Пангея е масивен суперконтинент, който се е образувал преди 320 милиона и 195 милиона години. По това време, Земята нямаше седем континента, а вместо това един гигантски, който беше заобиколен от един единствен океан, наречен Панталаса.
Обяснението за образуването на Пангея постави началото на съвременната теория за тектоника на плочитекоето предполага, че външната обвивка на Земята е разбита на няколко плочи, които се плъзгат върху скалистата обвивка на Земята, мантията.
В хода на 4,5 милиарда години история на планетата няколко суперконтинента са се образували и разпадали в резултат на разбъркване и циркулация в мантията на Земята, която съставлява 84% от обема на планетата, според Геоложката служба на САЩ. Това разпадане и образуването на суперконтиненти драстично промени историята на планетата.
„Това е, което движи всичко еволюция на планетата през времето. Това е основният удар на планетата“, каза Брендън Мърфи, професор по геология в университета „Свети Франциск Ксавие“ в Антигониш, Нова Скотия.
Пангея е най-новият съществувал суперконтинент, като Родиния и Колумбия (известен също като Нуна) идват преди него. Огромна земна маса, наречена Гондвана, също е съществувала преди да стане част от Пангея, но дали може да се класифицира като суперконтинент или не, се обсъжда.
Брендън Мърфи е професор по геология в университета Св. Франциск Ксавие в Нова Скотия, Канада. Някои от неговите изследвания се фокусират върху това как се формират планините и връзката между движението на тектоничните плочи и вулканичните процеси, които са свързани с поведението, образуването и движението на магма и лава.
Историята на Пангея
Преди повече от век ученият Алфред Вегенер предложи идеята за древен суперконтинент, който нарече Пангея (понякога се изписва Пангея), след като събра няколко линии доказателства.
Първият и най-очевиден беше, че „континентите пасват един към друг като език и жлеб“, нещо, което беше доста забележимо на всяка точна карта, каза Мърфи. Друг издайнически намек, че всички континенти на Земята са една земна маса, идва от геоложките записи. Залежите от въглища, открити в Пенсилвания, имат подобен състав на тези, обхващащи Полша, Великобритания и Германия от същия период от време. Това показва, че Северна Америка и Европа някога трябва да са били една суша. А ориентацията на магнитните минерали в геоложките седименти разкрива как магнитните полюси на Земята са мигрирали през геоложкото време, каза Мърфи.
Във вкаменелостите идентични растения, като например изчезналата семенна папрат Glossopteris, се намират на вече много различни континенти. А планинските вериги, които сега лежат на различни континенти, като Апалачите в Съединените щати и Атласките планини, обхващащи Мароко, Алжир и Тунис, са били част от планината Централна Пангея, образувана от сблъсъка на суперконтинентите Гондвана и Лаурусия.
Думата „Пангея“ идва от гръцкото „пан“, което означава „всичко“ и „гая“ или „Земя“, според онлайн етимологичния речник. Суперконтинентът се формира чрез постепенен процес, обхващащ няколкостотин милиона години.
В ранния фанерозойски еон (преди 541 милиона години досега) почти всички континенти са били в южното полукълбо, като Гондвана, най-големият континент, се простира от Южния полюс до екватора, според глава в научната книга „Древните суперконтиненти и палеогеографията на Земята“ (Elsevier, 2021 г.). Северното полукълбо беше до голяма степен покрито от Панталасическия океан. Друг океан — наречен Япет, на името на митичен гръцки титан — между палео-континентите Лаврентия, Балтика и Гондвана, започна да се затваря по време на Ордовикския период (485 г. милиона до 444 милиона години преди) и след това изчезна по време на Силурийски период (преди 444 милиона до 419 милиона години), когато Балтика и Авалония се сблъскаха с Лаврентия, за да образуват Лаврусия, според главата, „Фанерозойска палеогеография и Пангея.“
И накрая, преди около 320 милиона години е имало голям сблъсък, от геологична гледна точка, „когато Гондвана, Лаурусия и междинните терени се сблъскаха, за да образуват суперконтинента Пангея“, според главата, написана от учените по Земята Тронд Торсвик, Матю Домейер и Робин петли.
Пангея обаче не беше мегалитът, за какъвто повечето хора си мислят, че е. „Пангея никога не е включвала всички континенти в даден момент“, според главата. Например, „океанът Палеотетида на изток от Пангея остава широк през целия карбон [359 million to 299 million years ago] и представляваше нещо като бариера между суперконтинента и редица големи, независими азиатски терени, включително Тарим, Северен Китай, Южен Китай и Анамия.
По-късно, по време на пермски период (преди 299 милиона до 251 милиона години), „много бивши териони от Пери-Гондвана се отклониха от североизточната граница на Гондвана, започвайки отварянето на океана Неотетида“, според главата.
Кога Пангея се разпадна?
Пангея се разпада на няколко фази между 195 милиона и 170 милиона години. Разпадането започва преди около 195 милиона години в началото юрски период, когато Централният Атлантически океан се отвори, според главата. Суперконтинентът се счупи до голяма степен по предишни шевове.
Гондвана (това, което сега е Африка, Южна Америка, Антарктика, Индия и Австралия) първо се отдели от Лавразия (Евразия и Северна Америка). Тогава преди около 150 милиона години Гондвана се разпада. Индия се отлепи от Антарктика, а Африка и Южна Америка се разделиха, според статия от 1970 г. Вестник за геофизични изследвания. Преди около 60 милиона години Северна Америка се отдели от Евразия.
Климат на Пангея
Да имаш една масивна земна маса, създадена за много различни климатични цикли. Например, вътрешността на континента може да е била напълно суха, тъй като е била заключена зад масивни планински вериги, които са блокирали цялата влага или валежи, каза Мърфи.
Но находищата на въглища, открити в Съединените щати и Европа, разкриват, че части от древния суперконтинент близо до екватора трябва да са били буйни тропически гори, подобни на амазонската джунгла, каза Мърфи. (Въглищата се образуват, когато мъртвите растения и животни потъват в блатиста вода, където налягането и водата превръщат материала в торф, а след това във въглища.)
„Залежите от въглища по същество ни казват, че на сушата е имало изобилен живот“, каза Мърфи пред Live Science.
Климатичните модели потвърждават, че континенталната вътрешност на Пангея е била изключително сезонна, според статия от 2016 г. в списанието Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоекология. Изследователите в това проучване са използвали биологични и физически данни от формацията Moradi, регион от слоести палеозоли (фосилни почви) в северен Нигер, за да реконструират екосистемата и климата през периода, когато е съществувала Пангея. Сравним със съвременната африканска пустиня Намиб и басейна на езерото Ейр в Австралия, климатът като цяло беше сух с кратки, повтарящи се влажни периоди, които понякога включваха катастрофални внезапни наводнения.
Климатът също повлия къде живеят животните. През късния триас влечугоподобни животни от семейство Procolophonidae са живели в един регион, докато роднини на бозайници, известни като цинодонти, са живели в друг, проучване от 2011 г. в списанието Сборник на Националната академия на науките намерени. Цинодонтите обитавали една тропическа зона на Пангея, където дъждове, подобни на мусони, падали два пъти годишно. На север проколофонидите живеели в райони с умерен климат, където валял само веднъж годишно. Вероятно цинодонтите са се нуждаели от богата на вода зона, която ограничава движенията им в Пангея, казаха изследователите.
„Интересно е, че нещо толкова основно като начина, по който тялото се справя с отпадъците, може да ограничи движението на цяла група“, Уайтсайд се казва в изявление. В по-сухите райони „влечугите имаха конкурентно предимство пред бозайниците“, което вероятно е причината да останат там, каза Уайтсайд.
Пангея животни
Пангея съществува повече от 100 милиона години и през това време много животински групи процъфтяват. През пермския период насекоми като бръмбари и водни кончета процъфтяват, както и предшествениците на бозайниците: синапсидите. Но съществуването на Пангея се припокри с най-лошото масово измиране в историята, Перм-Триас (P-TR) събитие на изчезване. Наричано още Голямото умиране, то се е случило преди около 252 милиона години и е причинило изчезването на 96% от всички морски видове и около 70% от сухоземните видове, според Геоложкото общество на Америка.
Ранното Триаски период видя възхода на архозаврите, група животни, които в крайна сметка дадоха началото на крокодили, птици и множество влечуги, включително птерозаври. И преди около 230 милиона години някои от най-ранните динозаври появили се на Пангея, включително тероподи, предимно месоядни динозаври, които предимно имаха пълни с въздух кости и пера, подобни на птичи.
Цикъл в историята
Сегашната конфигурация на континентите едва ли ще е последната. Суперконтинентите са се образували няколко пъти в историята на Земята, само за да бъдат разделени на нови континенти. В момента например Австралия се приближава към Азия, а източната част на Африка бавно се отделя от останалата част на континента.
Въз основа на появата на други суперконтиненти в докамбрийския супереон (преди 4,5 милиарда до 541 милиона години), изглежда, че суперконтинентите се появяват периодично на всеки 750 милиона години, според проучване от 2012 г. в списанието Изследване на Гондвана.
Повечето учени вярват, че цикълът на суперконтинента до голяма степен се задвижва от динамиката на циркулацията в мантията, според статия от 2010 г. Вестник по геодинамика.
Освен това детайлите стават размити. Докато топлината, образувана в мантията, вероятно идва от радиоактивния разпад на нестабилни елементи, като напр уранучените не са съгласни дали има мини-джобове на топлинен поток в мантията или дали цялата обвивка е един голям топлинен транспортен ремък, каза Мърфи.
Текущи изследвания на Пангея
Учените създадоха математически 3D симулации, за да разберат по-добре механизмите зад движението на континентите. В статия от 2018 г. в сп Граници на геонауката, Земни учени Масаки Йошида и М. Сантош обясниха как са създали симулации на широкомащабни континентални движения след разпадането на Пангея преди около 200 милиона години. Моделите показват как движението на тектоничните плочи и конвекционните сили на мантията работят заедно, за да се разпаднат и да преместят големи земни маси. Например, голямата маса на Пангея изолира мантията отдолу, причинявайки мантийни потоци, които предизвикаха първоначалното разпадане на суперконтинента. Радиоактивното разпадане на горната мантия също повиши температурата, причинявайки възходящи потоци в мантията, които се откъснаха от Индийския субконтинент и започнаха неговото движение на север.
Йошида и Сантос създадоха допълнителни геоложки модели, за да предскажат конвекцията на мантията и моделите на движение на континента 250 милиона години в бъдещето. Тези модели предполагат, че след милиони години Тихият океан ще се затвори, когато Австралия, Северна Америка, Африка и Евразия се съберат в Северното полукълбо. В крайна сметка тези континенти ще се слеят, образувайки суперконтинент, наречен „Амасия“. Двата останали континента, Антарктида и Южна Америка, се предвижда да останат относително неподвижни и отделени от новия суперконтинент.
Друг предложен суперконтинент, наречен Pangea Ultima, също беше предложен. Това би включвало затваряне на Атлантическия и Индийския океан и присъединяване на Америка към Европа и Африка, в крайна сметка свързвайки всички земни маси.
Ако Pangea Ultima — известна още като Pangea Proxima — се образува, Земята вероятно ще стане обитаема за бозайници, според изследване, публикувано през 2023 г. в списанието Nature Geoscience. Изследователите са моделирали климатичните условия на предложения суперконтинент и са открили, че ще бъде много по-горещ от Земята днес.
Голямата суша няма да има охлаждащ ефект от океана, докато застаряващото слънце ще бъде по-активно, което ще доведе до поглъщане на повече радиация от Земята. И накрая, вулканичната дейност, предизвикана от сливането на континентите, ще доведе до огромен скок на CO2. От това те изчисляват, че само 8% от Pangea Ultima ще бъдат обитаеми за бозайници.
„Въпреки че днес има някои много специализирани бозайници, които могат да обитават региони като Сахара, остава да се види дали тези бозайници ще станат преференциално избрани и потомците ще се преизлъчят в Pangea Ultima и ще доминират“, първият автор Александър Фарнсуърт, климатолог в Университетът на Бристол в Обединеното кралство каза за Live Science по това време. „Може би влечугите са по-добре адаптирани? Или нещо съвсем различно?“
Допълнителен доклад от Карол Стол, сътрудник на Live Science
Допълнителни ресурси
- Запишете се в безплатния онлайн курс Cousera „Нашата Земя: нейният климат, история и процеси“, предлагано от университета в Манчестър във Великобритания
- Геоложка служба на САЩ: Тази динамична Земя: Историята на Тектоника на плочите
- Вижте това интерактивна карта това показва къде биха могли да се намират съвременните държави на суперконтинента Пангея.
Библиография
Наука на живо. „Какво е тектоника на плочите?„26 май 2021 г.
Геоложки институт на САЩ. „Вътрешността на Земята.“ Последна промяна на 14 януари 2011 г.
Онлайн етимологичен речник. „Чудя се.“
Torsvik, TH, et al. „Глава 18 – Фанерозойска палеогеография и Пангея. 2021 г.
Робърт С. Диц, Джон С. Холдън. Вестник за геофизични изследвания. 1970 г.
Looy, CV и др. Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоекология. 2016 г.
Джун Лиу и Фернандо Абдула. „Ранна еволюционна история на Synapsida.“ 21 септември 2013 г.
Геоложко общество на Америка. „„Великото умиране.“ 19 май 2021 г.
Whiteside, JH, et al. Сборник на Националната академия на науките. 2011 г.
Браун университет. „На Пангея, суперконтинентът, географската ширина и дъждът определят къде живеят видовете.“ 12 май 2011 г.
Джоузеф Г. Меерт. Изследване на Гондвана. 2012 г.
М. Сантош. Вестник по геодинамика. 2010 г.
Масаки Йошида и М. Сантош. Граници на геонауката. 2018 г.