista.Tunnetuimpia malleja ovat introvertit ja ekstrovertit.
Introvertti malli: Hän esittää, että supermantereen hajoamisen jälkeen syntyy uusia sisäisiä valtamerialtaita, jotka sitten sulkeutuvat yhdistääkseen aiemmin yhdistyneet osat. Prosessi on kuin "harmonikka", jossa samat murtumisreunat törmäävät uudelleen.
Ekstrovertti malli: Hän väittää, että hajoamisen jälkeen mannerten palaset liikkuvat erilleen, ja myöhemmin sulkeutuminen tapahtuu ulkoisissa valtamerissä eli alkuperäistä supermannerta ympäröivissä valtamerissä. Näin ollen kokoonpano ei tapahdu siellä, missä entiset rajat olivat, vaan reuna-alueilla.
Molemmille malleille löytyy esimerkkejä Maan historiasta ja ne voidaan yhdistää. Nykyiset geologiset todisteet osoittavat, että törmäystoiminta ja vuoriston muodostuminen Se ei ole jatkuvaa, vaan sitä esiintyy lyhyinä mutta voimakkaina aikaväleinä, joita erottavat pitkät tyynet jaksot. Nämä aktiivisuuden huiput osuvat yleensä samaan aikaan supermantereiden muodostumisen kanssa 400–500 miljoonan vuoden välein.
Superkontinentit läpi historian
Maan historiaa on leimannut useiden supermannerten muodostuminen, vaikka niiden tarkasta lukumäärästä ja aikajärjestyksestä keskustellaan edelleen. Hyväksytyimpien todisteiden ja geologisten aineistojen mukaan voimme tunnistaa ainakin kuusi suurta superkontinenttia:
- Vaalbara (noin 3.800–3.300 miljardia vuotta sitten): ensimmäinen hypoteettinen supermanner, josta meillä on aavistustakaan. Tämä perustuu kahden hyvin muinaisen alueen, Kaapvaalin Etelä-Afrikassa ja Pilbaran Länsi-Australiassa, paleomagneettisiin ja geokronologisiin tutkimuksiin. Sen olemassaoloa ei ole vielä täysin vahvistettu, mutta se avaa oven Maan varhaisen tektonisen rakenteen ymmärtämiselle.
- Ur (noin 3.000 miljardia vuotta sitten): luultavasti nykyistä Australiaa pienempi, se muodostui arkean aikana ja säilyi useita satoja miljoonia vuosia. Myöhemmin se osallistui muiden suurempien supermantereiden muodostumiseen.
- Kenorland (noin 2.700–2.100 miljardia vuotta sitten): paljon suurempi mannermassa kuin edeltäjänsä, koostuen kratoneista, jotka muodostavat nykyään Pohjois-Amerikan, Grönlannin, Skandinavian, osia Etelä-Amerikasta, Afrikasta, Aasiasta ja Australiasta. Sen hajoaminen merkitsi myös merkittäviä ilmastonmuutoksia, kuten lisääntynyttä hapettumista ja Huronin jäätiköitymistä.
- Nuna tai Columbia (noin 1.800–1.500 miljardia vuotta sitten): Se kattoi käytännössä kaikki tuon ajan mantereet ja oli merkittävien vuoristokehitysten näyttämö. Ilmakehä oli jo hapettumassa, ja elämä kehittyi kohti monimutkaisempia monisoluisia muotoja.
- Rodinia (noin 1.100–750 miljoonaa vuotta sitten): Sen muodostuminen tapahtui todennäköisesti ulospäinsuuntautuneen mallin kautta ja merkitsi merkittävän muutoksen aikakautta, mukaan lukien ensimmäisten eukaryoottisten organismien syntyminen ja maailmanlaajuiset jäätiköitymisjaksot, jotka tunnetaan nimellä "lumipallomaa". Sen hajoaminen johti uusien supermantereiden muodostumiseen.
- Pannotia tai Vendia (noin 600 miljoonaa vuotta sitten): pitkänomainen ja V-muotoinen, se on yksi viimeisistä supermantereista ennen Pangeaa. Sen hajoaminen osui samaan aikaan ediakarakauden eläimistön syntymisen ja kambrikauden räjähdyksen kanssa, jotka ovat olennaisia ​​Maan elämän kehitykselle.
- Pangea (noin 300–180 miljoonaa vuotta sitten): epäilemättä tunnetuin supermanner. Se syntyi myöhäisellä paleotsooisella kaudella ja pirstaloi mesotsooisella kaudella. Sen hajoaminen on vastuussa mantereiden nykyisestä kokoonpanosta.
Jotkut kirjoittajat pohtivat muiden superkontinenttien tai alimannerten, kuten Atlantican ja Nenan, olemassaoloa, jotka osallistuivat mainittujen suurimpien lohkojen muodostumiseen. Selvää on, että Maa on historiansa aikana koonnut ja hajottanut mantereitaan useita kertoja, mikä on myös vaikuttanut ilmastoon ja elämään.
Pangean muodostuminen ja pirstoutuminen: viimeinen suuri supermanner
Pangea on uusin ja tutkituin esimerkki supermantereesta, ja sen historia merkitsee maantieteen alkua sellaisena kuin me sen tunnemme. Se muodostui paleotsooisen kauden lopussa, noin 300 miljoonaa vuotta sitten, kaikkien aiemmin olemassa olleiden mannermassojen törmäyksessä ja fuusiossa peräkkäisten törmäysvaiheiden (kuten variskaanisen tai herkyynisen vuoriston) jälkeen.
Pangean olemassaolon aikana merenpinta oli suhteellisen alhainen, koska maa-alueet olivat tiiviisti pakkautuneet ja merivedelle oli vähemmän tilaa. Pangean sisämaan ilmasto oli kuiva ja äärimmäinen suuren etäisyyden merestä ja sateiden puutteen vuoksi.
Pangean pirstaloituminen alkoi jurakaudella, jolloin tektoninen toiminta aiheutti siirroksia ja repeämävyöhykkeitä, jotka jakoivat supermantereen ensin kahteen lohkoon: pohjoisessa sijaitsevaan Laurasiaan ja etelässä sijaitsevaan Gondwanaan, joiden välissä oli Tethys-valtameri. Sieltä edelleen murtumat ja keskiselänteiden (Atlantin ja Intian) avautuminen johtivat nykyisten mantereiden erottumiseen.
Mantereiden nykyinen järjestyminen on edelleen tämän leviämisprosessin tulos ja havaittujen dynamiikkojen mukaan jatkuu edelleen. Esimerkiksi Atlantin valtameri jatkaa levenemistään, kun taas Tyyni valtameri kutistuu sen reunalla (Tyynenmeren tulirengas) tapahtuvan voimakkaan subduktiotoiminnan vuoksi.
Superkontinentaalisten kierron ilmastolliset ja biologiset seuraukset
Supermannerten sykli ei ole pelkästään maantieteellinen kysymys; sillä on syvällisiä vaikutuksia ilmastoon, luonnon monimuotoisuuteen ja elämän kehitykseen maapallolla.
Merenpinta Se vaihtelee riippuen siitä, ovatko mantereet yhdessä vai erillään. Kun on olemassa supermanner, merenpinta on alhaisempi; kun sen fragmentit hajaantuvat, merenpinta voi nousta historiallisen korkeisiin lukemiin. Esimerkiksi Pangean tai Pannotian muodostumisen aikana merenpinta oli alhainen, mutta se nousi esimerkiksi liitukauden aikana, jolloin mantereet olivat hajaantuneet.
Näihin vaihteluihin vaikuttavat keskeisesti tekijät, kuten merenkuoren ikä, meren sedimenttien syvyys ja suurten magmamaaprovinssien olemassaolo. Nämä muutokset vaikuttavat yleiseen ilmastoon ja voivat joskus aiheuttaa maailmanlaajuisia jäätiköitymisiä, kun suurin osa maa-alueesta on ryhmittyneenä (suurempi auringonheijastus ja alhaisempi kosteus).
Elämän evoluutiota säätelee myös superkontinenttien kiertokulkuJokainen muodostuma laukaisee erillisten lajien vuorovaikutuksen, mikä luo uusia evolutiivisia mahdollisuuksia, sukupuuttoja ja biodiversiteettiräjähdyksiä suurten lajiyhteisöjen jälkeen. Lisäksi mannerten liikkeet vaikuttavat valtamerien ja ilmakehän kiertokulkuun muuttaen lämmön ja ravinteiden kulkeutumista.
Vaihtoehtoisia teorioita superkontinenttien historiasta
Ei ole absoluuttista yksimielisyyttä siitä, kuinka pitkiä supermannersyklejä on ollut olemassa tai kuinka monta todellista supermannerta on ollut. Tieteellisestä näkökulmasta on kaksi pääasiallista näkökulmaa:
Perinteinen näkökulma: Hän tukee paleomagneettisten ja geologisten tutkimusten sekä tiettyjen mineraalien ja fossiilien levinneisyyden perusteella väitettä, että Vaalbarasta on kulkenut yhtäjaksoisesti superkontinentteja Urin, Kenorlandin, Columbian, Rodinian, Pannotian ja Pangean kautta.
Protopangea-Paleopangea näkökulma: Se viittaa siihen, että supermannerten syklejä ei ollut olemassa ennen noin 600 miljoonaa vuotta sitten. Useiden supermantereiden sijaan 2.700 miljardista 600 miljoonaan vuotta sitten olisi ollut olemassa yksi suuri, pysyvä mannermassa, jonka reunoilla olisi ollut vain pieniä muutoksia. Sen kannattajien mukaan paleomagneettiset tiedot osoittavat lähes staattisia napa-asemia pitkien aikavälien aikana, mikä viittaa lähes muuttumattomaan mannermaiseen kuoreen. Tätä näkemystä on kritisoitu ja sen paleomagneettisen aineiston tulkinnasta.
Los mineraalit muinaisissa timanteissa Ne viittaavat myös Maan vaipan ja kuoren koostumuksen muutokseen noin 3.000 miljardia vuotta sitten, mikä viittaa siihen, että superkontinenttien sykli voi olla yhtä vanha kuin itse laattatektoniikka.
Tulevaisuus: mikä on seuraava superkontinentti?
Tällä hetkellä Pangean hajoamisen jälkeen alkanut leviämiskierto jatkuu, mutta Maan tulevaisuudesta noin 200–250 miljoonan vuoden kuluttua tarkastellaan erilaisia ​​skenaarioita. Geologit ovat esittäneet useita hypoteeseja, jotka kuvaavat, miten seuraava superkontinentti voisi muodostua:
1. Novopangea: Jos laattojen liike jatkuu Atlantin laajentuessa ja Tyynenmeren kutistuessa, Amerikan manner törmäisi pohjoisessa siirtyneeseen Etelämantereeseen ja myöhemmin yhdistyneisiin Afrikkaan ja Euraasiaan muodostaen uuden supermantereen nykyisen vastapäätä.
2. Pangea Viimeinen: Jos Atlantin laajeneminen pysähtyy ja alkaa sulkeutua, mannermassat yhdistyvät jälleen muodostaen supermantereen, jota ympäröi laaja Tyyni valtameri.
3. Aurica: Tässä skenaariossa Atlantin ja Tyynenmeren valtameret sulkeutuisivat samanaikaisesti muodostaen valtamerialtaan nykyisen Aasian alueelle, jonka keskipisteenä olisi Australia. Euraasian ja Amerikan rajat kohtaisivat niiden rajoille.
4. Amasia: Kaikki mantereet Etelämannerta lukuun ottamatta siirtyisivät kohti pohjoisnapaa yhdistyäkseen muodostaen pohjoisnavan ympärille supermantereen, jossa Atlantin ja Tyynenmeren valtameri olisivat suurelta osin avoimet tai pienentyneet.
Asiantuntijoiden mukaan Novopangean skenaario on todennäköisin nykyisen laattadynamiikan vallitessa, vaikka muitakin malleja ei ole suljettu pois, koska ne riippuvat tektonisen aktiivisuuden kehityksestä.
Uusien supermannerten vaikutus tulevaan elämään ja ilmastoon
Uuden supermantereen muodostumisella on syvällisiä vaikutuksia ilmastoon ja luonnon monimuotoisuuteen.Supermantereen sisällä esiintyy todennäköisesti äärimmäisiä ilmastoja, samoin kuin merivirtojen muutoksia ja lajien levinneisyyden muutoksia. Myös vulkaaninen ja orogeeninen toiminta lisääntyy näinä aikoina, mikä aiheuttaa merkittäviä ympäristömuutoksia.
Uuden supermantereen saapuminen asettaa haasteen elämän sopeutumiselle Maassa, ja se voi johtaa joukkosukupuuttoihin ja uusiin evolutiivisiin säteilyihin.
Superkontinenttien sykli ja Maan evoluutio: merkitys ja näkökulmat
Superkontinenttien syklin tutkiminen on välttämätöntä planeetan syvällisen historian ymmärtämiseksi.Jokainen vaihe muodostumisesta hajoamiseen aiheuttaa muutoksia ilmastossa, valtamerten ja ilmakehän kiertokulussa sekä biologisessa evoluutiossa.
Näitä prosesseja seuraavat orogeneesit Ne luovat uusia vuorijonoja, muokkaavat jokien uomia ja tuottavat luonnonvaroja, kuten mineraaleja ja öljyä. Lisäksi leviämisen jälkeen esiin nousevat tasangot ovat keskeisiä alueita sedimenttien kertymiselle ja elämälle välttämättömien meriekosysteemien kehittymiselle.
Superkontinenttien kierron ymmärtäminen auttaa myös ennustamaan planeetan tulevaa käyttäytymistä., jonka avulla voimme ennakoida ilmastonmuutoksia ja ohjata luonnonvarojen etsintää tai muiden tektonisen dynamiikan omaavien planeettojen tutkimusta.
