Peter Tucker
0 
4331
1058
Ongeveer 300 miljoen jaar geleden had de aarde geen zeven continenten, maar in plaats daarvan een enorm supercontinent genaamd Pangaea, dat werd omringd door een enkele oceaan genaamd Panthalassa..
De verklaring voor de formatie van Pangaea luidde de moderne theorie van de platentektoniek in, die stelt dat de buitenste schil van de aarde opgedeeld is in verschillende platen die over de rotsachtige schil van de aarde glijden, de mantel..
In de loop van de 3,5 miljard jaar durende geschiedenis van de planeet hebben zich verschillende supercontinenten gevormd en uiteengevallen als gevolg van karnen en circulatie in de aardmantel, die het grootste deel van het volume van de planeet uitmaakt. Dit uiteenvallen en de vorming van supercontinenten heeft de geschiedenis van de planeet ingrijpend veranderd.
"Dit is wat de hele evolutie van de planeet door de tijd heen heeft gestuurd. Dit is de belangrijkste backbeat van de planeet", zegt Brendan Murphy, professor geologie aan de St. Francis Xavier University in Antigonish, Nova Scotia..
Geschiedenis
Meer dan een eeuw geleden stelde de wetenschapper Alfred Wegener het idee voor van een oud supercontinent, dat hij Pangea noemde (soms gespeld als Pangea), nadat hij verschillende bewijsregels had verzameld..
De eerste en meest voor de hand liggende was dat de ‘continenten in elkaar passen als een tand en groef’, iets dat heel duidelijk was op elke nauwkeurige kaart, zei Murphy. Een andere veelbetekenende hint dat de continenten van de aarde allemaal één landmassa waren, komt uit het geologische record. De in Pennsylvania gevonden steenkoolafzettingen hebben een vergelijkbare samenstelling als die uit dezelfde periode in Polen, Groot-Brittannië en Duitsland. Dat geeft aan dat Noord-Amerika en Europa ooit één landmassa moeten zijn geweest. En de oriëntatie van magnetische mineralen in geologische sedimenten laat zien hoe de magnetische polen van de aarde in de geologische tijd migreerden, zei Murphy..
In het fossielenarchief, identieke planten, zoals de uitgestorven zaadvaren Glossopteris, zijn te vinden op nu zeer uiteenlopende continenten. En bergketens die nu op verschillende continenten liggen, zoals de Appalachen in de Verenigde Staten en het Atlasgebergte in Marokko, maakten allemaal deel uit van het Centrale Pangea-gebergte, gevormd door de botsing van de supercontinenten Gondwana en Laurussia.
Pangea werd gevormd door een geleidelijk proces van een paar honderd miljoen jaar. Ongeveer 480 miljoen jaar geleden begon een continent genaamd Laurentia, dat delen van Noord-Amerika omvat, samengevoegd met verschillende andere micro-continenten om Euramerica te vormen. Euramerica kwam uiteindelijk in botsing met Gondwana, een ander supercontinent dat Afrika, Australië, Zuid-Amerika en het Indiase subcontinent omvatte..
Ongeveer 200 miljoen jaar geleden begon het supercontinent uiteen te vallen. Gondwana (wat nu Afrika, Zuid-Amerika, Antarctica, India en Australië is) splitste zich eerst af van Laurasia (Eurazië en Noord-Amerika). Toen, ongeveer 150 miljoen jaar geleden, brak Gondwana uit. Volgens een artikel uit 1970 in de Journal of Geophysical Research scheurde India los van Antarctica, en Afrika en Zuid-Amerika scheidden. Ongeveer 60 miljoen jaar geleden splitste Noord-Amerika zich af van Eurazië.
Leven en klimaat
Het hebben van één enorme landmassa zou voor zeer verschillende klimaatcycli hebben gezorgd. Het binnenland van het continent kan bijvoorbeeld volkomen droog zijn geweest, omdat het was opgesloten achter enorme bergketens die alle vocht of regen blokkeerden, zei Murphy..
Maar de steenkoolafzettingen in de Verenigde Staten en Europa laten zien dat delen van het oude supercontinent nabij de evenaar een weelderig, tropisch regenwoud moeten zijn geweest, vergelijkbaar met het Amazone-oerwoud, zei Murphy. (Steenkool vormt zich wanneer dode planten en dieren wegzinken in moerassig water, waar druk en water het materiaal in turf en vervolgens steenkool veranderen.)
"De steenkoolafzettingen vertellen ons in wezen dat er overvloedig leven op het land was", vertelde Murphy .
Klimaatmodellen bevestigen dat het continentale binnenland van Pangaea extreem seizoensgebonden was, volgens een artikel uit 2016 in het tijdschrift Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. De onderzoekers in deze studie gebruikten biologische en fysieke gegevens van de Moradi Formation, een regio van gelaagde paleosolen (fossiele bodems) in het noorden van Niger, om het ecosysteem en het klimaat te reconstrueren in de periode dat Pangaea bestond. Vergelijkbaar met de hedendaagse Afrikaanse Namib-woestijn en het Lake Eyre Basin in Australië, was het klimaat over het algemeen droog met korte, terugkerende natte periodes die af en toe catastrofale plotselinge overstromingen omvatten.
Pangea bestond 100 miljoen jaar en gedurende die periode bloeiden verschillende dieren, waaronder de Traversodontidae, een familie van plantenetende dieren die de voorouders van zoogdieren omvat..
Tijdens de Perm-periode bloeiden insecten zoals kevers en libellen. Maar het bestaan van Pangaea overlapt met de ergste massa-extinctie in de geschiedenis, de Perm-Trias (P-TR) extinctie. Ook wel de Great Dying genoemd, het vond ongeveer 252 miljoen jaar geleden plaats en zorgde ervoor dat de meeste soorten op aarde uitstierven. In het begin van het Trias kwamen de archosauriërs op, een groep dieren die uiteindelijk krokodillen en vogels voortbracht, en een overvloed aan reptielen. En ongeveer 230 miljoen jaar geleden verschenen enkele van de vroegste dinosauriërs op Pangaea, waaronder theropoden, grotendeels vleesetende dinosauriërs die meestal met lucht gevulde botten en veren hadden die op vogels leken..
Fiets in de geschiedenis
De huidige configuratie van continenten is waarschijnlijk niet de laatste. Supercontinenten hebben zich verschillende keren gevormd in de geschiedenis van de aarde, maar zijn vervolgens opgesplitst in nieuwe continenten. Op dit moment trekt Australië bijvoorbeeld langzaam richting Azië, en het oostelijke deel van Afrika pelt langzaam af van de rest van het continent..
Geologen hebben gemerkt dat er een quasi-regelmatige cyclus is waarin supercontinenten zich elke 300 tot 400 miljoen jaar vormen en uiteenvallen, maar precies waarom is een mysterie, zei Murphy. Maar de meeste wetenschappers geloven dat de supercontinentcyclus grotendeels wordt aangedreven door circulatiedynamiek in de mantel, volgens een artikel uit 2010 in de Journal of Geodynamics.
Verder worden de details wazig. Hoewel de warmte die in de mantel wordt gevormd, waarschijnlijk afkomstig is van het radioactieve verval van onstabiele elementen, zoals uranium, zijn wetenschappers het er niet over eens of er minizakjes warmtestroom in de mantel zijn, of dat de hele schaal één grote warmtetransporteur is. riem, zei Murphy.
Huidig onderzoek
Wetenschappers hebben wiskundige 3D-simulaties gemaakt om de mechanismen achter continentale beweging beter te begrijpen. In een artikel uit 2017 in Geoscience Frontiers leggen wetenschappers Masaki Yoshida en M. Santhosh uit hoe ze simulaties produceerden van grootschalige continentale bewegingen sinds het uiteenvallen van Pangea 200 miljoen jaar geleden. De modellen laten zien hoe tektonische plaatbeweging en mantelconvectiekrachten samenwerkten om uit elkaar te breken en grote landmassa's te verplaatsen. Pangaea's grote massa isoleerde bijvoorbeeld de mantel eronder, waardoor mantelstromen ontstonden die het eerste uiteenvallen van het supercontinent veroorzaakten. Radioactief verval van de bovenmantel verhoogde ook de temperatuur, waardoor opwaartse mantelstromen ontstonden die het Indiase subcontinent afbraken en de noordelijke beweging op gang brachten.
Yoshida en Santos creëerden aanvullende geologische modellen om mantelconvectie en continentale bewegingspatronen 250 miljoen jaar in de toekomst te voorspellen. Deze modellen suggereren dat gedurende miljoenen jaren de Stille Oceaan zal sluiten als Australië, Noord-Amerika, Afrika en Eurazië samenkomen op het noordelijk halfrond. Uiteindelijk zullen deze continenten samensmelten en een supercontinent vormen genaamd "Amasia." De twee resterende continenten, Antarctica en Zuid-Amerika, zullen naar verwachting relatief immobiel blijven en gescheiden blijven van het nieuwe supercontinent.
Aanvullende rapportage door Carol Stoll, medewerker
Aanvullende bronnen
- ClassZone: Animatie van het uiteenvallen van Pangaea
- U.S. Geological Survey: This Dynamic Earth: The Story of Plate Tectonics
- Cornell University: verplaats de continenten! Interactieve puzzel