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下一个盘古大陆:未来超大陆的模样

泛大陆不是第一个,也不会是最后一个。展望一下未来世界的形状。

作者:Jack Feerick
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图片来源:Hannah S. Davies/葡萄牙里斯本大学

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在遥远的过去,地球上的大陆并不在它们现在的位置。一个巨大的陆块统治着全球,这个超大陆被追溯命名为泛大陆(如果你喜欢,也可以叫盘古大陆;无论哪种,它在希腊语中都意为“全部地球”)。通过漫长而极其缓慢的断裂和大陆漂移过程,我们最终得到了我们熟悉的七大洲。

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这大概是你所了解的故事——但它并非故事的全部。从人类的视角来看,当前的世界地图似乎已成定局。但板块构造是一个持续不断的过程;即使现在,我们也正在经历我们无法察觉的长期变化——这是一个持续数亿年的循环。在泛大陆之前有超大陆;而在遥远的未来,很可能还会出现其他超大陆。

革命的推动者

十六世纪的制图师亚伯拉罕·奥特利乌斯是第一个设想美洲、欧洲和非洲海岸线像拼图一样吻合的人。基岩中的地质相似性进一步表明这些大陆曾经是单一陆块的一部分。二十世纪初,地球物理学家兼气象学家阿尔弗雷德·魏格纳阐述了这一想法,称之为“大陆漂移”。

但由于魏格纳的模型缺乏大陆运动的合理机制,当时的大多数思想家并没有理解他的观点。事实上,魏格纳的观点在很大程度上被驳回,直到20世纪50年代,英国地质学家阿瑟·霍姆斯提出地球地幔中的对流驱动了海底扩张。

霍姆斯的见解激发了全球物理学家、地质学家和地震学家的后续研究。到1960年代末,越来越多的证据使共识转向接受板块构造学这门新科学。这种范式转变如此迅速和彻底,以至于一些人称之为“板块构造革命”。

简单来说,大陆漂移的发生是因为地球物质中只有相对一小部分是固体。地球表面,包括陆地和海底,实际上由大约100公里厚的岩石板块组成。这个岩石圈层坐落在超热岩石层——软流圈之上。在两个区域的交界处,温度约为1300°C,地幔像一种稠密、高粘度的流体,支撑着刚性地壳。岩石圈的碎片——七个主要板块和数十个微板块——像冰球在空气曲棍球桌上一样,由热对流、重力和旋转力共同作用,极其缓慢地在软流圈上滑动。

超大陆循环

这些大陆板块的运动可能始于大约35亿年前,在各个时代产生了多种地貌,其细节在很大程度上是推测性的。早期的超大陆形成时,陆地仍在从海洋中浮现,因此它们远小于泛大陆。其中第一个,乌尔(Ur)——当时地球上唯一的陆块——形成于30亿年前;其残余构成了澳大利亚、印度和马达加斯尔的部分地区。在接下来的3亿年里,通过火山作用形成了额外的陆地,与乌尔聚集形成凯诺兰(Kenorland)。1亿年后,凯诺兰分裂,循环重新开始。

随着新的构造板块形成,它们与现有陆块碰撞,形成了一系列越来越大的超大陆:哥伦比亚(Columbia),然后是罗迪尼亚(Rodinia),以及最近的泛大陆,后者形成于大约3.35亿年前,沿着大西洋中部的经度从极点延伸到极点。

相互竞争的假说

下一个泛大陆会是什么样子?很难说。板块构造对人类可观察到的影响微乎其微——每年约4厘米的位移,相当于蜜蜂翅膀的宽度——所以想用日历和尺子来追踪这个,祝你好运。尽管如此,研究人员已经提出了许多可能的结局。

(图片来源:Hannah S. Davies/葡萄牙里斯本大学)

Hannah S. Davies/葡萄牙里斯本大学

1982年,美国地质学家克里斯托弗·斯科特斯提出了近泛大陆(Pangea Proxima)——字面意思是“下一个泛大陆”。 (斯科特斯最初称他的假说为“最终泛大陆”(Pangea Ultima),后来才有所保留。) 通过对先前超大陆形成的研究,斯科特斯设想了一个环形的陆块。在他的设想中,美洲与非洲相接,非洲向东倾斜与欧亚大陆对接;后者则翻转成垂直方向。南美洲和印度构成了内海的海岸线。

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接下来的十年,美国和南非研究人员提出了一种名为阿美西亚(Amasia)的替代排列。他们从大西洋逐渐扩张推断,设想太平洋“关闭”,因为美洲向西漂移,与澳大利亚融合,然后围绕西伯利亚顺时针旋转;欧亚大陆和非洲保持其当前的经度位置,但向北移动,整个陆块围绕北极旋转。南极洲仍是一个独立的陆块。

在20世纪90年代末,英国地球物理学家罗伊·利弗莫尔(Roy Livermore)提出了一种他称之为新泛大陆(Novopangaea)的构型。在这个构型中,美洲形成其东部边缘,其西部海岸线像钳子一样向内收缩,将对接的南极洲和澳大利亚大陆抱在中心。非洲则向西北方向延伸。

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2016年提出的一项最新预测是奥里卡(Aurica),它建立在美国地球物理联合会关于洋流与超大陆周期相关性的研究基础上。奥里卡大致类似于新泛大陆,但它设想中国和印度从欧亚大陆的其余部分分离,导致前者从西方与澳大利亚碰撞,而后者则向东环绕地球,然后与新的超大陆对接。

一场进化的繁荣

无论下一个超大陆如何形成,这个循环都将带来灾难性的环境影响。每当两块板块相遇时,都会发生剧烈的事件。碰撞会形成山脉或火山;平行滑动的板块会产生地震不稳定的断层线。凯诺兰和罗迪尼亚的解体都引发了持续数百万年的冰期。

但罗迪尼亚大陆在5.5亿年前的解体也为陆地生命创造了必要的条件。大陆板块的碰撞抬高了海床,形成了更浅的海盆,使水生生物能够实现向陆地的进化飞跃。未来的循环迭代可能同样会引发一场进化的繁荣。

目前的板块构造活动似乎相对稳定,并可能在未来数千年保持这种状态。任何变化都至少在未来1亿年才会发生——届时我们都将不再关心。(正如利弗莫尔在2007年打趣说:“这一切的妙处在于,没有人能证明我是错的。”)但思考我们留给后代的世界形态,令人着迷——那些生物与人类在时间上相隔遥远,就像我们与恐龙相隔遥远一样。

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