羅迪尼亞大陸

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11億年前的羅迪尼亞大陸重構。

羅迪尼亞大陸Rodinia,來自俄語 Родить,誕生;或 Родина,祖國[1])是古代地球曾經存在的超大陸,由當時幾乎所有陸塊合併而成。根據板塊重構(Plate reconstruction),羅迪尼亞大陸存在於新元古代(11.5億到7億年前)。羅迪尼亞大陸是由存在於20到18億年前的哥倫比亞大陸分裂後的陸塊合併形成的[2][3]。羅迪尼亞大陸和另一個超大陸盤古大陸已經是地球歷史上廣為人所接受的曾經存在的兩個超大陸[4]

羅迪尼亞大陸在新元古代分裂,分裂的陸塊之後在3到2.5億年前合併成盤古大陸。相對於3億年前的盤古大陸,目前對羅迪尼亞大陸的地球動力狀態所知甚少。目前可以從古地磁學所提供的線索得知個別板塊在羅迪尼亞大陸時代的緯度,但當時所在的經度則要靠現已散佈在世界各地的相似地質特徵來推測。

大約7億年前成冰紀的時候,地球進入雪球地球狀態,全球溫度急遽下降。埃迪卡拉紀寒武紀的生物快速演進一般認為是因為羅迪尼亞大陸的分裂引發。

地球動力學[编辑]

古地理重建[编辑]

1970年代開始有人提出在新元古代早期地球存在一個超大陸。當時地質學家提出在當年造山帶分布於全世界的克拉通[5] 。例如北美洲的格林維爾造山帶、西伯利亞的烏拉爾造山帶和歐洲的達斯蘭亭造山帶

在這之後,有許多羅迪尼亞大陸可能的型態被提出。這些重構都是基於造山帶和克拉通的分布[6]。雖然羅迪尼亞大陸的克拉通型態已經有充分了解,但在細節上仍有許多差異,仍有賴未來古地磁學研究。

羅迪尼亞大陸的分布可能以赤道以南為中心[7]。而羅迪尼亞大陸的中心一般認為是北美克拉通勞倫大陸),在東南側則是東歐克拉通(之後形成波羅地大陸)、亞馬遜克拉通西非克拉通環繞。在南邊則是拉普拉塔克拉通聖法蘭西斯科克拉通;在西南則是剛果克拉通喀拉哈里克拉通;在東北則是澳洲大陸印度次大陸東南極克拉通。北美克拉通北方的西伯利亞大陸華北陸塊華南陸塊的位置則因為以下不同的假設而有明顯差異[8]

  • SWEAT(美國西南-東南極克拉通,Southwest US-East Antarctica craton):南極洲位於勞倫大陸西南,澳洲大陸位於南極洲北方[9]
  • AUSWUS(澳洲-美國西部,Australia-western US):澳洲大陸位於勞倫大陸西方。
  • AUSMEX(澳洲大陸-墨西哥,Australia-Mexico):澳洲位於勞倫大陸以南相對於現在墨西哥的位置。
  • Bogdanova 等人於2009年基於 Li 等人於2008年提出的華南陸塊位於勞倫大陸西岸。
  • Sears 和 Price 於2000年提出西伯利亞大陸和美國西岸經由贝尔特超群(Belt Supergroup)接壤[10]
  • 克里斯多福·史考提斯(Christopher Scotese)的假設[11][12]

羅迪尼亞大陸形成前的古地理所知甚少,古地磁和地質資料僅能讓我們完整重構羅迪尼亞大陸分裂之後的狀態[10] 。目前能確定的是羅迪尼亞大陸大約在11到10億年前形成,7億5千萬年前分裂[13]。羅迪尼亞大陸則是由超級海洋米洛維亞洋(來自俄語 мировой,全球的)環繞。

分裂[编辑]

相對於羅迪尼亞大陸的形成,目前對於羅迪尼亞大陸的分裂已經很明確了解。地殼的斷裂帶並非同時在各處發生。新元古代大量岩漿流與火山爆發的證據在每個大陸都被發現,這些是羅迪尼亞大陸在7.5億年前分裂的證據[14]。早在8億到8.5億年前[13],一道斷裂帶在今日的澳洲大陸、南極洲東部、印度、剛果克拉通、喀拉哈里克拉通之間形成,之後在勞倫大陸波羅地大陸亞馬遜克拉通西非克拉通聖法蘭西斯科克拉通也形成斷裂帶,斷裂後形成埃迪卡拉紀的阿達馬斯托洋

大約在5.5億年前埃迪卡拉紀寒武紀的分界,亞馬遜克拉通西非克拉通聖法蘭西斯科克拉通首先合併[15]。這個構造階段叫做泛非造山運動,形成了在幾億年後都相當穩定的岡瓦那大陸

大約6.1億年前,埃迪卡拉紀中期形成巨神海。巨神海東部在勞倫大陸波羅地大陸之間形成,西部則是在勞倫大陸亞馬遜克拉通之間。分裂時間和泛非造山運動的時間難以關聯。一般認為在6億到6.5億年前地球上所有大陸重新聚集形成理論上的潘諾西亞大陸

對古生物與生命影響[编辑]

不像後來的超大陸,羅迪尼亞大陸是個荒地。羅迪尼亞大陸在生命在陸地上出現前就已存在;因為當時臭氧層尚未形成,過於強烈的紫外線使陸地不適合生命生存。儘管如此,羅迪尼亞大陸對於海洋生物的影響相當明顯。

成冰紀,全地球經歷了大規模的冰河時期,平均溫度至少相當於現在最冷氣溫。羅迪尼亞大陸可能被冰河或南極冰帽覆蓋。

低溫可能使大陸分裂的效應增強。地殼底下的地熱能到達一定峰值後大陸就會開始分裂。由於溫度較高的岩石密度較小,將會被抬升至相對於週遭岩石較高的高度。這些較高的區域溫度較低,使冰不融化,也許可以解釋埃迪卡拉紀的許多冰川[14]

陸地分裂造成新的海洋,海底擴張開始,產生溫度較高,密度較低的海洋地殼。因為密度較低的關係,這些溫度較高的地殼不會沉入溫度較低,密度較高的地殼,而是向上抬升造成海平面上升,形成許多淺海。

因為海洋面積增加,蒸發量增加造成降雨量增加,加快裸露岩石的風化。 18O:16O 的同位素比例資料輸入電腦模型,顯示因為噴出岩的快速風化,增加降雨量使溫室效應減弱,造成雪球地球[16]

增加的火山活動使海洋的環境增加了許多生物的養分,在早期生命演化扮演重要角色。

參見[编辑]

注釋[编辑]

  1. ^ Li, Z. X.; Bogdanova, S. V.; Collins, A. S.; Davidson, A.; B. De Waele, R. E. Ernst, I. C. W. Fitzsimons, R. A. Fuck, D. P. Gladkochub, J. Jacobs, K. E. Karlstrom, S. Lul, L.M. Natapov, V. Pease, S. A. Pisarevsky, K. Thrane and V. Vernikovsky (2008). "Assembly, configuration, and break-up history of Rodinia: A synthesis". Precambrian Research 160: 179–210
  2. ^ Zhao, Guochun; Cawood, Peter A.; Wilde, Simon A.; Sun, M. Review of global 2.1–1.8 Ga orogens: implications for a pre-Rodinia supercontinent. Earth-Science Reviews. 2002, 59: 125–162. Bibcode:2002ESRv...59..125Z. doi:10.1016/S0012-8252(02)00073-9. 
  3. ^ Zhao, Guochun; Sun, M.; Wilde, Simon A.; Li, S.Z. A Paleo-Mesoproterozoic supercontinent: assembly, growth and breakup. Earth-Science Reviews. 2004, 67: 91–123. Bibcode:2004ESRv...67...91Z. doi:10.1016/j.earscirev.2004.02.003. 
  4. ^ Curtis, Wendy. Looking into the Expanding Universe: From the Big Bang to the Development of the Big Bang Theory. GeoBookStudio.org. 2011: 232. 
  5. ^ Dewey & Burke (1973); the name 'Rodinia' was first used in McMenamin & McMenamin (1990)
  6. ^ 關於北美洲格林維爾造山運動和歐洲達斯蘭亭運動的關聯,請參見 Ziegler (1990), p 14;而澳洲大陸馬斯格雷夫造山運動和格林維爾造山運動的關聯,請參見 Wingrave et al. (2003)。
  7. ^ Rodinia. Palaeos. [2006-03-10]. 
  8. ^ 板塊重構範例可參見 Stanley (1999), pp 336-337; Weil et al. (1998); Torsvik (2003); Dalziel (1997); Scotese (2006)
  9. ^ Goodge et al. (2008)
  10. ^ 10.0 10.1 Other Reconstructions for Rodinia based on sources for Mojavia. [20 September 2010]. 
  11. ^ Scotese, C.R. Rodinia. Paleomap Project. 
  12. ^ Torsvik et al. (2008)
  13. ^ 13.0 13.1 Torsvik (2003)
  14. ^ 14.0 14.1 McMenamin & McMenamin (1990), chapter: The Rifting of Rodina
  15. ^ 板塊重構範例請參見 Pisarevsky et al. (2008)
  16. ^ Donnadieu et al. (2004)

參考資料[编辑]

外部連結[编辑]