Пангея — это название суперконтинента, который существовал на Земле примерно от 320 до 195 миллионов лет назад. В те времена Земля не была разделена на семь современных континентов. Вместо этого существовал один гигантский континент, окруженный единым океаном, который носил название Панталасса.
За свою 4,5-миллиардную историю наша планета пережила формирование и распад нескольких суперконтинентов. Изучение происхождения Пангеи привело к появлению современной теории тектоники плит. Согласно этой теории, земная кора разделена на несколько крупных плит, которые перемещаются по скалистой мантии — слою, составляющему 84% объема Земли.
Пангея была самым последним из существовавших суперконтинентов. До нее существовали Родиния и Колумбия (также известная как Нуна). Еще раньше, до того как стать частью Пангеи, на Земле существовал огромный массив суши, известный как Гондвана. Однако вопрос о том, можно ли считать его суперконтинентом, до сих пор остается предметом дискуссий.
История Пангеи
Более ста лет назад немецкий метеоролог и геофизик Альфред Вегенер выдвинул гипотезу о древнем суперконтиненте под названием Пангея. Он собрал множество доказательств в поддержку своей теории.
- Одним из наиболее очевидных подтверждений того, что когда-то континенты были единым целым, является их расположение относительно друг друга.
- Также важную роль играет геологическая летопись, которая хранит информацию о развитии Земли на протяжении миллионов лет. Например, залежи угля, найденные в Пенсильвании, по составу похожи на те, что были обнаружены в Польше, Великобритании и Германии в тот же период времени. Это свидетельствует о том, что в прошлом Северная Америка и Европа были соединены.
- Кроме того, анализ ориентации магнитных минералов в геологических отложениях позволяет узнать, как менялись магнитные полюса Земли с течением времени.
- В летописи окаменелостей можно найти удивительные доказательства того, что идентичные растения, например, вымерший семенной папоротник Glossopteris, обитали на совершенно разных континентах в далеком прошлом.
- Горные цепи, которые сейчас находятся на разных континентах, такие как Аппалачи в США и Атласские горы, простирающиеся через Марокко, Алжир и Тунис, были частями Центральных гор Пангеи. Эти горы возникли в результате столкновения двух суперконтинентов — Гондваны и Лавруссии.
Слово «Пангея» происходит от греческих слов «пан», что означает «все», и «гея», или «Земля». Согласно онлайн-этимологическому словарю, это слово можно перевести как «всеобщая земля». Суперконтинент Пангея сформировался в результате длительного процесса, который занял несколько сотен миллионов лет.
В ранний фанерозойский период, который начался 541 миллион лет назад и продолжается до сих пор, почти все континенты были расположены в Южном полушарии. Самый крупный континент того времени — Гондвана — простирался от Южного полюса до экватора.
Северное полушарие в основном было покрыто океаном Панталассой. Другой океан, названный в честь мифического титана Япета, находился между палеоконтинентами Лаврентия, Балтика и Гондвана.
В ордовикский период, который длился с 485 по 444 миллиона лет назад, началось закрытие океана Япет. К силурийскому периоду, который продолжался с 444 по 419 миллионов лет назад, океан полностью исчез. В это время Балтика и Авалония столкнулись с Лаврентией, образовав новый континент Лавруссия.
Около 320 миллионов лет назад произошло столкновение тектонических плит, в результате которого сформировался суперконтинент Пангея. Однако Пангея не была монолитной, как многие думают. Она никогда не объединяла все континенты одновременно.
Например, океан Палеотетис, который находился к востоку от Пангеи, оставался широким на протяжении всего каменноугольного периода (359-299 миллионов лет назад). Он служил своеобразным барьером между суперконтинентом и соседними крупными независимыми азиатскими террейнами, включая Тарим, Северный Китай, Южный Китай и Аннамию.
Позже, в течение пермского периода (299-251 миллионов лет назад), многие бывшие перигондванские террейны отделились от северо-восточной окраины Гондваны, что привело к образованию океана Неотетис.
Когда Пангея распалась на части?
Пангея начала распадаться примерно 195 миллионов лет назад в начале юрского периода. В этот период между континентами открылись первые океанические просторы, в частности, Центральная часть Атлантического океана. Распад происходил в основном по уже существующим границам.
Первым отделился суперконтинент Гондвана, в состав которого входили Африка, Южная Америка, Антарктида, Индия и Австралия. Затем, около 150 миллионов лет назад, начался распад Гондваны. Индия отделилась от Антарктиды, Африка и Южная Америка разделились. Около 60 миллионов лет назад от Евразии отделилась Северная Америка.
Климат Пангеи
Объединение всех этих континентов в один суперконтинент создавало разнообразные климатические условия. Например, внутренняя часть континента, вероятно, была очень сухой, так как её закрывали массивные горные цепи, блокировавшие влагу и осадки.
Однако наличие залежей угля в США и Европе указывает на то, что части древнего суперконтинента, расположенные вблизи экватора, были пышными тропическими лесами, напоминающими джунгли Амазонки. Уголь образуется, когда мёртвые растения и животные погружаются в болотистую воду, где под давлением и воздействием воды материал превращается в торф, а затем в уголь.
Климатические модели подтверждают, что внутренняя часть Пангеи была чрезвычайно сезонной. Исследователи использовали биологические и физические данные из формации Моради, региона с слоистыми палеопочвами на севере Нигера, чтобы реконструировать экосистему и климат периода существования Пангеи. Климат был похож на современные африканские пустыни Намиб и бассейн озера Эйр в Австралии. В целом, он был засушливым с короткими повторяющимися периодами дождей, иногда сопровождавшимися катастрофическими внезапными наводнениями.
Климат также влиял на места обитания животных. В конце триаса рептилоидные животные семейства Procolophonidae жили в одном регионе, а родственники млекопитающих, известные как цинодонты, обитали в другом. Цинодонты населяли тропическую область Пангеи, где дважды в год шли муссонные дожди. На севере проколофониды жили в регионах с умеренным климатом, где дождь шел только раз в год. По мнению исследователей, цинодонтам, вероятно, требовалась богатая водой территория, что ограничивало их передвижения по Пангее.
Животный мир Пангеи
Пангея существовала более ста миллионов лет, и в течение этого времени некоторые группы животных процветали.
В пермский период особенно активно развивались насекомые, такие как жуки и стрекозы, а также предки млекопитающих – синапсиды.
Однако существование Пангеи пришлось на период самого масштабного массового вымирания в истории – пермско-триасового вымирания, также известного как Великое вымирание. Это событие произошло около 252 миллионов лет назад и привело к исчезновению 96% всех морских и около 70% наземных видов.
В начале триасового периода наступил расцвет архозавров – группы животных, которые в конечном итоге дали начало крокодилам, птицам и множеству других рептилий, включая птерозавров.
Примерно 230 миллионов лет назад на территории Пангеи появились одни из самых ранних динозавров, включая тероподов – в основном плотоядных динозавров с наполненными воздухом костями и перьями, похожими на птичьи.
Цикл в истории
Конфигурация континентов, которую мы наблюдаем сегодня, вероятно, не будет вечной. В истории Земли уже было несколько периодов, когда суперконтиненты формировались, а затем распадались на отдельные фрагменты. Например, Австралия сейчас медленно приближается к Азии, а восточная часть Африки постепенно отдаляется от остальной части континента.
Основываясь на формировании предыдущих суперконтинентов в докембрийскую эпоху (около 4,5 миллиарда — 541 миллион лет назад), ученые предполагают, что суперконтиненты появляются примерно каждые 750 миллионов лет.
Большинство ученых считают, что цикл развития суперконтинента в значительной степени зависит от динамики циркуляции вещества в мантии. Хотя тепло в мантии, вероятно, образуется из-за радиоактивного распада нестабильных элементов, таких как уран, ученые до сих пор не могут прийти к единому мнению о том, существуют ли внутри мантии отдельные источники теплового потока или же вся мантия представляет собой одну большую «тепловую ленту».
Текущие исследования о Пангее
Исследователи создали трехмерную математическую модель, чтобы лучше понять, как происходило движение материков после распада древнего суперконтинента Пангеи около 200 миллионов лет назад.
Модель показывает, как тектонические плиты и силы мантийной конвекции влияли на процессы разрушения и смещения больших участков суши. Например, мощная Пангея изолировала находящуюся под ней мантию, что привело к возникновению потоков в мантии и первоначальному распаду суперконтинента. Кроме того, радиоактивный распад верхней мантии повысил ее температуру, вызвав восходящие потоки в мантии. Эти потоки отделили Индийский субконтинент и начали его движение на север.
Исследователи также разработали дополнительные геологические модели, которые позволяют прогнозировать движение мантии и континентов в будущем. Согласно этим моделям, через 250 миллионов лет Тихий океан исчезнет, так как Австралия, Северная Америка, Африка и Евразия объединятся в Северном полушарии, сформировав новый суперконтинент, который получит название «Амасия». Ожидается, что два оставшихся континента — Антарктида и Южная Америка — останутся неподвижными и не сольются с новым суперконтинентом.
Кроме того, был предложен еще один возможный суперконтинент — Пангея Ультима. В этом случае Атлантический и Индийский океаны сомкнутся, а Америка соединится с Европой и Африкой, образовав единый массив суши.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience в 2023 году, показало, что формирование Пангеи Ультимы, также известной как Пангея Проксима, может создать благоприятные условия для жизни млекопитающих на Земле.
Ученые смоделировали климат на этом гипотетическом суперконтиненте и обнаружили, что там будет значительно жарче, чем на современной Земле. Большая территория суши не будет испытывать охлаждающего эффекта океана, а стареющее солнце будет более активным, что приведет к большему поглощению его излучения Землей. Кроме того, вулканическая активность, вызванная столкновением континентов, приведет к массовому выбросу CO2. Исходя из этих факторов, ученые подсчитали, что только 8% территории Пангеи Ультима будут пригодны для обитания млекопитающих.