Введение

Повторное соединение и разделение континентов Земли

Суперконтинентальный цикл — это квазипериодическая аккумуляция и рассеяние континентальной коры Земли. Существуют различные точки зрения относительно того, увеличивается, уменьшается или остаётся примерно постоянным количество континентальной коры, но все сходятся во мнении, что земная кора постоянно переконфигурируется. Считается, что один полный суперконтинентальный цикл занимает от 300 до 500 миллионов лет. Континентальные столкновения приводят к образованию меньшего числа, но более крупных континентов, а рифтинг — к большему числу, но более мелких континентов.

Теория

Самый последний суперконтинент, Пангея, сформировался около 300 миллионов лет назад (0,3 Га), в палеозойскую эру. Существуют две различные точки зрения на историю более ранних суперконтинентов.

Серия

Первая теория предполагает серию суперконтинентов: начиная с Ваальбары (3,6–2,8 млрд лет назад); Ур (около 3 млрд лет назад); Кенорланда (2,7–2,1 млрд лет назад); Колумбии (1,8–1,5 млрд лет назад); Родинии (1,25–0,75 млрд лет назад); и Паннотии (600 млн лет назад), распад которых привел к образованию континентов, которые в конечном итоге столкнулись, сформировав Пангею. Типы минералов, обнаруженных в древних алмазах, указывают на то, что цикл формирования и распада суперконтинентов начался примерно 3 млрд лет назад. До 3,2 млрд лет назад формировались только алмазы с перидотитовым составом (обычно встречающиеся в мантии Земли), в то время как после 3,0 млрд лет назад преобладающими стали эклогитовые алмазы (горные породы земной коры). Считается, что это изменение произошло из-за того, что субдукция и континентальное столкновение внесли эклогит в субконтинентальные алмазообразующие флюиды. Гипотетический цикл суперконтинентов совпадает с более кратковременным циклом Уилсона, названным в честь пионера тектоники плит Джона Тузо Уилсона, который описывает периодическое открытие и закрытие океанических бассейнов, возникающее из единого разлома плит. Самый древний материал морского дна, найденный на сегодняшний день, датируется 170 млн лет назад, в то время как самый древний материал континентальной коры, найденный на сегодняшний день, датируется 4 млрд лет назад, что демонстрирует относительную краткость региональных циклов Уилсона по сравнению с планетарными импульсами, наблюдаемыми в расположении континентов.

Противозачаточный Палеозачаточный

Второй подход, основанный на палеомагнитных и геологических данных, предполагает, что циклы суперконтинентов не происходили до примерно 0,6 млрд лет назад (в эдиакарский период). Вместо этого континентальная кора формировала единый суперконтинент примерно с 2,7 млрд лет назад, пока он впервые не распался около 0,6 млрд лет назад. Эта реконструкция основана на наблюдении, что при внесении лишь небольших периферических изменений в первичную реконструкцию, данные показывают, что палеомагнитные полюса сходились к квазистационарным положениям в течение длительных интервалов между примерно 2,7–2,2 млрд лет; 1,5–1,25 млрд лет; и 0,75–0,6 млрд лет. В промежуточные периоды полюса, по-видимому, следовали единому видимому пути полярного блуждания. Палеомагнитные данные адекватно объясняются существованием единого суперконтинента Протопангея–Палеопангея с продолжительной квазицелостностью. Длительное существование этого суперконтинента можно объяснить функционированием тектоники литосферных плит (аналогичной тектонике, действующей на Марсе и Венере) в прекамбрийское время, в отличие от тектоники плит, наблюдаемой на современной Земле.

Связь с эволюцией

Основным механизмом эволюции является естественный отбор среди разнообразных популяций. Разнообразие, измеряемое числом семейств, хорошо коррелирует с циклом суперконтинентов. Поскольку генетический дрейф происходит чаще в малых популяциях, разнообразие является наблюдаемым следствием географической изоляции. Меньшая изоляция, и, следовательно, меньшая диверсификация, наблюдается, когда континенты объединены, формируя один суперконтинент, одну сплошную береговую линию и один океан. В позднем неопротерозое – начале палеозоя, когда произошло значительное распространение разнообразных метазоев, изоляция морских сред стала результатом распада Паннотии. Расположение континентов и океанов с севера на юг приводит к гораздо большему разнообразию и изоляции, чем расположение с востока на запад. Север-южное расположение создает климатически различные зоны вдоль путей миграции на север и юг, которые отделены водой или сушей от других континентальных или океанических зон с аналогичным климатом. Формирование протяженных участков континентов и океанических бассейнов, ориентированных с востока на запад, привело бы к меньшей изоляции, диверсификации и замедлению эволюции, поскольку каждый континент или океан находится в меньшем числе климатических зон. На протяжении кайнозоя изоляция была максимальной благодаря север-южному расположению континентов.