Pangea - Pangaea
Pangea eller Pangea ( / p æ n dʒ jeg ə / ) var en super som eksisterte under sen Paleozoic og tidlig mesozoisk epoker. Den samlet seg fra tidligere kontinentale enheter for omtrent 335 millioner år siden, og begynte å bryte fra hverandre for omtrent 175 millioner år siden. I motsetning til den nåværende jorden og fordelingen av den kontinentale massen, var Pangea sentrert på ekvator og omgitt av superocean Panthalassa . Pangea er det siste superkontinentet som har eksistert og det første som ble rekonstruert av geologer .
Konseptets opprinnelse
Navnet "Pangea/Pangea" er avledet fra eldgammel gresk pan ( πᾶν , "alt, hele, hele") og Gaia ( Γαῖα , " Moder Jord , land"). Konseptet om at kontinentene en gang dannet en sammenhengende landmasse, ble antatt av, med bekreftende bevis, Alfred Wegener , opphavsmannen til den vitenskapelige teorien om kontinentaldrift , i sin publikasjon The Origin of Continents fra 1912 ( Die Entstehung der Kontinente ). Han utvidet på sin hypotese i sin 1915 boken The Origin of Continents og Oceans ( Die Entstehung der Kontinente und Ozeane ), der han hevdet at før bryte opp og driver til sine nåværende steder, hadde alle kontinentene dannet en enkelt super at han kalt " Urkontinentet ".
Navnet "Pangea" forekommer i 1920 -utgaven av Die Entstehung der Kontinente und Ozeane , men bare én gang, når Wegener omtaler det gamle superkontinentet som "Pangea of the Carboniferous". Wegener brukte den germaniserte formen "Pangäa", men navnet kom inn i tysk og engelsk vitenskapelig litteratur (i henholdsvis 1922 og 1926) i den latiniserte formen "Pangea" (av den greske "Pangaia"), spesielt på grunn av et symposium av den amerikanske Foreningen for petroleumsgeologer i november 1926.
Wegener foreslo opprinnelig at oppbruddet av Pangea skyldtes sentripetalkrefter fra jordens rotasjon som virket på de høye kontinentene. Imidlertid ble denne mekanismen lett vist å være fysisk usannsynlig, noe som forsinket aksept av Pangea -hypotesen. Arthur Holmes foreslo den mer sannsynlige mekanismen for konveksjon av mantel , som sammen med bevis fra kartlegging av havbunnen etter andre verdenskrig førte til utvikling og aksept av teorien om platetektonikk . Denne teorien gir den nå allment aksepterte forklaringen på eksistensen og oppbruddet av Pangea.
Bevis på eksistens
Geografien til kontinentene som grenser til Atlanterhavet var det første beviset som antydet eksistensen av Pangea. Den tilsynelatende nære passformen mellom kystlinjene i Nord- og Sør -Amerika med Europa og Afrika ble bemerket nesten så snart disse kystene ble kartlagt. Den første som antydet at disse kontinentene en gang ble sluttet sammen og senere ble skilt, kan ha vært Abraham Ortelius i 1596. Omhyggelige rekonstruksjoner viste at misforholdet ved 500 favns (3000 fot; 910 meter) kontur var mindre enn 130 km (81 mi), og det ble hevdet at dette var altfor godt til å tilskrives tilfeldigheter.
Ytterligere bevis for Pangea finnes i geologien til tilstøtende kontinenter, inkludert matchende geologiske trender mellom østkysten av Sør -Amerika og den vestlige kysten av Afrika . Den polisen av karbon periode dekket den sørlige enden av Pangea. Isforekomster, spesielt til , av samme alder og struktur finnes på mange separate kontinenter som ville ha vært sammen på kontinentet Pangea.
Fossile bevis for Pangea inkluderer tilstedeværelse av lignende og identiske arter på kontinenter som nå er store avstander fra hverandre. For eksempel, fossiler av therapsider Lystrosaurus har blitt funnet i Sør-Afrika , India og Antarktis , sammen med medlemmer av Glossopteris flora, hvis fordelingen ville ha varierte fra polarsirkelen til ekvator hvis kontinentene hadde vært i sin nåværende stilling; på samme måte har ferskvannsreptilen Mesosaurus blitt funnet i bare lokaliserte områder ved kysten av Brasil og Vest -Afrika .
Paleomagnetisk studie av tilsynelatende polare vandrestier støtter også teorien om et superkontinent. Geologer kan bestemme bevegelsen av kontinentale plater ved å undersøke orienteringen av magnetiske mineraler i bergarter; når bergarter dannes, tar de på seg de magnetiske egenskapene til jorden og angir i hvilken retning polene ligger i forhold til berget. Siden de magnetiske polene driver rundt rotasjonspolen med en periode på bare noen få tusen år, måles gjennomsnitt fra mange lavas som strekker seg over flere tusen år for å gi en tilsynelatende gjennomsnittlig polærposisjon. Prøver av sedimentær stein og påtrengende vulkansk bergart har magnetiske orienteringer som vanligvis er et gjennomsnitt av den "sekulære variasjonen" i orienteringen av magnetisk nord fordi deres restmagnetiseringer ikke erverves øyeblikkelig. Magnetiske forskjeller mellom prøvegrupper hvis alder varierer med millioner av år, skyldes en kombinasjon av ekte polarvandring og drift av kontinenter. Den sanne polare vandringskomponenten er identisk for alle prøver, og kan fjernes, og etterlater geologer den delen av denne bevegelsen som viser kontinentaldrift og kan brukes til å hjelpe til med å rekonstruere tidligere kontinentale posisjoner.
Kontinuiteten til fjellkjeder gir ytterligere bevis for Pangea. Et eksempel på dette er kjeden Appalachian Mountains , som strekker seg fra det sørøstlige USA til Caledonides i Irland, Storbritannia, Grønland og Skandinavia .
Formasjon
Pangea er bare det siste superkontinentet som er identifisert i den geologiske rekorden. Dannelsen av superkontinenter og bruddet ser ut til å ha vært syklisk gjennom Jordens historie. Det kan ha vært flere andre før Pangea.
Paleomagnetiske målinger hjelper geologer med å bestemme bredden og orienteringen til gamle kontinentale blokker, og nyere teknikker kan bidra til å bestemme lengdegrader. Paleontologi hjelper til med å bestemme eldgamle klima, bekrefter breddegradsestimater fra paleomagnetiske målinger, og fordelingen av gamle livsformer gir ledetråder om hvilke kontinentale blokker som var nær hverandre på bestemte geologiske øyeblikk. Rekonstruksjoner av kontinenter før oppbruddet av Pangea, inkludert de i denne delen, forblir imidlertid delvis spekulative, og forskjellige rekonstruksjoner vil variere i noen detaljer.
Tidligere superkontinenter
Det fjerde siste superkontinentet, kalt Columbia eller Nuna, ser ut til å ha samlet seg i perioden for 2,0–1,8 milliarder år siden (Ga) . Columbia / Nuna brøt opp, og den neste super, Rodinia , dannet fra den ansamling og montering av dets fragmenter. Rodinia varte fra omtrent 1,3 Ga til for rundt 750 millioner år siden, men den eksakte konfigurasjonen og den geodynamiske historien er ikke så godt forstått som de senere superkontinentene, Pannotia og Pangea.
I følge en rekonstruksjon, da Rodinia brøt opp, delte den seg i tre deler: superkontinentet Proto-Laurasia , superkontinentet Proto-Gondwana og det mindre Kongo-kraton . Proto-Laurasia og Proto-Gondwana ble skilt av Proto-Tethys Ocean . Neste delte Proto-Laurasia seg fra hverandre for å danne kontinentene Laurentia , Sibir og Baltica . Baltica flyttet øst for Laurentia, og Sibir flyttet nordøst for Laurentia. Splittelsen skapte også to nye hav, Iapetushavet og Det paleoasiske hav. De fleste av massene ovenfor samlet seg igjen for å danne det relativt kortvarige superkontinentet Pannotia . Dette superkontinentet inkluderte store mengder land i nærheten av polene og, nær ekvator, bare en relativt liten stripe som forbinder polarmassene. Pannotia varte til 540 Ma , nær begynnelsen av den kambriumske perioden og brøt deretter opp, og ga opphav til kontinentene Laurentia , Baltica og det sørlige superkontinentet Gondwana .
Dannelse av Euramerica (Laurussia)
I den kambriumske perioden satt kontinentet Laurentia , som senere skulle bli Nord -Amerika , på ekvator med tre grenser til hav: Panthalassic Ocean i nord og vest, Iapetushavet i sør og Khantyhavet i øst . I den tidligste ordovisiske , rundt 480 Ma, mikrokontinentet i Avalonia - en landmasse som inneholder fragmenter av det som skulle bli østlige Newfoundland , de sørlige britiske øyer og deler av Belgia , Nord -Frankrike , Nova Scotia , New England , Sør -Iberia og Nordvest -Afrika - brøt fri fra Gondwana og begynte reisen til Laurentia . Baltica, Laurentia og Avalonia kom alle sammen på slutten av Ordovicium for å danne en landmasse som heter Euramerica eller Laurussia, og lukket Iapetushavet. Kollisjonen resulterte også i dannelsen av de nordlige appalacherne . Sibir satt i nærheten av Euramerica, med Khantyhavet mellom de to kontinentene. Mens alt dette skjedde, drev Gondwana sakte mot sørpolen. Dette var det første trinnet i dannelsen av Pangea.
Kollisjon av Gondwana med Euramerica
Det andre trinnet i dannelsen av Pangea var kollisjonen mellom Gondwana og Euramerica. I midten av silurianeren , 430 Ma, hadde Baltica allerede kollidert med Laurentia og dannet Euramerica, en hendelse kalt den kaledonske orogenien . Avalonia hadde ennå ikke kollidert med Laurentia , men da Avalonia sank mot Laurentia, krysset sjøveien mellom dem, en rest av Iapetushavet , sakte. I mellomtiden brøt Sør -Europa fra Gondwana og begynte å bevege seg mot Euramerica over Rheic Ocean . Den kolliderte med det sørlige Baltica i Devon .
Ved den sene silurianere skilte Annamia og Sør-Kina seg fra Gondwana og begynte å dra nordover, krympet Proto-Tethys-havet i deres vei og åpnet det nye Paleo-Tethys-havet mot sør. I Devon -perioden dro Gondwana selv mot Euramerica, noe som fikk Rheic Ocean til å krympe. I det tidlige karbonområdet hadde nordvest -Afrika rørt den sørøstlige kysten av Euramerica og opprettet den sørlige delen av Appalachian -fjellene , Meseta -fjellene og Mauritanide -fjellene , en hendelse kalt Variscan orogeny . Sør -Amerika beveget seg nordover til det sørlige Euramerica, mens den østlige delen av Gondwana ( India , Antarktis og Australia ) gikk mot sørpolen fra ekvator . Nord- og Sør -Kina befant seg på uavhengige kontinenter. Den Kazakhstania microcontinent hadde kollidert med Sibir . (Sibir hadde vært et eget kontinent i millioner av år siden deformasjonen av superkontinentet Pannotia i midten av karbon.)
Variscan -orogenien hevet de sentrale Pangean -fjellene , som var sammenlignbare med de moderne Himalaya i skala. Med Pangea som nå strekker seg fra Sørpolen over ekvator og langt inn på den nordlige halvkule, ble det etablert et intens monsunklima , bortsett fra en evig våt sone umiddelbart rundt de sentrale fjellene.
Dannelse av Laurasia
Vest- Kasakhstan kolliderte med Baltica i slutten av karbonet og lukket Uralhavet mellom dem og de vestlige Proto-Tethys i dem ( urral orogeny ), noe som forårsaket dannelsen av ikke bare Uralfjellene, men også superkontinentet Laurasia. Dette var det siste trinnet i dannelsen av Pangea. I mellomtiden hadde Sør -Amerika kollidert med det sørlige Laurentia , stengt Rheic Ocean og fullført Variscian orogeny med formasjonen den sørligste delen av Appalachians og Ouachita -fjellene . På dette tidspunktet var Gondwana plassert nær Sydpolen, og isbreer dannes i Antarktis, India, Australia, Sør -Afrika og Sør -Amerika. Den Nord-Kina blokk kolliderte med Sibir av jura , helt lukke Proto-Tethyshavet.
Ved den tidlige perm , delte den kimmeriske platen seg fra Gondwana og satte kursen mot Laurasia, og lukket dermed Paleo-Tethys hav , men dannet et nytt hav, Tethys hav , i den sørlige enden. De fleste landmassene var alle i ett. I triasperioden roterte Pangea litt, og den kimmeriske tallerkenen beveget seg fremdeles over den krympende Paleo-Tethys til midten av jura . Ved slutten av Trias hadde Paleo-Tethys stengt fra vest til øst, og skapte den kimmeriske orogenien . Pangea, som så ut som en C , med det nye Tethyshavet inne i C , hadde rift av Middle Jurassic, og dens deformasjon forklares nedenfor.
Paleogeografi av jorden i slutten av Kambrium, rundt 490 Ma
Paleogeografi av jorden i midten av Silurian, rundt 430 Ma. Avalonia og Baltica har smeltet sammen med Laurentia for å danne Laurussia.
Paleogeografi av jorden i slutten av karbonet, rundt 310 Ma. Laurussia har smeltet med Gondwana for å danne Pangea.
Paleogeografi av jorden ved Perm-Trias-grensen, rundt 250 Mya. Sibir har smeltet sammen med Pangea for å fullføre monteringen av superkontinentet.
Liv
Pangea eksisterte som et superkontinent i 160 millioner år, fra forsamlingen for rundt 335 millioner år siden ( Early Carboniferous ) til oppbruddet for 175 millioner år siden ( Middle Jurassic ). I løpet av dette intervallet skjedde viktige utviklinger i livets evolusjon. Havene til Early Carboniferous ble dominert av rugose koraller , brachiopoder , bryozoer , haier og den første benete fisken . Livet på land ble dominert av lycopsid -skoger bebodd av insekter og andre leddyr og de første tetrapodene . Da Pangea brøt opp, i mellomjura, svermet havet med bløtdyr (spesielt ammonitter ), ichthyosaurer , haier og stråler, og de første stråfinnede benfiskene, mens livet på land ble dominert av skoger av syklader og bartrær i hvilke dinosaurer blomstret og der de første sanne pattedyrene hadde dukket opp.
Livets evolusjon i dette tidsintervallet gjenspeiler forholdene som ble skapt ved montering av Pangea. Samlingen av det meste av den kontinentale skorpen til en landmasse reduserte omfanget av sjøkyster. Økt erosjon fra hevet kontinentalkorps økte betydningen av flomslett- og delta -miljøer i forhold til grunne marine miljøer. Kontinental samling og løft betydde også et stadig tørrere klima over store deler av jordoverflaten. Dette favoriserte utviklingen av fostervann og frøplanter , hvis egg og frø var bedre tilpasset tørt klima. Trenden med tidlig tørking var mest uttalt i vestlige Pangea, som ble et episenter for utvikling og geografisk spredning av fostervann.
Kull sumper er vanligvis en funksjon av stadig våte områder nær ekvator. Forsamlingen i Pangea forstyrret den intertropiske konvergenssonen og skapte et ekstremt monsunklima som reduserte avsetningen av kull til det laveste nivået de siste 300 millioner årene. Under Perm var kulldeponering stort sett begrenset til mikrokontinentene i Nord- og Sør -Kina, som var blant de få områdene på den kontinentale skorpen som ikke hadde sluttet seg til Pangea. De ekstreme klimaforholdene i det indre av Pangea gjenspeiles i beinvekstmønstre hos pareiasaurer og i vekstmønstre i gymnospermskoger .
Mangelen på oseaniske barrierer antas å ha favorisert kosmopolitisme , der arter viser en bred geografisk spredning. Kosmopolitisme ble også drevet av masseutryddelser , inkludert utryddelseshendelsen Perm - Trias , den mest alvorlige i fossilrekorden, og også utryddelsen hendelsen Trias - Jurassic . Disse hendelsene resulterte i katastrofefauna som viste lite mangfold og høy kosmopolitisme. Disse inkluderer Lystrosaurus , som opportunistisk spredte seg til hvert hjørne av Pangea etter den perm-triasiske utryddelsen. På den annen side er det bevis på at mange pangaean -arter var provinsielle , med et begrenset geografisk område, til tross for mangelen på geografiske barrierer. Dette kan skyldes de sterke variasjonene i klimaet etter breddegrad og sesong produsert av det ekstreme monsunklimaet. For eksempel ble kaldt tilpassede pteridospermer (tidlige frøplanter) av Gondwana blokkert fra å spre seg gjennom Pangea av det oppvarmende klimaet, og nordlige pteridospermer endte med å dominere Gondwana i trias .
Masseutryddelse
Tangonikken og geografien til Pangea kan ha forverret den perm-triasiske utryddelsen eller andre utryddelser. For eksempel kan det reduserte arealet av kontinentalsokkelmiljøer ha etterlatt marine arter sårbare for utryddelse. Imidlertid er det ikke funnet bevis for en artsområdeeffekt i nyere og bedre karakteriserte deler av den geologiske registreringen. En annen mulighet er at redusert spredning av havbunnen forbundet med dannelsen av Pangea, og den resulterende avkjøling og innsynking av havskorpen, kan ha redusert antall øyer som kunne ha tjent som refugia for marine arter. Artsmangfoldet kan allerede ha blitt redusert før masseutryddelse på grunn av blanding av arter mulig da tidligere separate kontinenter ble slått sammen. Imidlertid er det sterke bevis på at klimabarrierer fortsatte å skille økologiske samfunn i forskjellige deler av Pangea. Utbruddene av Emeishan Traps kan ha eliminert Sør -Kina, et av få kontinentale områder som ikke ble slått sammen med Pangea, som et refugium.
Rifting og brudd
Det var tre store faser i oppbruddet av Pangea.
Åpning av Atlanterhavet
Den første fasen begynte i Early - Middle Jurassic (omtrent 175 Ma), da Pangea begynte å rive fra Tethyshavet i øst til Stillehavet i vest. Riftingen som fant sted mellom Nord -Amerika og Afrika ga flere mislykkede rifter . Ett rift resulterte i et nytt hav, Nord -Atlanterhavet .
Atlanterhavet åpnet seg ikke jevnt; rifting begynte i det nord-sentrale Atlanterhavet. The South Atlantic åpnet ikke før kritt når Laurasia begynte å rotere med klokken og flyttet nordover med Nord-Amerika i nord, og Eurasia i sør. Laurasias bevegelse med klokken førte mye senere til stengingen av Tethyshavet og utvidelsen av "Sinus Borealis", som senere ble Polhavet . I mellomtiden, på den andre siden av Afrika og langs de tilstøtende kantene i Øst -Afrika, Antarktis og Madagaskar , dannet det seg nye sprekker som ville føre til dannelsen av det sørvestlige Indiahavet som ville åpne seg i kritt.
Brudd på Gondwana
Den andre store fasen ved oppbruddet av Pangea begynte i det tidlige kritt (150–140 Ma), da landmassen i Gondwana skilte seg inn i flere kontinenter (Afrika, Sør-Amerika, India, Antarktis og Australia). Subduksjonen ved Tethyan Trench fikk sannsynligvis Afrika, India og Australia til å bevege seg nordover, noe som forårsaket åpningen av et "Sør -Indisk hav". I det tidlige kritt, Atlantica , dagens Sør -Amerika og Afrika, ble endelig skilt fra østlige Gondwana (Antarktis, India og Australia). Så i midten av kritt, fragmenterte Gondwana seg for å åpne Sør -Atlanterhavet da Sør -Amerika begynte å bevege seg vestover fra Afrika. Sør -Atlanteren utviklet seg ikke jevnt; snarere sprakk den fra sør til nord.
På samme tid begynte Madagaskar og India å skille seg fra Antarktis og beveget seg nordover og åpnet Det indiske hav. Madagaskar og India skilte seg fra hverandre 100–90 Ma i slutten av kritt. India fortsatte å bevege seg nordover mot Eurasia på 15 centimeter (6 in) i året (en platetektonisk plate), og lukket det østlige Tethyshavet, mens Madagaskar stoppet og ble låst til den afrikanske tallerkenen . New Zealand , Ny -Caledonia og resten av Zealandia begynte å skille seg fra Australia, beveget seg østover mot Stillehavet og åpnet Korallhavet og Tasmanhavet .
Åpning av Norskehavet og oppbrudd av Australia og Antarktis
Den tredje store og siste fasen av oppbruddet av Pangea skjedde i det tidlige senozoikum ( paleocen til oligocen ). Laurasia delte seg da Nord -Amerika/Grønland (også kalt Laurentia ) brøt seg løs fra Eurasia, og åpnet Norskehavet omtrent 60–55 Ma. Atlanterhavet og Det indiske hav fortsatte å ekspandere og lukket Tethyshavet.
I mellomtiden skilte Australia seg fra Antarktis og flyttet raskt nordover, akkurat som India hadde gjort mer enn 40 millioner år før. Australia er for tiden på kollisjonskurs med Øst -Asia . Både Australia og India beveger seg for tiden nordøst med 5–6 centimeter (2–3 tommer) i året. Antarktis har vært nær eller på Sydpolen siden dannelsen av Pangea om lag 280 Ma. India begynte å kollidere med Asia som begynte på omtrent 35 Ma, og dannet orogenien i Himalaya , og lukket også endelig Tethys Seaway ; denne kollisjonen fortsetter i dag. Den afrikanske platen begynte å endre retning, fra vest til nordvest mot Europa , og Sør -Amerika begynte å bevege seg i nordlig retning, skille den fra Antarktis og tillate fullstendig oseanisk sirkulasjon rundt Antarktis for første gang. Denne bevegelsen, sammen med avtagende atmosfæriske karbondioksidkonsentrasjoner , forårsaket en rask avkjøling av Antarktis og lot isbreer danne seg. Denne istiden samlet seg til slutt i de kilometer tykke isdekkene vi ser i dag. Andre store hendelser fant sted under Cenozoic , inkludert åpningen av California -bukten, heving av Alpene og åpningen av Japans hav . Oppbruddet av Pangea fortsetter i dag i Rødehavet og Øst-Afrika .
Klimaendringer etter Pangea
Oppbruddet av Pangea ble ledsaget av utslipp av store mengder karbondioksid fra kontinentale sprekker. Dette ga en mesozoisk CO2 -høy som bidro til det veldig varme klimaet i tidlig kritt . Åpningen av Tethyshavet bidro også til oppvarmingen av klimaet. De veldig aktive midthavsryggene knyttet til oppbruddet av Pangea økte havnivået til det høyeste i den geologiske rekorden, og oversvømmet store deler av kontinentene.
Utvidelsen av de tempererte klimasonene som fulgte med oppbruddet av Pangea kan ha bidratt til diversifisering av angiospermene .
Se også
- Jordens historie
- Potensielle fremtidige superkontinenter: Pangea Ultima , Novopangaea og Amasia
- Superkontinent syklus
- Wilson syklus