Суперконтинент прошлого. Пангея

Пангея – это вся Земля

300 миллионов лет назад планета Земля выглядела совершенно иначе, чем сегодня. На ее поверхности величаво покоился всего лишь один континент вместо нынешних шести. Но это был суперконтинент, и назывался он Пангея, от греческого pangaia, что означает «вся Земля». Пангея была отовсюду окружена единственным и бесконечно большим океаном под названием Панталасса.

В процессе изучения геологической истории Пангеи родилось новое направление науки – теория тектоники земных плит. Тектоника утверждает, что внешняя оболочка Земли, или литосфера, состоит из больших жестких плит. Они лежат на скалистой земной мантии и как бы плывут по ней, расходясь в океанических хребтах, сходясь вместе в зонах субдукции (т.е. погружения одного блока земной коры под другой) или скользя друг мимо друга по линиям разломов.

За 3,5 миллиарда лет истории планеты сформировалось и распалось несколько суперконтинентов в результате перемещения и циркуляции мантии Земли. Мантия – это составная часть нашей планеты (геосфера), расположенная непосредственно под корой и выше ядра. В ней содержится бóльшая часть массы Земли. Мантия располагается в широком слое на глубине от 30 до 2900 км от земной поверхности. Многократный распад и образование суперконтинентов каждый раз существенно меняли облик и историю планеты. 

Происхождение гипотезы

Впервые о существовании Пангеи было предположено в 1912 году немецким метеорологом Альфредом Вегенером, как части его теории дрейфа континентов.

Первым и наиболее очевидным подтверждением этой гипотезы являлась схожесть геологических линий смежных материков, что заметно на любой точной карте. Еще один характерный признак того, что все континенты Земли были когда-то единым целым, доказательно присутствует во многих работах по геологии. Например, угольные месторождения, открытые в Пенсильвании, США, имеют такой же минеральный состав, как и месторождения в Польше, Великобритании и Германии того же временного периода. Это указывает на то, что Северная Америка и Европа когда-то входили в единый массив суши. Более того, ориентация магнитных минералов в геологических отложениях показывает, что и магнитные полюса Земли мигрировали вслед за движением тектонических плит.

В описаниях ископаемых окаменелостей родственные растения, такие как давно вымерший голосеменной папоротник глоссоптерис, встречаются на совершенно удаленных друг от друга континентах. И горные цепи, которые сейчас лежат на разных континентах, такие как Аппалачи в Соединенных Штатах и ​​Атласские горы в Марокко, являлись частью Центральных гор Пангеи, образованных в результате столкновения суперконтинентов Гондваны и Лавруссии. (Другое название Лавруссии – Еврамерика).

Процесс рождения и распада

Пангея сформировалась в результате постепенного процесса, охватывавшего во времени несколько сотен миллионов лет. Примерно 480 миллионов лет назад континент под названием Лаврентия, который включал в себя часть Северной Америки, слился с несколькими другими небольшими континентами, образовав Лавруссию, или Еврамерику. Еврамерика в конечном итоге столкнулась с Гондваной, еще одним суперконтинентом, находившимся в южном полушарии.

Около 200 миллионов лет назад суперконтинент Пангея начал распадаться. Вначале ее составная часть Гондвана отделилась от Лавразии (Евразия и Северная Америка) и затем, примерно 150 миллионов лет назад, Гондвана раскололась на будущие Африку, Австралию, Южную Америку и Индийский субконтинент.

Началось расползание континентов по всему земному шару. Окончательную картину распада Пангеи мы можем наблюдать сейчас на наших географических картах.

Рождение океанов

Около 180 миллионов лет назад в результате распада Пангеи образовались первые океаны. Это были:

• Центральная часть Атлантического океана  между северо-западной Африкой и Северной Америкой;
• Юго-западная часть Индийского океана между Африкой и Антарктидой; 
• Южный Атлантический океан. (Открылся около 140 миллионов лет назад, когда Африка отделилась от Южной Америки). 

Примерно в то же время Индия отделилась от Антарктиды и Австралии, образовав центральную часть Индийского океана. Около 80 миллионов лет назад Северная Америка отделилась от Европы, Австралия начала дрейфовать на север от Антарктиды, а Индия отделилась от Мадагаскара. В итоге Индия столкнулась с Евразией примерно 50 миллионов лет назад, образовав Гималаи.

Климат Пангеи

Существование лишь одного гигантского массива суши приводило к очень разным климатическим явлениям. Например, центральная часть континента скорее всего была очень засушливой, поскольку была заперта отовсюду высокими горными цепями, которые не давали влаге и осадкам проникнуть внутрь материка.

Вместе с тем, угольные месторождения, обнаруженные в США и Европе, показывают, что некоторые регионы древнего суперконтинента возле экватора, скорее всего, были заполнены пышными тропическими лесами, похожими на нынешние джунгли Амазонки. Образование угля происходит при отложении мертвых тканей растений и животных в болотистую почву, где отсутствие кислорода, давление и вода превращают материал в торф, а затем – в уголь. Угольные месторождения, по сути, свидетельствуют о том, что когда-то на этом месте Земли буйствовала жизнь.

Исследования подтверждают, что климат внутренних районов Пангеи был чрезвычайно континентальным. Они основываются на биологических и физических данных из формации Моради – области слоистых ископаемых палеопочв на севере Нигера, – чтобы реконструировать экосистему и климат в период существования Пангеи. Климат, сравнимый с современной африканской пустыней Намиб и бассейном озера Эйр в Австралии, в целом был засушливым с короткими повторяющимися влажными периодами, которые иногда перемежались внезапными разрушительными наводнениями.

Флора и фауна

Пангея существовала примерно 100 миллионов лет, и в течение этого периода времени процветали многие виды животных. Среди них, например, траверсодонты – семейство травоядных животных, из которого произошли предки современных млекопитающих.

Пермский период (299 – 252 млн. лет назад) был временем процветания флоры и фауны. Вместе с тем, на исторический отрезок существования Пангеи приходится и самое массовое вымирание всего живого – так называемое пермско-триасовое вымирание. Оно произошло около 252 миллионов лет назад. 

В ранний триасовый период (Триас – первый геологический период мезозойской эры. Следует за пермским периодом и предшествует юрскому. 251,0 – 201,0 млн. лет назад) произошел расцвет архозавров – группы животных, от которых в конечном итоге произошли крокодилы и птицы, а также множество рептилий. Около 230 миллионов лет назад в Пангее появились самые ранние динозавры, в основном – хищные, характерной анатомической чертой которых были полые кости и перья, похожие на перья птиц.

Бесконечное движение

Расположение континентов на карте Земли никогда не будет постоянным. Процесс их движения закончится только вместе с гибелью самой Земли, когда ее поглотит умирающее Солнце через 3-4 миллиарда лет. В истории Земли суперконтиненты образовывались несколько раз и вновь распадались на новые отдельные континенты. Например, прямо сейчас Австралия постепенно приближается к Азии, а восточная часть Африки медленно отделяется от остальной части континента.

Геологи заметили, что существует некий регулярный цикл, в котором суперконтиненты образуются и распадаются каждые 300–400 миллионов лет. Большинство ученых полагают, что цикл суперконтинента во многом определяется динамикой циркуляции земного вещества в мантии.

Моделирование будущего

Геофизики разработали математическое трехмерное моделирование, чтобы лучше понять механизмы движения континентов. Модели показывают, как движение тектонических плит и силы конвекции мантии воздействуют на процесс перемещения больших массивов суши. Например, колоссальная масса Пангеи напрягла под собой мантию, вызвав тем самым такие ее подвижки, которые спровоцировали начальное разрушение суперконтинента. Распад радиоактивных изотопов в верхней части мантии повысил температуру ее вещества, которое пришло в движение. Все это в итоге явилось причиной разрушения Пангеи.

Ученые создали геологические модели, чтобы попытаться предсказать конвекцию мантии и модели движения континентов на 250 миллионов лет вперед. Эти модели предполагают, что Тихий океан исчезнет, поскольку Австралия, Северная Америка, Африка и Евразия сблизятся в северном полушарии. В конце концов, эти континенты сольются, образовав новый суперконтинент. Два оставшихся континента – Антарктида и Южная Америка – останутся относительно неподвижными на своих местах и не войдут в состав нового суперконтинента. Геологические модели подтверждаются реальностью. Современное движение плит снова сближает континенты. Африка начала столкновение с южной Европой, а Австралийская платформа движется к Юго-Восточной Азии.