罗迪尼亚大陆
罗迪尼亚大陆（Rodinia，来自俄语 Родить，诞生；或 Родина，祖国[1]）是古代地球曾经存在的超大陆，这块超大陆的合并程度比较高，是由当时几乎所有陆块合并而成。根据板块重构，罗迪尼亚大陆存在于新元古代（11.5亿到7亿年前）。罗迪尼亚大陆是由存在于20到18亿年前的哥伦比亚大陆分裂后的陆块合并形成的[2][3]。罗迪尼亚大陆和另一个超大陆盘古大陆已经是地球历史上广为人所接受的曾经存在的两个超大陆[4]。
罗迪尼亚大陆在新元古代分裂，分裂的陆块之后在3到2.5亿年前合并成盘古大陆。相对于3亿年前的盘古大陆，目前对罗迪尼亚大陆的地球动力状态所知甚少。目前可以从古地磁学所提供的线索得知个别板块在罗迪尼亚大陆时代的纬度，但当时所在的经度则要靠现已散布在世界各地的相似地质特征来推测。
大约7亿年前成冰纪的时候，地球进入雪球地球状态，全球温度急遽下降。埃迪卡拉纪和寒武纪的生物快速演进一般认为是因为罗迪尼亚大陆的分裂引发。
地球动力学[编辑]
古地理重建[编辑]
1970年代开始有人提出在新元古代早期地球存在一个超大陆。当时地质学家提出在当年造山带分布于全世界的克拉通[5] 。例如北美洲的格林维尔造山带、西伯利亚的乌拉尔造山带和欧洲的达斯兰亭造山带。
在这之后，有许多罗迪尼亚大陆可能的型态被提出。这些重构都是基于造山带和克拉通的分布[6]。虽然罗迪尼亚大陆的克拉通型态已经有充分了解，但在细节上仍有许多差异，仍有赖未来古地磁学研究。
罗迪尼亚大陆的分布可能以赤道以南为中心[7]。而罗迪尼亚大陆的中心一般认为是北美克拉通（劳伦大陆），在东南侧则是东欧克拉通（之后形成波罗地大陆）、亚马逊克拉通和西非克拉通环绕。在南边则是拉普拉塔克拉通和圣法兰西斯科克拉通；在西南则是刚果克拉通和喀拉哈里克拉通；在东北则是澳洲大陆、印度次大陆和东南极克拉通。北美克拉通北方的西伯利亚大陆、华北陆块、华南陆块的位置则因为以下不同的假设而有明显差异。Bogdanova等人于2009年基于其他科学家于2008年提出的华南陆块位于劳伦大陆西岸，因此Sears和Price于2000年提出西伯利亚大陆和美国西岸经由贝尔特超群（Belt Supergroup）接壤[8]。而地质学家克里斯多福·史考提斯（Christopher Scotese）的假设如下：[9][10][11]
- SWEAT（美国西南－东南极克拉通，Southwest US-East Antarctica craton）：南极洲位于劳伦大陆西南，澳洲大陆位于南极洲北方[12]。
- AUSWUS（澳洲－美国西部，Australia-western US）：澳洲大陆位于劳伦大陆西方。
- AUSMEX（澳洲大陆－墨西哥，Australia-Mexico）：澳洲位于劳伦大陆以南，相对于现在墨西哥的位置。
罗迪尼亚大陆形成前的古地理所知甚少，古地磁和地质资料仅能让我们完整重构罗迪尼亚大陆分裂之后的状态[8] 。目前能确定的是罗迪尼亚大陆大约在11到10亿年前形成，7亿5千万年前分裂[13]。罗迪尼亚大陆则是由超级海洋米洛维亚洋（来自俄语 мировой，全球的）环绕。
分裂[编辑]
相对于罗迪尼亚大陆的形成，目前我们对于罗迪尼亚大陆的分裂已经足够了解。地壳的断裂带并非同时在各处发生。新元古代大量岩浆流与火山爆发的证据在每个大陆都被发现，这些是罗迪尼亚大陆在7.5亿年前分裂的证据[14]。早在8亿到8.5亿年前[13]，一道断裂带在今日的澳洲大陆、南极洲东部、印度、刚果克拉通、喀拉哈里克拉通之间形成，之后在劳伦大陆、波罗地大陆、亚马逊克拉通、西非克拉通、圣法兰西斯科克拉通也形成断裂带，断裂后形成埃迪卡拉纪的阿达马斯托洋。
一般认为在6亿到6.5亿年前地球上所有大陆重新聚集形成理论上的潘诺西亚大陆。
大约6.1亿年前，埃迪卡拉纪中期形成巨神海。巨神海东部在劳伦大陆和波罗地大陆之间形成，西部则是在劳伦大陆和亚马逊克拉通之间。分裂时间和泛非造山运动的时间难以关联。
大约在5.5亿年前埃迪卡拉纪和寒武纪的分界，亚马逊克拉通、西非克拉通、圣法兰西斯科克拉通首先合并[15]。这个构造阶段叫做泛非造山运动，形成了在几亿年后都相当稳定的冈瓦那大陆。
对古生物与生命影响[编辑]
不像后来的超大陆，罗迪尼亚大陆是个荒地。罗迪尼亚大陆在生命登上陆地前就已存在；因为当时臭氧层尚未形成，过于强烈的紫外线使陆地不适合生命生存。尽管如此，罗迪尼亚大陆对于海洋生物的影响相当明显。
在成冰纪，全地球经历了大规模的冰河时期，平均温度至少相当于现在最冷气温。罗迪尼亚大陆可能被冰河或南极冰帽覆盖。
低温可能使大陆分裂的效应增强。地壳底下的地热能到达一定峰值后大陆就会开始分裂。由于温度较高的岩石密度较小，将会被抬升至相对于周遭岩石较高的高度。这些较高的区域温度较低，使冰不融化，也许可以解释埃迪卡拉纪的许多冰川[14]。
陆地分裂造成新的海洋，海底扩张开始，产生温度较高，密度较低的海洋地壳。因为密度较低的关系，这些温度较高的地壳不会沉入温度较低，密度较高的地壳，而是向上抬升造成海平面上升，形成许多浅海。
因为海洋面积增加，蒸发量增加造成降雨量增加，加快裸露岩石的风化。 18O:16O 的同位素比例资料输入电脑模型，显示因为喷出岩的快速风化，增加降雨量使温室效应减弱，造成雪球地球[16]。
增加的火山活动使海洋的环境增加了许多生物的养分，在早期生命演化扮演重要角色，早期大陆的移动所带来的影响一定程度上启动了显生宙。
参见[编辑]
注释[编辑]
- ^ 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
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ Curtis, Wendy. Looking into the Expanding Universe: From the Big Bang to the Development of the Big Bang Theory. GeoBookStudio.org. 2011: 232.
- ^ Dewey & Burke (1973); the name 'Rodinia' was first used in McMenamin & McMenamin (1990)
- ^ 关于北美洲格林维尔造山运动和欧洲达斯兰亭运动的关联，请参见 Ziegler (1990), p 14；而澳洲大陆马斯格雷夫造山运动和格林维尔造山运动的关联，请参见 Wingrave et al. (2003)。
- ^ Rodinia. Palaeos. [2006-03-10]. （原始内容存档于2009-02-18）.
- ^ 8.0 8.1 Other Reconstructions for Rodinia based on sources for Mojavia. [20 September 2010]. （原始内容存档于2012-09-29）.
- ^ Scotese, C.R. Rodinia. Paleomap Project. [2012-05-09]. （原始内容存档于2021-04-11）.
- ^ Torsvik et al. (2008)
- ^ 板块重构范例可参见 Stanley (1999), pp 336-337; Weil et al. (1998); Torsvik (2003); Dalziel (1997); Scotese (2006)
- ^ Goodge et al. (2008)
- ^ 13.0 13.1 Torsvik (2003)
- ^ 14.0 14.1 McMenamin & McMenamin (1990), chapter: The Rifting of Rodina
- ^ 板块重构范例请参见 Pisarevsky et al. (2008)
- ^ Donnadieu et al. (2004)
参考资料[编辑]
- Bogdanova, S. V.; Pisarevsky, S. A.; Li, Z. X. Assembly and Breakup of Rodinia (Some Results of IGCP Project 440). Stratigraphy and Geological Correlation. 2009, 17 (3): 259–274. Bibcode:2009SGC....17..259B. ISSN 0869-5938. doi:10.1134/S0869593809030022.
- Dalziel, I.W.D. Neoproterozoic-Paleozoic geography and tectonics: Review, hypothesis, environmental speculation. Geological Society of America Bulletin. 1997, 109 (1): 16–42. doi:10.1130/0016-7606(1997)109<0016:ONPGAT>2.3.CO;2.
- Dewey, J.F.; Burke, K.C. Tibetian, Variscan, and Precambrian basement reactivation: products of continental collision. Journal of Geology. 1973, 81 (6): 683–692. Bibcode:1973JG.....81..683D. doi:10.1086/627920.
- Donnadieu, Y.; oddéris, Y.; Ramstein, G.; Nédélec, A.; Meert, J.G. A 'snowball Earth' climate triggered by continental break-up through changes in runoff. Nature. 2004, 428 (6980): 303–306. Bibcode:2004Natur.428..303D. PMID 15029192. doi:10.1038/nature02408.
- Goodge, J. W.; Vervoort, J. D.; Fanning, C. M.; Brecke, D. M.; G. L. Farmer; I. S. Williams; P. M. Myrow; D. J. DePaolo. A positive test of East Antarctica–Laurentia Juxtaposition within the Rodinia supercontinent. Science. 2008, 321 (5886): 235–240. Bibcode:2008Sci...321..235G. ISSN 0036-8075. PMID 18621666. doi:10.1126/science.1159189.
- 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; V. Vernikovsky. Assembly, configuration, and break-up history of Rodinia: A synthesis (PDF). Precambrian Research. 2008, 160: 179–210 [2012-05-09]. doi:10.1016/j.precamres.2007.04.021. （原始内容 (PDF)存档于2016-03-04）.
- McMenamin, M.A.; McMenamin, D.L. The Emergence of Animals. 1990. ISBN 0-231-06647-3.
- Meert, J.G.; Torsvik, T.H. The making and unmaking of a Supercontinent: Rodinia revisited (PDF). Tectonophysics. 2003, 375: 261–288. Bibcode:2003Tectp.375..261M. doi:10.1016/S0040-1951(03)00342-1. （原始内容 (PDF)存档于2012-07-03）.
- Pisarevsky, S.A.; Murphy, J.B.; Cawood, P.A.; Collins, A.S. Late Neoproterozoic and Early Cambrian palaeogeography: models and problems. Geological Society of London, Special Publications. 2008, 294: 9–31. doi:10.1144/SP294.2.
- Scotese, C.R. More Information About the Late Precambrian. Paleomap Project. [2006-03-10]. （原始内容存档于2013-03-14）.
- Sears, J.W.; Price, R.A. New look at the Siberian connection: No SWEAT. Geology. 2000, 28 (5): 423–426. Bibcode:2000Geo....28..423S. ISSN 0091-7613. doi:10.1130/0091-7613(2000)28<423:NLATSC>2.0.CO;2.
- Stanley, S.M. Earth System History. W.H. Freeman & Co. 1999. ISBN 0-7167-2882-6.
- Torsvik, T.H. The Rodinia Jigsaw Puzzle (PDF). Science. 30 May 2003, 300 (5624): 1379–1381. PMID 12775828. doi:10.1126/science.1083469. （原始内容 (PDF)存档于2012年7月3日）.
- Torsvik, T.H.; Gaina, C.; Redfield, T.F. Antarctica and Global Paleogeography: From Rodinia, through Gondwanaland and Pangea, to the birth of the Southern Ocean and the opening of gateways (PDF). Cooper, A. K., P. J. Barrett, H. Stagg, B. Storey, E. Stump, W. Wise, and the 10th ISAES editorial team et al (编). Antarctica: A Keystone in a Changing World. Proceedings of the 10th International Symposium on Antarctic Earth Sciences. Washington, DC: The National Academies Press. 2008: 125–140. （原始内容 (PDF)存档于2011-07-23）.
- Weil, A.B.; Van der Voo, R.; Mac Niocaill, C.; Meert, J.G. The Proterozoic supercontinent Rodinia: paleomagnetically derived reconstructions for 1100 to 800 Ma. Earth and Planetary Science Letters. 1998, 154: 13–24. Bibcode:1998E&PSL.154...13W. doi:10.1016/S0012-821X(97)00127-1.
- Wingate, M.T.D.; Pisarevsky, S.A.; Evans, D.A.D. Rodinia connections between Australia and Laurentia: no SWEAT, no AUSWUS?. Terra Nova. 2002, 14 (2): 121–128. doi:10.1046/j.1365-3121.2002.00401.x.
- Ziegler, P.A. Geological Atlas of Western and Central Europe 2. Shell Internationale Petroleum Maatschappij BV. 1990. ISBN 90-6644-125-9.
外部链接[编辑]
- Svenningsen, Olaf. Rodinias uppkomst och sönderbrytande. 2009. （原始内容存档于2012年4月28日）.
- "Dance of the Giant Continents: Washington's Earliest History" （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- IGCP Special Project 440: mapping Proterozoic supercontinents, including Rodinia
- PALEOMAP Project: （页面存档备份，存于互联网档案馆） Plate Tectonic Animations (java)
- [1] （页面存档备份，存于互联网档案馆） by Dean Praetorius
