7亿年前的罗迪尼亚超级大陆
7亿年前还有一个超级大陆,罗迪尼亚超级大陆。地球在距今5.4亿年以后有了比较高级的生命,在此以前叫隐生宙,是没有生命的。
为了解释这个现象,我们就要恢复这个超级大陆,所有的证据都取决于岩石的记录。
越古老的岩石,被改造得越强,恢复起来也就越难。1970年科学家提出一个假设,认为7亿年前存在一个超级大陆,将其命名为罗迪尼亚超级大陆,2008年的时候,才有了非常好的制约。
我们知道罗迪尼亚超级大陆有什么意义呢?主要是对于探索生命起源有非常大的作用。
7亿年前,超级大陆彻底改变了全球的气候和环境。当时整个地球被冰雪覆盖,在冰雪覆盖下,海里面就增加了丰富的营养物质,所以在埃迪卡拉纪就孕育了极为丰富的生命,也有足够的养分让生命延续,这就是生命大爆发很主要的因素。
罗迪尼亚这个名字是什么意思呢?本身就是孕育生命的意思,这是1970年麦考林夫妇在西伯利亚研究的过程中提出的名字,这是一个俄语的词。
18亿年前的哥伦比亚超级大陆
18亿年前还有一个叫哥伦比亚超级大陆,1997年,哈佛大学的霍夫曼教授提出了这个概念。
大家可以看到这张图,是从1500Ma开始,为什么从这个时候开始?因为再往前的历史是不明确的。
这张图是2017年在网上发布的,地球上是有板块构造的,板块构造是区分地球和其他所有星球的关键标志。
但是,板块构造并不是地球一诞生就有了,是地球演化到了一定时期才有的一个特征。18亿年前超级大陆的重建,对于板块构造的起源、启动是非常重要的。
这个图最早只到15亿年前,是因为我们对18亿年前的超级大陆还没有很好的制约。
因此,我的团队在2015年的时候,对华北地区,北京到山西、东北、河南这一区域,进行了研究。
哥伦比亚超级大陆
我们发现华北区域在地球历史上跟西伯利亚非常相似,它们有可能18亿年前是连在一起的。我们的研究工作就是对中国一个最古老的小的陆块,在18亿年前处于什么样的位置进行了推测,对18亿年前的超级大陆重建有一些小小的推动作用。
超级大陆旋回是地球进入“中年”后的主旋律
地球有45.5亿年历史,在20亿年前第一个超级大陆才出现,这是有比较充分的证据支持的。20亿年以前有没有超级大陆呢?目前还没有很明确的证据。
2014年,澳大利亚的科学家Peter Cawood教授将18亿-8亿年的地球,命名为地球的中年期。地球进入中年期以后,出现了若干次的超级大陆,每一次超级大陆都进一步把地球往更加宜居的方向来调节。
比如,人类等很多生物是需要很多氧气才能生存的,但是在地球早期,氧气是非常稀薄的,大气也非常稀薄。哥伦比亚超级大陆汇聚的过程中,大气中的氧气短时间内增加了很多。
在形成第二次超级大陆的时候,也就是形成罗迪尼亚超级大陆时,地球开始孕育生命。在第三次超级大陆的时候,有一个特殊的现象,就是海底的生命出现了一次大灭绝,导致现在山西等地有很多的石油和煤,这些能源矿产就是这次海洋的生物大灭绝所造成的。
现在地球上并没有超级大陆,但是我们生活在超级大陆汇聚的过程中。印度和欧亚大陆碰撞形成了喜马拉雅山,阿拉伯和欧亚大陆碰撞形成了扎格罗斯山,非洲正在和欧亚大陆碰撞。正是因为这些碰撞,在非洲起源的人类,可以走出非洲,迁移到世界各地。
未来还有超级大陆吗
我们说“天下大势,合久必分,分久必合”,这是元末明初的罗贯中在《三国演义》中提出来的,是他对历史经验的总结。
其实我们把这段话放在地球演化的历史上也可以看到,所有的大陆也是分分合合,聚聚散散。
美国哈佛大学Paul Hoffman教授在1999年预测未来还有一次超级大陆,他给这个超级大陆起了名字——美亚超级大陆。
也就是说美洲和亚洲碰撞将形成下一次的超级大陆。但是现在争议的问题是,美洲和亚洲会通过哪种方式碰撞?
有一种方式是我们中间的大西洋先闭合;还有一种方式,是太平洋先闭合,形态不一样。
可以看到,美洲和亚洲是一定要碰撞的,具体是怎么碰撞,还有待时间的检验,而下一次超级大陆的出现是在2.5亿年以后。
通过地球物理的方法我们可以知道,地球半径有6000多千米,但是我们现在直接观测到的证据还很少。
人类向地下钻孔,现在能够直接观测到的最深的深度,是12.3千米。
1950年,“海底扩张之父”Harry Hess向美国国会游说,希望他们支持打穿莫霍面的计划。
不过,人类到现在还没有打穿莫霍面。我们现在发现大洋中最浅的地方莫霍面,只有3千米。但是就是这3千米的莫霍面,打穿地壳的计划,我们到现在还没有实现。
我们研究所也有同事参与了这个伟大的计划。现在我们人类还没有打穿最浅的这个界面,对于更深部的观测也非常非常少。
上天不易、入地更难,仰望星空、脚踏实地
这张图也是告诉我们,地球的深部有很多未知的东西,还亟待广大的朋友们投身到地球科学的研究中。
毛主席跟我们说:“广阔天地,大有作为“。在这个充满奇迹的地球上,我们现在只是在地表很浅的地方进行研究,地球深部肯定蕴含了更深刻、更神秘的东西。
所以,我希望未来能有更多朋友投身到地球科学和行星研究中,谢谢大家!