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所谓分分合合,地球超等大陆的分合也是如此

超等大陆是什么

这七个字——超等大陆的节拍,就是我本日想通报给各人的所有信息。我想汇报各人:地球曾经存在过超等大陆,并且超等大陆的每一次存在和裂解,都是有节拍的。

先容超等大陆之前,我想先跟各人分享一下什么是大陆。我们本日所说的大陆是指大陆地壳,不是指中国大陆。


所谓分分合合,地球超等大陆的分合也是如此

大陆是一种很是非凡的存在。这张图展示的是美国国度航空航天局和加州理工氛围动力学尝试室,执行完的所有关于太空的人类探测任务。从左到右是太阳、八大行星依次排开。

环绕着地球,我们对近地行星举办了许多视察,包罗火星、月球、金星,对一些较远行星也有不少视察。

我们在地球上也会看到许多陨石,这些陨石来自差异的行星,研究陨石也可以相识行星的环境。

通过这些视察和研究,我们发明茫茫宇宙中,其他的行星是不存在大陆地壳的,只有我们的地球有大陆地壳。地球黄色的这一部门就是大陆地壳,蓝色的就是海洋。

假如我们把这些海水去掉,玄色的就是大洋地壳,大洋地壳和大陆地壳是有区此外。

各人也许会揣摩,其他的行星大概是有壳的。没错,其他的行星存在的壳和地球的大洋地壳很是相似,可是和大陆地壳完全纷歧样。

本日大陆地壳只占整个地球外貌30%的面积,假如按质量计较,大陆地壳占比很是小。

而全人类都糊口在大陆地壳上,我们的矿产资源、油气资源、农业都基于大陆地壳。

可见,大陆地壳在整个太阳系中都是一种很是非凡的存在。本日的大陆地壳散布在全球各个处所,还没有形成超等大陆。

我们本日的主题是“发源”。讲到发源,我们常常会问三句话:我们是谁?我们从那边来?我们要到那边去?

1897年,法国画家保罗·高更,在西南太平洋的一个小岛画了一幅画,就是用这三个问题定名的。

这是一个很是高妙、终极的哲学问题。假如把问题中的“我们”换成“超等大陆”,它就会转酿成科学问题:超等大陆是什么?超等大陆从那边来?将来还会不会有超等大陆?

什么是超等大陆呢?地球外貌所有的大陆连系在一起,就构成了超等大陆。这个观念是气象学家魏格纳1912年首次提出的,1915年他正式颁发了这个观念。

动图显示,在汇聚成超等大陆以及超等大陆裂解的进程中,大陆是漂来漂去的,这就是魏格纳最著名的理论——大陆漂移学说。

Ma代表百万年,从这张图我们往回看,可以看到超等大陆是怎么一步步裂解的。

魏格纳是一位气象学家,他是通过地形猜出了曾经验史上呈现过超等大陆。他提出这个观念的时候,只有32岁,他归天的时候,也只有50岁。

超等大陆是怎么形成的

我们如何才气知道,超等大陆上所有的陆块在地球汗青上是怎么漂来漂去的呢?我归纳综合了四个字——见微知著。

研究者在野外常常看到的是几米、几百米可能几千米标准的可以或许视察到的岩石和露头,我们通过一些视察并收罗标本,再回到尝试室在显微镜底下调查,这时便到达了厘米级可能微米级。

再进一步视察的话,就集中中到矿物和矿物包裹体的标准,譬喻这张图最右侧是金刚石。我们不只研究金刚石,还研究金刚石内里的包裹体,它会携带富厚的信息。

通过这些我们便可以相识地球是怎么演化的,而这时候涉及的就是板块的标准跨圈层的标准,最后我们想要相识的是整个行星是怎么演化的。地质学研究的标准超过很是大。

地球上的每一块大陆都纷歧样,所记实的信息也纷歧样。右侧的图是我在珠峰大本营,海拔5200米的处所拍摄的照片。

珠穆朗玛峰是全球最高的山峰,我踩的这些岩石大部门都是灰岩,这些岩石都是在海底形成的。海底形成的岩石本日都“跑”到了世界的最岑岭上,可见解球的变换很是大。

做地质研究会常常观光,中国有一句古话:行万里路,读万卷书。地质学家读的书和各人日常读的书有很大差别,我们的书是写在石头上的。

我们知道汗青上有许多石碑,尽量有些碑文现代人不认识,可是考古学家可以通过翻译,表明石碑上的字。

我们读的这些书,相当于一个“三无产物”:没作者,没文字,没页码。这就仿佛一部记实了地球汗青的书,全部被撕得毁坏,散布在全球各地,散布在各个地层里。

这张图是一个地壳的剖面,上部到下部有许多差异范例的岩石,最上面是沉积物质,我们叫沉积岩,再下面有火山岩、花岗岩,最下面尚有变质岩,每一层岩石记录的信息都纷歧样。

左上角是我们在野外常常看到的岩石的露头,中间有一个地质锤作为比例尺,对付普通人来说,这是一个较量无聊的岩石,地质研究者却以为这些岩石很是很是有趣,因为它记录了许多很要害的信息。我们对这些岩石照相今后,会把这些出格的信息都标志出来。

在野外,我们主要是通过放大镜仔细调查这些岩石有什么特征,再用野外记录本具体记录这些信息,累了找块平地还可以浏览一下大自然的风光。

我们在野外主要记什么呢?我们会素描,把这些岩石整体的特征记录下来,绘画的进程也是我们思考的进程,我们会想这些岩石为什么是这样的。

有时间的环境下,我们会用罗盘丈量要害的产状,然后把它投出来,就可以相识到,这个地域主要受到的应力偏向是奈何的。

我们再把这些岩石采归去,做成薄片,在显微镜底下调查这些岩石。在野外,我们看到的岩石颜色很是单调,其实每一种岩石在显微镜下都是富厚多彩的。

我们的地质研究走到这一步,其实才方才开始。我们此刻的科学研究,都需要相识定量信息,为此,我们也会通过许多的物理和化学要领,去定量相识这些岩石内里所包括的信息。

好比,我们先把这些岩石毁坏到必然的水平,按照所需要的矿物的特征,把这些矿物分选出来。可能把这些岩石做成试剂,做成差异的溶液,用差异呆板举办测试。

这张图是我们相识、测定岩石年数的仪器——质谱仪,通过它我们就可以知道地球上的矿物质是在什么时代形成的,雷同于我们给“书”定页码。地球的年数是45.5亿年,就是用这个要领定出来的。

除此以外,我们还想知道这本“书”上除了页码尚有什么信息,为此我们可以用岩石的CT来扫描,可以知道这个岩石的内部布局是什么样子。

还可以通过物理和化学的要领来相识,这个岩石是在什么深度、温度、压力下形成的,具有什么样的DNA编码

假如全世界尚有其他的岩石跟这块岩石很是相似,我们就可以很必定地说,它们险些是来自同一个处所。

通过这些测试,我们仅仅知道了许多关于岩石的信息,就像我们在医院里,只知道检测指标是没有用的,还需要有大夫来判定这些化验单里到底包括哪些有用信息。

3亿年前地球上有一个潘吉亚超等大陆,潘吉亚是一个古希腊词,PANGEA,PAN是所有的,GEA是陆地的意思。

 

谁人时候,恐龙全部糊口在一个超等大陆上。我们看这张图,在非洲和南美洲有许多相似的恐龙,这些恐龙是不会游泳的,它们怎么横穿海洋呢?这说明其时没有海洋,所有大陆是连在一起的。

非洲和南美洲尚有许多陆生的植物也很相似,这是因为其时所有的大陆是连在一起的,这就表明白我们的许多狐疑。

除此以外,我们还可以在此刻的两极,看到许多阔叶林植物的化石,说明这些植物是从热带漂到两极的赤道四周又有许多冰川的陈迹,说明赤道四周的岩石是由南北南北极大陆漂已往的

 

7亿年前尚有一个超等大陆,罗迪尼亚超等大陆。地球在距今5.4亿年今后有了较量高级的生命,在此以前叫隐生宙,是没有生命的。

为了表明这个现象,我们就要规复这个超等大陆,所有的证据都取决于岩石的记录。

越陈腐的岩石,被改革得越强,规复起来也就越难。1970年科学家提出一个假设,认为7亿年前存在一个超等大陆,将其定名为罗迪尼亚超等大陆,2008年的时候,才有了很是好的制约。

我们知道罗迪尼亚超等大陆有什么意义呢?主要是对付摸索生命发源有很是大的浸染。

7亿年前,超等大陆彻底改变了全球的气候和情况。其时整个地球被冰雪包围,在冰雪包围下,海内里就增加了富厚的营养物质,所以在埃迪卡拉纪就孕育了极为富厚的生命,也有足够的养分让生命延续,这就是生命大发作很主要的因素。

罗迪尼亚这个名字是什么意思呢?自己就是孕育生命的意思,这是1970年麦考林佳偶在西伯利亚研究的进程中提出的名字,这是一个俄语的词。

 

18亿年前尚有一个叫哥伦比亚超等大陆,1997年,哈佛大学的霍夫曼传授提出了这个观念。

各人可以看到这张图,是从1500Ma开始,为什么从这个时候开始?因为再往前的汗青是不明晰的。

这张图是2017年在网上宣布的,地球上是有板块结构的,板块结构是区分地球和其他所有星球的要害符号。

可是,板块结构并不是地球一降生就有了,是地球演化到了一按时期才有的一个特征。18亿年前超等大陆的重建,对付板块结构的发源、启动长短常重要的。

这个图最早只到15亿年前,是因为我们对18亿年前的超等大陆还没有很好的制约。

因此,我的团队在2015年的时候,对华北地域,北京到山西、东北、河南这一区域,举办了研究。

我们发明华北区域在地球汗青上跟西伯利亚很是相似,它们有大概18亿年前是连在一起的。我们的研究事情就是对中国一个最陈腐的小的陆块,在18亿年前处于什么样的位置举办了猜测,对18亿年前的超等大陆重建有一些小小的敦促浸染。

地球有45.5亿年汗青,在20亿年前第一个超等大陆才呈现,这是有较量充实的证据支持的。20亿年以前有没有超等大陆呢?今朝还没有很明晰的证据。

 

2014年,澳大利亚的科学家Peter Cawood传授将18亿-8亿年的地球,定名为地球的中年期。地球进入中年期今后,呈现了若干次的超等大陆,每一次超等大陆都进一步把地球往越发宜居的偏向来调理。

好比,人类等许多生物是需要许多氧气才气保留的,可是在地球早期,氧气长短常稀薄的,大气也很是稀薄。哥伦比亚超等大陆汇聚的进程中,大气中的氧气短时间内增加了许多。

在形成第二次超等大陆的时候,也就是形成罗迪尼亚超等大陆时,地球开始孕育生命。在第三次超等大陆的时候,有一个非凡的现象,就是海底的生命呈现了一次大灭尽,导致此刻山西等地有许多的石油和煤,这些能源矿产就是这次海洋的生物大灭尽所造成的。

此刻地球上并没有超等大陆,可是我们糊口在超等大陆汇聚的进程中。印度和欧亚大陆碰撞形成了喜马拉雅山,阿拉伯和欧亚大陆碰撞形成了扎格罗斯山,非洲正在和欧亚大陆碰撞。正是因为这些碰撞,在非洲发源的人类,可以走出非洲,迁移到世界各地。

将来尚有超等大陆吗

 

我们说“天下局面,合久必分,分久必合”,这是元末明初的罗贯中在《三国演义》中提出来的,是他对汗青履历的总结。

其实我们把这段话放在地球演化的汗青上也可以看到,所有的大陆也是分分合合,聚离合散。
 

美国哈佛大学Paul Hoffman传授在1999年预测将来尚有一次超等大陆,他给这个超等大陆起了名字——美亚超等大陆

也就是说美洲和亚洲碰撞将形成下一次的超等大陆。可是此刻争议的问题是,美洲和亚洲会通过哪种方法碰撞?

有一种方法是我们中间的大西洋先闭合;尚有一种方法,是太平洋先闭合,形态纷歧样。

 

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