下一个超级大陆形成时,地球可能会是什么样子

A photo taken by Expedition 46 flight engineer Tim Peake of the European Space Agency (ESA) aboard the International Space Station shows Italy, the Alps, and the Mediterranean on January, 25, 2016. REUTERS/NASA/Tim Peake/Handout ATTENTION EDITORS - FOR EDITORIAL USE ONLY. NOT FOR SALE FOR MARKETING OR ADVERTISING CAMPAIGNS. THIS PICTURE WAS PROVIDED BY A THIRD PARTY. REUTERS IS UNABLE TO INDEPENDENTLY VERIFY THE AUTHENTICITY, CONTENT, LOCATION OR DATE OF THIS IMAGE. THIS PICTURE IS DISTRIBUTED EXACTLY AS RECEIVED BY REUTERS, AS A SERVICE TO CLIENTS - TM3EC311KON01
The Earth seen from space.Image: REUTERS/NASA/Tim Peake/Handout
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地球的外层,也就是我们行走其上的固态地壳,由许多碎块组成,就像破碎鸡蛋的蛋壳。这些碎块——构造板块——以每年数厘米的速度在地球表面移动。每隔一段时间,它们就会汇聚并合并成一个超级大陆,维持数亿年后再分裂。随后,板块分散开来、彼此远离,直到又经过4亿至6亿年,最终再次汇聚。

上一个超级大陆盘古大陆约3.1亿年前形成,并于约1.8亿年前开始分裂。有人提出,下一个超级大陆将在2亿至2.5亿年后形成,因此我们目前正处于当前超级大陆周期的分散阶段,大约走到了一半。问题是:下一个超级大陆将如何形成?为什么?

关于下一个超级大陆的形成有四种基本设想:新盘古大陆、终极盘古大陆、奥里卡大陆和阿玛西亚大陆。它们各自的形成方式取决于不同的情景,但最终都与盘古大陆如何分裂,以及如今世界各大洲仍在如何移动有关。

盘古大陆的分裂促成了大西洋的形成,如今大西洋仍在张开、不断变宽。相应地,太平洋正在闭合、不断变窄。太平洋边缘分布着一圈俯冲带(即“火环”),海底在这里向下移动,也就是俯冲到大陆板块之下,进入地球内部。在那里,古老的海底被循环利用,并可能进入火山羽流。相比之下,大西洋有一条规模庞大的洋中脊,不断生成新的洋壳板块,但只有两个俯冲带:小安的列斯岛弧位于加勒比海,另一个是斯科舍弧,位于南美洲与南极洲之间。

1. 新盘古大陆

如果假设当前条件持续不变,即大西洋继续张开、太平洋继续闭合,那么下一超级大陆将在盘古大陆的地球另一侧形成。在向北漂移的南极洲与美洲相撞后,美洲将继续与已经碰撞在一起的非洲—欧亚大陆相接。由此形成的超级大陆被称为新盘古大陆(Novopangea 或 Novopangaea)。

新盘古大陆Image: The Conversation

2. 终极盘古大陆

不过,大西洋张开的速度可能会减慢,未来甚至可能开始闭合。大西洋的两条小型俯冲岛弧可能沿着美洲东海岸扩展,促使盘古大陆重新形成:美洲、欧洲和非洲重新汇聚,形成一个名为终极盘古大陆的超级大陆。这个新的超级大陆将被一个超级太平洋环绕。

大西洋闭合后形成的终极盘古大陆。Image: The Conversation

3. 奥里卡大陆

然而,如果大西洋形成新的俯冲带——这种情况可能已经在发生——那么太平洋和大西洋可能都注定要闭合。这意味着必须形成一个新的洋盆来取代它们。

在这一情景中,目前从印度以西穿过亚洲、一直延伸到北极的泛亚洲裂谷将张开,形成新的海洋。结果将形成超级大陆奥里卡。由于澳大利亚目前正向北漂移,它将位于新大陆的中心;东亚和美洲将从两侧闭合太平洋。随后,随着大西洋闭合,欧洲板块和非洲板块将与美洲重新相连。

4. 阿玛西亚大陆

第四种情景预测,未来地球将走向截然不同的命运。目前有几个构造板块正在向北移动,其中包括非洲和澳大利亚。这种漂移被认为是由……驱动的,其驱动力来自盘古大陆遗留下来的异常,深藏于地球内部的地幔之中。由于这种向北漂移,可以设想除南极洲以外的各大洲继续向北移动,最终汇聚在北极周围,形成一个名为阿玛西亚大陆的超级大陆。在这一情景中,大西洋和太平洋大部分仍将保持开放。

阿玛西亚大陆,第四种情景。Image: The Conversation

在这四种情景中,我们认为新盘古大陆最有可能形成。它是当前大陆板块漂移方向的合乎逻辑的延续,而其他三种情景都假设会有另一种过程介入。奥里卡大陆需要大西洋出现新的俯冲带;终极盘古大陆需要大西洋张开方向逆转;阿玛西亚大陆则需要盘古大陆遗留在地球内部的异常发挥作用。

研究地球的构造未来,促使我们拓展认知边界,并思考塑造地球的过程如何在漫长的时间尺度上运行。这也让我们从整体上思考地球系统,并引出一系列其他问题:下一个超级大陆的气候会是什么样?海洋环流将如何调整?生命将如何演化和适应?正是这类问题推动科学不断拓展,因为它们也拓展了我们的想象边界。

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