Суперконтинент Пангея и литосферные плиты Земли.

Cуперконтинент Пангея




Введение.

С давних пор, на Земле происходили необычные процессы, непонятные людям: землетрясения, извержения вулканов, горообразования, разломы в земле, цунами, образования или исчезновения островов и т. п. Учёные пытались найти объяснения и пришли к выводу, что все эти процессы происходят из-за движения тектонических плит, которыми покрыта поверхность планеты Земля. Плиты могут быть континентальными, океаническими и смешанного типа. Они имеют ещё одно название – литосферные (каменные) плиты, которое происходит от слова литос – камень. А “плавают” литосферные плиты на более размягченном основании, получившем название астеносфера (ослабленная) сферическая оболочка Земли. Трудно представить с привычной точки зрения, как одни горные породы могут плавать и даже тонуть в других, не менее прочных горных породах. Но все дело в том, с какой скоростью происходят движения. В случае литосферных плит, плавающих на астеносфере, речь идёт о геологических скоростях, измеряемых миллиметрами в год.
За продолжительную геологическую историю нашей планеты литосферные плиты, на которых находятся континенты, собираются все вместе в огромные суперконтиненты и распадаются на части – на отдельные континенты. И этот удивительный процесс периодический. Периоды измеряются сотнями миллионов лет.

И всё же плиты движутся по поверхности Земли!

О том, что литосферные плиты двигаются, предполагали давно, но реальное подтверждение было получено и осознанно выдающимся ученым – Альфредом Вегенером, на рубеже 20х – 30х годов, XX века.

Альфред Вегенер
Альфред Вегенер

Посмотрев на глобус вслед за Альфредом Вегенером, можно увидеть, что выгнутая часть северо-восточного побережья Южной Америки, очень точно соответствует вогнутой береговой линии западного побережья Африки. Соединив мысленно обе эти части, получим единый континент. То же самое можно повторить и с другими современными континентами – они удивительным образом подходят один к другому.
Проделав эту операцию для всех континентов современной Земли, то есть соединив ВСЕ континенты вместе, получим огромный суперконтинент, получивший название Пангея.
Название “Пангея“, что по гречески означает “вся земля” предложил Альфред Вегенер (нем. Alfred Lothar Wegener).
Но как, и за счет каких внутренних и внешних сил, происходит это гигантское разъединение суперконтинента, а ранее и его создание, наука смогла вразумительно ответить, лишь к 60-м годам двадцатого века. Произошло это, когда была сфомирована модель перемещения литосферных плит на огромные горизонтальные расстояния, так называемая теория мобилизма (перемещения ) литосферных плит. Эта теория очень непростая и довольно запутанная и противоречивая, но она поддаётся вразумительному объяснению и пониманию.

Литосферные, тектонические плиты – каменная, мобильная оболочка Земли

В изучении движения тектонических плит, особая заслуга принадлежит А. Вегенеру. Согласно гипотезе А. Вегенера, тектонические платформы, обладающие разной массой и имеющие жесткую структуру, размещались на пластичной астеносфере. Они пребывали в неустойчивом состоянии и все время перемещались, в результате чего сталкивались, заходили друг на друга, формировались зоны раздвижения плит и стыки. К настоящему времени, эти представления оформились в теорию о тектонике плит. В переводе на русский язык, тектоника – это строительство, строительство нашей Земли. В этом понятии объединены все процессы, которые формируют облик Земли.

 Тектоника литосферных плит объясняет как и почему плиты движутся.

Тектонические плиты на поверхности Земли сегодня
Тектонические плиты на поверхности Земли сегодня

Основной объект изучения тектоники плит – это тектоническая плита, фрагмент верхней облочки Земли (литосферы) толщиной 10 – 70 километров, если считать от дневной поверхности или от поверхности океанического дна. Плиты имеют различную площадь и тесно связаны друг с другом (смотрите рисунок). Плиты перемещаются и вращаются в горизонтальном и вертикальном направлениях, на сферической поверхности Земли. В процессе своего непрерывного движения и вращения, плиты трутся боками друг о друга, подныривают одна под другую, удаляются друг о друга, открывая зияющие внутренности Земли, щели или рифты (которые сразу же заполняются веществом из недр Земли), вспучиваются и резко проседают. Именно это взаимодействие плит приводит к рождению вулканов, к землетрясениям, к росту горных стран, таких как Гималаи, Анды, зарождению глубочайших озер, таких как Байкал, образованию горячих точек (Hotspots), таких как цепочка Гавайских вулканических островов, Йеллоустонской континентальной горячей точки и т.д.
Если литосферная плита дрейфует (перемещается в горизонтальном направлении), то вместе с плитой перемещается и континент, “сидящий” на ней. Скорость дрейфа достигает нескольких сантиметров в год. Например, к 1994 году, плиты Северная Америка и Евразия разошлись, дрейфуя, приблизительно на два сантиметра, а Атлантический океан, соответственно, стал на два сантиметра шире.

Карта литосферных плит
Карта литосферных плит

На сегодняшний день насчитывают 13 крупнейших литосферных (тектонических) плит, которые покрывают 90% земной поверхности.

Крупнейшие литосферные плиты:

Индо-Австралийская плита – 58 900 000 км²:
Австралийская плита – 47 000 000 км²
Индостанская плита – 11 900 000 км²
Антарктическая плита – 60 900 000 км²
Аравийский субконтинент (АР) – 5 000 000 км²
Африканская плита – 61 300 000 км²
Евразийская плита – 67 800 000 км²
Плита Кокос (КО) – 2 900 000 км²
Карибская плита (КА) – 3 000 000 км²
Плита Наска – 15 600 000 км²
Тихоокеанская плита – 103 300 000 км²
Северо-Американская плита – 75 900 000 км²
Сомалийская плита (СО) – 16 700 000 км²
Южно-Американская плита – 43 600 000 км²
Филиппинская плита (ФИ) – 5 500 000 км²

Почти вся геологическая активность Земли сосредоточена вдоль границ литосферных плит.

3.2. Границы между тектоническими плитами – источник активности Земли.

Основные виды движений литосферных плит
Основные виды движений литосферных плит

Плиты могут двигаться, одна относительно другой, в горизонтальной плоскости, при этом происходит сдвиг вдоль границ плит. Плиты могут раздвигаться, удаляясь друг от друга, а открывающееся зияние между ними, заполняется новым коровым веществом. В этих местах, площадь литосферы наращивается. Если  океанические плиты раздвигаются, то этот процесс называется спрединг океанического дна. Если же раскалывается континентальная плита, то такой процесс получил название рифтинг.
Площадь поверхности Земли постоянная, и, поэтому, нарастание площади плиты, должно где-то компенсироваться. И этим местом являются области поглощения “лишнего” вещества самой Землей, которые получили название областей субдукции. Субдукция – это поглощение мантией Земли излишков литосферы. Если поглощается океаническая литосфера, то области “подныривания обозначаются глубочайшими океаническими впадинами, такими как например Марианская впадина.
В процессе жизни плиты, на ней может образовываться континент. Если сближаются две плиты, на которых уже “наросли” континенты, то при их столкновении континенты не могут “подныривать” один под другой, поэтому, возникает так называемая область коллизии. Континенты упираются друг друга и, в результате могут вырастать высокие горные страны.
Совокупное действие таких процессов, как спрединг, рифтинг, субдукция и коллизия  приводит к перемещению континентов Земли. То есть, к периодическому рождению и распаду суперконтинентов. Последний из распавшихся суперконтинетов, был суперконтинент Пангея, о чем мы расскажем в следующем разделе.

 Суперконтинент Пангея.

В результате мощных процессов внутри Земли, суперконтинент Пангея начал распадаться на обломки – на те самые современные литосферные плиты. Первоначально, Пангея расколась на два огромных континента – северный (Лавразия) и южный (Гондвана). Северный континент Лавразия раскололся на два континента – Евразию и Северную Америку. Южный – Гондвана раскололся на пять континентов: Африку, Южную Америку, Индию, Австралию и Антарктиду. В последующем, Индийская плита неожиданно сдвинулась со своего первоначального места и с огромной (по геологическим масштабам) скоростью начала дрейфовать на север, пока не “упёрлась” в подбрюшие Евразиатского континента. В результате этой коллизии, которая продолжается до наших дней, растут высочайшие на поверхности Земли горы – Гималаи.

Предыстория Пангеи.

Пангея полностью сформировалась 220 миллионов лет назад, покрывая одну треть поверхности Земли и окруженная древним океаном, который занимал остальные две трети поверхности земного шара. С геологической точки зрения, суперконтинент Пангея – очень юный суперконтинент. Так как ему предшествовали многие   суперконтиненты, гораздо более древние по возрасту. 
Что было ранее Пангеи?  В более древнее, архейское время, возможно, существовали блоки суши, сегодня не представленные в литосфере явными следами. Но, вполне вероятно, что континентальная кора начала формироваться в архее (ранее, чем 2.5 миллиардов лет назад) и достигла площади, близкой к площади современных континентов в протерозое (500 миллионов лет назад). И если плитная тектоника имела место в те далёкие времена, то и тогда континенты периодически объединялись в древние “Пангеи”. Вот предположительный список протосуперконтинентов (то есть ещё более древних, чем Пангея), в создание которого вложено много научной интуиции. Просто перечислим ниже эти гипотетические образования на поверхности Земли.

Суперконтиненты Земли, начиная с 3,6 миллиардов лет назад, а то и ранее, и до наших дней

За всю историю Земли, на её поверхности образовывалось и распадалось несколько суперконтинентов. Современная геологическая наука их насчитывает чуть менее десятка.
Интересно будет упомянуть эти суперконтиненты. Мы поместили восемь суперконтинентов на геохронологическую шкалу.

Протосуперконтиненты в истории Земли
Протосуперконтиненты в истории Земли

Еще раз перечислим протоконтиненты, указанные на схеме выше:

Ваальбара (3,6 миллиардов лет назад). Во время существования суперконтинента Ваальбара, материала для его образования, то есть отдельных континентов на поверхности Земли, было гораздо меньше, чем сейчас. Да и сами континенты были гораздо меньше по площади, чем современные. Размеры и форма суперконтинента Ваальбара являются весьма гипотетическими.
Ур (3 миллиарда лет назад);
Кенорланд (2,7 миллиарда лет назад);
Колумбия, также известен как Нуна, (1,8-1,5 миллиарда лет назад);
Родиния (1,1 миллиард лет назад – 750 миллионов лет назад);
Паннотия (600-540 миллионов лет назад);
Лавруссия (300 миллионов лет назад);
Пангея (300-180 миллионов лет назад).

Формирование Пангеи.

За счёт таких процессов, как спрединг, рифтинг, субдукция и коллизия, тектонические плиты двигаются по поверхности Земли и собираются в суперконтиненты, типа Пангеи.
Около 300 миллионов лет назад, северо-западная часть древнего континента Гондвана (около Южного полюса), столкнулась с южной частью Евроамериканского континента, образовав один очень большой Ангаранский континент. Ангаранский континент, расположенный около Северного полюса, начал двигаться на юг и сомкнулся с северной частью Евроамериканского континента, образовав большую часть будущего суперконтинента Пангея. Последний, отдельно существовавший континент Катайсия, состоявший из северного и южного Китая, также объединился с остальными континентами. В результате, полностью сформировалась Пангея. Пангея покрывала одну треть поверхности Земли и была окружена океаном, который занимал остальные две трети поверхности земного шара. Этот океан назывался Панталасса. И это произошло 220 миллионов лет назад.

Пангея сегодня.

К нашему времени Пангея, раскололась на семь осколков – континентов: Европа, Азия, Африка, Северная Америка, Южная Америка, Австралия и Антарктида. Но, в научном сообществе нет единого мнения о количестве современных континентов. Так, например, Северную и Южную Америку считают за единый континент – Америку. Или Европу, Азию и Африку объединяют в один континент – Афроевразию. Очень часто, Европу и Азию объединяют в один континент – Евразию. В итоге, количество континентов на Земле, такое знакомое со школьной скамьи, меняется от четырех до семи.
Но как бы не подсчитывать количество континентов, наибольшим по площади континентом является Азия, а самым маленьким – Австралия,  если не считать Океанию.

А что в будущем?

Геологическая предыстория Пангеи – основа для будущего прогноза.

Современные материки составляли сверхконтинент Пангею, приблизительно, 300-200 млн лет назад. Текущая геологическая эпоха принадлежит фазе раздробленности, пик которой пришёлся на меловой период. На основе экстраполяции текущих геологических процессов предполагается, что через 200-300 млн лет, суша снова соберётся в единый суперконтинент. Сформировавшаяся в кайнозое (60 млн лет назад) Евразия – основа будущего сверхматерика. Наблюдаемое движение Африки позволяет утверждать, что уже через 20 млн лет, она также будет составлять единое целое с Европой, а на месте Средиземного моря сначала возникнет соляная пустыня, а потом возвысятся горные цепи, не уступающие Гималаям. Австралия также, вероятнее всего, примкнёт к Азии (через 60 млн лет). Прогнозы о дальнейших тектонических процессах, оценки факторов, которые будут влиять на движения континентов, разнятся у исследователей, поэтому существует несколько моделей складывания будущего сверхконтинента.

Возможные будущие суперконтиненты.

В будущем, Африка сольётся с Европой, Австралия и дальше будет двигаться на север и объединится с Азией, а Атлантический океан после некоторого расширения, возможно исчезнет как отдельный океан, слившись в единый суперокеан. Вот предположительный “график” образования, следующего за Пангеей, суперконтинента будущего:
1. Через 60 миллионов лет: Австралия + Афроевразия.  Северная Австралия  и восточная Азия столкнутся, с образованием горной цепи, сравнимой с ныне существующей в Гималаях.
2. Через 130 миллионов лет: Австралия + Антарктида + Афроевразия. Южная Австралия объединится с Антарктидой и Азией, которые к тому моменту уже будут составлять один континент.
3. Через 250 – 300 миллионов лет, завершится объединение всех современных континентов и возникнет суперконтинент, который современные учёные-футурологи называют либо Пангея Ультима, либо Амазия, либо Новопангея.

Видео: Суперконтинент Пангея.

Заключение.

В настоящее время, движение тектонических плит, то есть жизнь Земли, продолжается. Все описанные выше тектонические процессы несоизмеримо длительнее, чем существование нашей человеческой цивилизации. Но мысль не имеет границ, и она нас устремляет далеко вперёд в далёкое будущее – всё к новым и к новым суперконтинентам!

Источники

Использованны материалы из открытого интернета:
1. Научно-популярный журнал “Как и почему”
2. Справочник Автор 24
3. Continents in Collision: Pangea Ultima
4. Суперконтинент
5. Суперконтиненты Земли

Зоя Бомзе.