科學(xué)前沿觀天下 篤學(xué)明理洞寰宇
板塊構(gòu)造是造成地震和火山等自然災(zāi)害的原因，同時(shí)也是保持全球氣候穩(wěn)定和地球生命穩(wěn)定發(fā)展的重要因素。數(shù)億年來(lái)，由于地殼運(yùn)動(dòng)造成的板塊運(yùn)動(dòng)和大陸漂移創(chuàng)造了大陸和全球海洋。日前，科學(xué)家們提出，一個(gè)更復(fù)雜的地殼運(yùn)動(dòng)循環(huán)可能正在發(fā)生，地球每10億年便會(huì)形成一顆“超級(jí)巨星”。
如今太平洋面積持續(xù)縮小，國(guó)際研究小組在《Precambrian Research》（前寒武紀(jì)研究）雜志上發(fā)表的論文中提出了兩種形成超級(jí)大陸的可能：一種情況是海洋地殼保持完整不變，另一種情況則是海洋地殼下陷，被地球內(nèi)部吞噬。
超級(jí)大陸的創(chuàng)生大約每6億年發(fā)生一次。地球目前已經(jīng)經(jīng)歷了Nuna（16億到14億年前）、Rodinia（9-7億年前）和Pangea（3.2-1.7億年前）三個(gè)超級(jí)大陸時(shí)期。當(dāng)超級(jí)大陸所在的地殼內(nèi)部產(chǎn)生裂縫時(shí)，內(nèi)部海洋大量涌入進(jìn)一步壓裂大陸板塊，逐漸形成了大洲和大洋。至于各大洲板塊漂移的聚散，研究小組提出了“內(nèi)向”和“外向”兩種方式來(lái)說(shuō)明。
其一是在“內(nèi)向”情景中，當(dāng)內(nèi)部海洋在與大陸的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)上風(fēng)時(shí)，會(huì)造成大陸分崩離析，分離后的大陸將不再漂移。這時(shí)二者發(fā)生俯沖現(xiàn)象（一個(gè)板塊在另一個(gè)之下斜插），將大陸重新聚集在一起，在分裂后形成的新海洋的地殼后被大陸地殼收回形成超級(jí)大陸，這被視為不完全的分裂。
其二是在“外向”情景中，大陸的分裂和內(nèi)部海洋的形成導(dǎo)致了完全相反的情況。外部海洋開始收縮，形成一個(gè)“火環(huán)”?；瓠h(huán)是沿著構(gòu)造板塊邊緣的火山和地震的熱點(diǎn)，就像目前圍繞太平洋的地區(qū)的火山地震帶一樣。然后大陸被進(jìn)一步分離，直到它們?cè)俅卧诘厍颉傲硪粋?cè)”相互碰撞。隨后，地球吞噬超級(jí)海洋所處的地殼并形成了一個(gè)新的超級(jí)海洋和超級(jí)大陸。
在研究中，澳大利亞科廷大學(xué)（Curtin University）的首席科學(xué)家Li教授表示，“我們發(fā)現(xiàn)超級(jí)大陸似乎是通過(guò)外向和內(nèi)向兩個(gè)過(guò)程交替進(jìn)行所形成的。更有趣的是，這兩個(gè)交替的過(guò)程不僅決定了超級(jí)海洋是否存活，而且還決定了超級(jí)海洋周邊的火環(huán)是否能夠‘存活’下來(lái)?！?/p>
超級(jí)大陸聚散的交替進(jìn)行，以及超級(jí)大洋和火環(huán)的誕生或再生，導(dǎo)致地球地質(zhì)演變周期是超級(jí)大陸出現(xiàn)周期的兩倍，同時(shí)也影響了一些地球內(nèi)部資源的形成。
在研究人員提出的模型中，Nuna時(shí)期的超級(jí)大陸分裂后通過(guò)內(nèi)向方式轉(zhuǎn)變到Rodinia時(shí)期，在此期間全球海洋的地殼沒(méi)有發(fā)生變化。但是在Rodinia分裂之后，開始以外向的方式演化，海洋最終被地球“吞沒(méi)”。
如今，這一想法得到了一些證據(jù)的支持且值得肯定，但其過(guò)程也不排除有其他方式或組合。 目前，太平洋正在不斷縮小，即以“外向”的方式開始向下一個(gè)超級(jí)大陸階段演變?？茖W(xué)家表示，無(wú)論演變方式如何，地球距離下一個(gè)超級(jí)大陸的出現(xiàn)還有5000萬(wàn)-2億年的時(shí)間。
作者/朱張航宇
參考文獻(xiàn)：Decoding Earth’s rhythms: Modulation of supercontinent cycles by longer superocean episodes, Precambrian Research, Volume 323, April 2019, Pages 1-5
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