2.5亿年前的盘古大陆为何会分裂?北大西洋的怪相如何解释?
大约2.5亿年前,我们的地球还只有一块大陆——盘古大陆。后来,仿佛冥冥中有一只手一样,它神秘地分裂开来,形成了今天的世界……
20世纪初,当德国地质学家阿尔弗雷德·魏格纳查看世界地图的时候,突然发现非洲大陆和南美洲大陆的边缘几乎可以完美地吻合。
他敏锐地意识到:这很可能并不仅仅是一个巧合。在反复思考之后,他在1912年终于向世人宣布:地球的大陆不是永久固定的,而是处于漂移之中的,这两块大陆的形状就是证明。就像后来人们通过宇宙的膨胀反推出宇宙从奇点通过大爆炸形成一样,他指出地球的几块大陆也有同一个来源——盘古大陆(Pangaea)。
大约在2.5亿年前,地球上还只有一块盘古大陆。但是,它最终还是碎裂开,变成了今天的不同陆地。从魏格纳提出大陆漂移说后,地质学家们就一直在思考今天这些“碎片大陆”是如何拼接成盘古大陆的。同时,他们也非常好奇,盘古大陆又是因为什么原因、通过什么样的过程分裂、以及为何分裂成今天这个模样的。
关于大陆漂移的成因,目前地质学家们有两种看法。一种看法认为:由于地球的各大板块在其他力量的作用下在不断移动,而大陆正是被这些板块拖动着前行的;也有人指出:我们的大陆之所以处于不断移动的过程中,是因为地球深处的热物质向上移动所导致的。当然,这两者也并不互相矛盾,也就是说,也有可能是两者共同在推动着大陆移动。
不论是哪一种可能,我们都可以确定:这是一个非常漫长的过程。实际上,这些板块的移动速度非常缓慢,每年可能只有几毫米的变化。诚然,这样的移动让我们完全感受不到,但经过漫长岁月的积累,就显得非常可观了。尤其经历几千万年的时间,足够让整个地球面目全非。
(图片说明:利用古地理重建模式还原“碎片大陆”以前的模样,Ma为地质学的时间单位,意为“百万年以前”)
作为加拿大顶尖院校麦克马斯特大学结构地质学助理教授的亚历山大·刘易斯·皮斯,长期以来一直致力于大陆的断裂方式和原因的研究。在他的心中,盘古大陆的演化一直是最迷人的课题之一。他告诉我们,尽管相距5000公里之遥,但加拿大的新斯科舍省确实曾经是和非洲北部的摩洛哥相毗邻。虽然这一点听起来有一些匪夷所思,但两个地区海床的构造足够证明这一点。通过这些证据,我们可以清晰地看到二者移动的痕迹,从而追踪更久远的历史。
而根据地质学家的考证,北大西洋地区正是盘古大陆最后分裂的主舞台之一(另外还有印度板块和亚欧板块碰撞挤出的青藏高原),涉及的地区包括今天的西欧、格陵兰岛、加拿大东部地区。有趣的是,这个区域恰恰又引出了许多蛛丝马迹,用于解释其他地区的一些地质学问题。与此同时,它本身所蕴含的许多悬而未决的难题,仍然令科学家十分困惑。
(图片说明:北半球俯视图,白色为格陵兰岛,格陵兰岛左侧为加拿大,右侧为西欧)
根据地质学家的分析,在北大西洋刚刚分裂的时候,分裂地区首先出现的格陵兰岛的西侧。可是,这部分陆地分裂后不久就停止了,继而格林兰岛东侧的陆地开始分裂。这样的分裂模式非常诡异,为何它们不一起分裂呢?西侧的陆地为何分裂到一半就停止了呢?
为了解决这个问题和相关的问题,亚历山大·刘易斯·皮斯和两位同事联合了30名研究人员组成了“北大西洋工作组”团队,其中包含了地球物理学家、地球化学家等各个领域的顶尖学者,试图对这个问题进行解释。
经过一系列的分析、研究和讨论之后,该工作组得到结论:造成北大西洋如此断裂的原因,很可能在于一个叫做“构造继承性(tectonic inheritance)”的现象。
我们现在知道,盘古大陆未必是地球历史上唯一一块超级大陆。我们的陆地经历过不止一次的聚合和分裂,这个过程被称作超级大陆循环(supercontinent cycle)。在每一次循环的过程中,都会有“疤痕”被刻在大陆上,虽然我们未必看得见。当大陆进入到下一次循环过程中的时候,它们很有可能还会沿着这些疤痕裂开,这就有点类似于你用胶带将断裂的物品粘起来,但这个断裂处很有可能再次破坏一样。这样的现象,就叫做构造继承性。
构造继承性的理论被提出的时间并不长,但是地质学家们已经深刻意识到它对我们大陆形成的巨大影响。而北大西洋离奇的断裂现象,很可能就是一个有力的证据。
根据皮斯等人的分析,当形成北大西洋的撕裂开始时,格陵兰岛西侧的陆地开始漂移。但是,它漂移到一半就遇上了古老的山体带。这些山体带非常的牢固,于是大陆只好放弃漂移,老老实实停留在那里。
而另一方面,格陵兰岛东侧区域的阻力就要小得多。于是,那些在西侧没用上的力气全都被用在了东侧,将格陵兰岛和加拿大地区的陆地像拉链一样拉开,最终形成了今天的北大西洋。
同时,以往的超级大陆循环过程,也对北大西洋的斑块移动起到了巨大的影响作用。这些因素综合在一起,就形成了今天的大西洋。
实际上,我们今天对于北大西洋地质的了解,很大一部分来自于那里的商业过程。加拿大北部海域有很多的石油、天然气、钻石开采公司,他们的商业过程给科学家们提供了大量有用的信息。但是,这另一方面也暗示着:我们对这片区域的科研是有多么匮乏。
在加拿大北部海域,还有很多地质学的秘密没有被我们探索到,这些秘密或许也是破解地球斑块运动和大陆变化谜题的关键。人类必须要搞清楚自己到底是生活在一个怎样的星球上,才能防止自己被它的灾难所伤害,这也是人类通往一级文明的必经之路。