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地球大陆板块演变图籍

 zqbxi 2010-12-06
前寒武纪
前寒武纪晚期的超大陆与"冰室"世界


  形成于11亿年前的超大陆"罗迪尼亚(Rodinia)"在前寒武纪晚期开始分裂,此时的气候与今天非常类似,是一个"冰室"的世界。
  由于缺少具有硬壳的化石以及可信的古地磁资料,使得我们要重建前寒武纪时期的古地理图非常地困难,依据我们所能获得的资料,这张六亿五千万年前的古地理图是我们所能描绘出最古老的时期了。

  然而在前寒武纪晚期是一个特别有趣的年代,因为所有的大陆互相碰撞,形成了超大陆"罗迪尼亚",同时地球的气候是属于一个大冰期的年代。

  大约在11亿年前,超大陆"罗迪尼亚"聚合而成,虽然它的正确大小与组成我们并不清楚,但它显示北美洲当时位于罗迪尼亚的中心,北美东岸紧连着南美的西岸,而北美西岸则是连接着澳洲大陆与南极洲。

  罗迪尼亚大约在七亿五千万年前分裂成两半,打开了古大洋(Panthalassic Ocean)。北美洲往南向着冰雪覆盖的南极旋转。罗迪尼亚大陆的北半部基本上包括了:南极大陆(Antarctica)、澳洲(Australia)、印度(India)、阿拉伯(Arabia),以及成为今天中国的一部份大陆碎块(North China, South China),以逆时针的方向旋转,向北穿越严寒的北极。

  介于分成两半的罗迪尼亚大陆之间,是第三大陆 - 刚果地盾(Congo),它组成了中、北非洲的大部分。当罗迪尼亚大陆的两半互相碰撞在一起的时候,刚果地盾就正好被挤在中间,因此在前寒武纪即将结束之际,大约距今五亿五千万年前,这三个大陆再次因为碰撞而形成了一个新的超大陆潘诺西亚(Pannotia),与这次碰撞相关的造山运动事件则被称为泛非(Pan-African)褶皱造山活动。

  如同我们先前所提到,在前寒武纪晚期的地球气候是非常寒冷的。我们可以在所有邻近大陆上找到冰河的证据,但是为什么严寒的气候如此广泛地分布各地,至今仍困惑着地质学家们,曾经有很多假设被提出来,却一一都被否定。其中一个假设认为:地球曾经倾斜到北极一侧向着太阳,而南极一侧则背对着太阳,这样的情形导致地球有一半会受到太阳持续烧烤6个月,而另一半的地球则有6个月冷到结冰。虽然可能,但是并没有任何一种机制可以说明地球的自转轴可以倾斜到如此极端的状况。

  另一个不尽相同的假设认为地球曾经被由岩石或冰所组成的"环"所围绕,就像今天的土星和海王星一样,这个"环"造成了地球上的阴影,冷却了地球上的气候。然而并没有任何有关这个环的遗迹曾经被发现过。

  而目前最受认同的假设则是认为,当时整个地球的海洋都被冰冻,成为一个巨大的雪球,这个大雪球假说(Snowball Earth)同时可以解释表层岩石中,同位素异常的特征。

  现在我们知道在前寒武纪的晚期其实并没有不寻常的现象进行,这三个假说由于没有把当时古地理图分析仔细,而显得有些解释得太过头,对于前寒武纪"冰室世界"的神秘,我们今天已经能够加以解释,那是因为当时大陆的碰撞与超大陆的形成,许多大陆不是紧邻北极就是南极,导致全世界进入一个全球的"冰室"(与今天的温室世界相反),不过当时位于赤道附近的澳洲却出现冰的遗迹,则是个很有趣的例外。

地球大陆板块演变图籍

寒武纪
全球洪水泛滥的年代

  在寒武纪时,具有硬壳的动物第一次大量地出现,许多大陆都被浅海所泛滥,超大陆刚瓦那(Gondwana)则正在南极附近形成。
形成于前寒武世末期(大约距今六亿年前)的超大陆潘诺西亚(Pannotia),在古生代的时候开始分裂,一个新的海洋--巨神海(Iapetus Ocean)在劳伦西亚(Laurentia,北美)、波罗地(Baltica,北欧)和西伯利亚(Siberia)这几个古大陆之间扩张。超大陆冈瓦那(Gondwana)则在泛非褶皱带上组合而成当时最大的大陆,范围从赤道延伸到南极。

  在奥陶纪时期,温暖的海水把石灰岩和盐岩沉淀在冈瓦那大陆的赤道地区(Australia澳洲、India印度、China中国与Antarctica南极洲),同时在冈瓦那大陆的南极地区(Africa非洲与South America南美)则沉淀了冰河的沉积及冰漂的碎屑。

地球大陆板块演变图籍寒武纪奥陶纪

奥陶纪
揭开冰河时期的序幕

  在奥陶纪的时期,古海洋把劳伦西亚(Laurentia)、波罗地(Baltica)、西伯利亚(Siberia)和刚瓦那(Gondwana)这几个古大陆分隔了开来。到了奥陶世结束时,气候进入了地球上最寒冷的时期之一,冰雪覆盖了整个刚瓦那大陆的南半部。

  在奥陶纪时,许多张裂的海盆使得古大陆劳伦西亚、波罗地、西伯利亚和冈瓦那大陆分离开来,包括巨神海(Iapetus Ocean)隔开了波罗地和西伯利亚大陆,后来巨神海闭合时,形成了加里东山脉(Caledonide Mts.)以及北阿帕拉契山脉(Appalachian Mts.)。还有古地中海(Paleo-Teyhys Ocean)把冈瓦那大陆从波罗地和西伯利亚大陆分隔了开来,而巨大的古大洋(Panthalassic Ocean)则覆盖了当时大部分的北半球。

  在奥陶纪"冰室"世界的末期,进入了一个大冰期。冰原的厚度可以达到3 km,覆盖了大半非洲(Africa)的北部与中部以及部分的南美洲(Amazonia,亚玛逊盆地)。从冰帽中流出冰冷的融冰水,冻结了世界各大洋,导致生活在赤道附近暖水种的生物大量灭绝。地球大陆板块演变图籍寒武纪奥陶纪

侏罗纪
恐龙的年代
恐龙在侏罗世时期,遍布整个盘古大陆
在早侏罗世,东南亚(Southeast Asia)聚合而成。一片宽广的古地中海将北方的大陆与冈瓦那大陆(Gondwana)分隔两处。虽然此时盘古大陆(Pangea)仍是完封不动,但是最早关于大陆分裂的传闻已经可以隐约的听见了。

  盘古大陆(Pangea)在侏罗世中期开始分裂,到了晚侏罗世,中央大西洋(Central Atlantic Ocean)已经张裂成一狭窄的海洋,把北美与北美东部分隔开来。东冈瓦那(Gondwana)也同时与西冈瓦那开始分裂。

白垩纪
新的海洋开始形成


 在白垩纪时期,南大西洋(South Atlantic Ocean)张开。印度(India)从马达加斯加(Matagascar)分离开来,并加速向北,往欧亚大陆(Eurasia)碰撞的地点前进。值得注意的是北美洲(North America)与欧洲此时仍然相连,而且澳洲大陆(Australia)此时也还属于南极洲(Antarctica)的一部份。

盘古大陆(Pangea)分裂的第二个阶段开始于白垩纪的早期,大约一亿四千万年前。冈瓦那大陆(Gondwana)不断地变得破碎,包括南大西洋的张裂,隔开了南美和非洲;以及印度和马达加斯加一起从南极洲漂移开来;还有发生在澳洲西缘的东印度洋张裂等等。此时的南大西洋并没有立刻打开,而是像拉开拉链一般地由南向北渐渐张开。这也是为什么南大西洋比较宽的原因。

  另外有一些重要的板块运动事件也发生于白垩世时期。这包括:北美与欧洲开始漂移开来,伊伯利亚半岛(Iberia)以逆时针方向旋转离开法国(France),印度从马达加斯加分离开来,古巴(Cuba)与希斯盘纽拉(Hispaniola,西印度群岛)从太平洋(Pacific Ocean)衍生出来,洛矶山脉(Rocky mountains)的抬升,外来的陆块蓝格尔(Wrangellia,阿拉斯加附近)、史提金尼亚(Stikinia,加拿大附近)到达北美洲西缘。

  白垩纪时期全球的气候与侏罗纪、三叠纪时期类似,比今天要温暖许多。恐龙与棕榈树可以出现在今天的北极圈(Artic),南极(Antarctica)以及澳洲(Australia)南部地区。虽然早白垩世时期的极区可能会有一些冰帽存在,但是整个中生代都没有任何大规模的冰帽出现过。

  白垩纪时期这样温和的天气状况,部分是因为浅海覆盖了大部分的陆地所导致。温暖的海水从赤道地区可以被往北输送,为极区带来温暖。这些浅海同时也使得部分地区的气候变得温和,就像今天的地中海可以改善欧洲的气候一样有用。

  由于当时海水面的高度要比今天高出100~200公尺,使得这些浅海得以覆盖许多陆地。造成高海水面的部分原因是由于新海盆开始张裂,大洋中的中洋脊取代了海水,使得海水溢到陆地上来。白垩纪同时也是海盆迅速张裂的时期,由于它们宽阔的外形和和迅速扩张的中洋脊取代更多的海水,因此在海床迅速扩张的时期,海水面会趋于上升。

大灭绝
恐龙的末日新生代
 黄色标志的位置指出了恰克斯拉伯(Chicxulub)撞击的地点,这个直径10 mile(16 km)大小的彗星撞击结果,导致全球气候的变迁,杀死了恐龙以及其它许多形式的生命。海洋在白垩世晚期便得更为宽阔,而印度(India)也越来越接近亚洲(Asia)的南缘。

早新生代
印度开始撞击亚洲大陆


  大约在五千万到五千五百万年前,印度(India)开始撞上亚洲大陆(Asia),形成了西藏高原(Tibetan)和西马拉雅山(Himalayas)。原本与南极大陆(Antarctica)相连的澳洲陆地(Australia),也在此时开始迅速向北漂移。

盘古大陆(Pangea)分裂的第三个阶段,也是最后一个阶段,在新生代早期开始发生。北美(North America)与格陵兰(Greenland)从欧洲(Europe)漂移开来,南极大陆释放出澳洲陆块,正如同五千万年前释放出的印度板块,后来迅速向北移动并撞上亚洲的东南位置。今天大部分的张裂活动,都是发生在两千万年前,包括有:红海(Red Sea)的张裂使阿拉伯半岛(Arabia)自非洲(Africa)漂移开来,东非张裂系统的产生,日本海(Japan Sea)的张裂,让日本往东移动进入太平洋(Pacific Ocean),以及加里福尼亚湾(Gulf of California)的开启,使得墨西哥(Mexico)北部及加州(California)一起往北运动。

  虽然许多新的海盆在新生代时张开,但是过去六千六百万年以来的地球历史可以说是各大陆在激烈碰撞的时期。其中最具代表性的碰撞就是大约五千万年前印度撞上欧亚大陆的事件。

  在白垩纪晚期的时候,印度是以每年15 - 20cm的速度在接近欧亚大陆,这可以说是板块运动速度的世界记录了。经过白垩纪晚期与边缘岛弧的碰撞之后,北印度(Great India, 大印度)开始隐没到欧亚大陆之下,抬起了西藏高原。令人惊奇的是亚洲,甚至印度,由碰撞所造成地壳变动的作用至今仍然持续着,这是因为印度是一片固态的大陆地壳岩石圈「骑」在主要由较坚硬的海洋地壳岩石圈所构成的板块之上,而另一方面亚洲则是由较松散的大陆碎块接合、拼凑而成。因此在碰撞带(或称缝合带)的地区,由于欧亚大陆内这些碎块与碎块之间仍然热络,而很容易产生反应。于是当印度撞上亚洲的时候,这些大陆碎块便沿着滑移断层(顺着老的缝合带)被挤往北边和东边,而沿着这些断层所发生的地震则至今仍然持续着。

  印度与亚洲的碰撞其实只是古地中海(Paleo-Tethys Ocean)在闭合过程中一系列大陆与大陆碰撞的一部份罢了。从东到西所有的大陆与大陆之间碰撞包括有:西班牙(Spain)与法国(France)的碰撞,形成了本宁山脉(Pyrenees);意大利(Italy)、法国与瑞士(Switzerland)的碰撞形成了阿尔卑斯山(Alps);希腊(Greece)、土耳其(Turkey)与巴尔干省(Balkan)的碰撞,形成了西奈山(Hellenide)和底那瑞(Dinaride);阿拉伯半岛与伊朗(Iran)的碰撞;以及最后、也是最年轻的碰撞-澳洲(Australia)撞上了印度尼西亚群岛(Indonesia)。


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