Η Γκοντβάνα ήταν πραγματικά μια υπερήπειρος
Η Γκοντβάνα ήταν πραγματικά μια υπερήπειρος. Και βοήθησε στην επανεκκίνηση της ζωής στη Γη. Εικόνα: Manuel Mata / Adobe Stock.
Πριν από περίπου 550 εκατομμύρια χρόνια, η Γη φαινόταν πολύ διαφορετική από ό,τι είναι σήμερα. Το Νότιο Ημισφαίριο κυριαρχούνταν από μια τεράστια, ενιαία ήπειρο γνωστή ως Γκοντβάνα.
Αυτή η ήπειρος αναγνωρίστηκε για πρώτη φορά από τον Αυστριακό γεωλόγο Έντουαρντ Σόις το 1885 με βάση την παρουσία ενός μοναδικού φυτικού απολιθώματος που ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά στην επαρχία Γκοντβάνα της Ινδίας. Τα απολιθώματα βρέθηκαν στη συνέχεια στην Αυστραλία, την Αφρική, την Ανταρκτική και τη Νότια Αμερική, αποδεικνύοντας ότι αυτές οι χερσαίες μάζες ήταν κάποτε συνδεδεμένες.
Αλλά το αν η Γκοντβάνα ήταν μια πραγματική «υπερήπειρος» έχει αποτελέσει αντικείμενο έντονης επιστημονικής συζήτησης τα τελευταία χρόνια.
Μια νέα εργασία στην οποία συνυπέγραψα και δημοσιεύτηκε στο Science Advances , βοηθά στην επίλυση της συζήτησης. Η ομάδα μας βρήκε ένα προηγουμένως κρυμμένο τμήμα της γης της Γκοντβάνα που τώρα είναι θαμμένο κάτω από βουνά, γεγονός που δείχνει ότι ήταν πολύ μεγαλύτερο από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως.
Τι ακριβώς είναι μια υπερήπειρος;
Η έννοια των υπερηπείρων και των υπερηπειρωτικών κύκλων προέκυψε στα μέσα της δεκαετίας του 1980, όταν οι γεωλόγοι αναγνώρισαν για πρώτη φορά κυκλικές, σε παγκόσμια κλίμακα, αλλαγές στη στάθμη της θάλασσας στο γεωλογικό αρχείο. Αυτοί οι κύκλοι χρονολογούνται τουλάχιστον 2 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.
Από τη δεκαετία του 1980, έχουν αναγνωριστεί τουλάχιστον 4 υπερήπειροι. Η νεότερη είναι η Παγγαία, η οποία σχηματίστηκε πριν από 300-250 εκατομμύρια χρόνια. Η Γκοντβάνα είναι η δεύτερη νεότερη, με ηλικία 550-500 εκατομμύρια χρόνια. Η Ροντίνια σχηματίστηκε πριν από περίπου 1 δισεκατομμύριο χρόνια και η παλαιότερη που έχει επαληθευτεί ονομάζεται Κολούμπια ή Νούνα, η οποία σχηματίστηκε πριν από 2-1,6 δισεκατομμύρια χρόνια.
Ωστόσο, η ιδιότητα της Γκοντβάνα ως υπερηπείρου έχει αμφισβητηθεί τον 21ο αιώνα. Αυτό συνέβη επειδή μια αυθαίρετη τιμή του 75% της ηπειρωτικής χερσαίας μάζας θεωρήθηκε απαραίτητη για την επίτευξη του καθεστώτος υπερηπείρου και η Γκοντβάνα αρχικά μετρήθηκε στο 64% .
Η αρχική μέτρηση της Γκοντβάνα βασίστηκε σε 5 βασικά ηπειρωτικά θραύσματα: Ινδία, Νότια Αμερική, Αφρική, Αυστραλία και Ανταρκτική. Οι επόμενες μετρήσεις περιελάμβαναν χερσαίες μάζες που εκτείνονταν από τα Απαλάχια Όρη στις Ηνωμένες Πολιτείες, μέσω της νότιας Ευρώπης, έως την Τουρκία, το Ιράν και το Πακιστάν, και στη συνέχεια συνδέονταν με την Ινδία.
Ακόμα κι έτσι, η επιπλέον χερσαία μάζα δεν ήταν επαρκής για να ενισχύσει την κατάσταση της Γκοντβάνα.
Η πραγματική κλίμακα της Γκοντβάνα
Όπως συμβαίνει συχνά στην επιστήμη, η ανακάλυψη των θαμμένων κομματιών της Γκοντβάνα από την ομάδα μας ήταν τυχαία.
Συγκεντρώναμε ένα παγκόσμιο σύνολο δεδομένων από δείγματα γρανίτη από όλο τον κόσμο για να κατανοήσουμε πώς οι βαθιές διεργασίες του φλοιού σχετίζονται με τον σχηματισμό ορυκτών. Μέρος αυτής της βαθιάς κατανόησης της Γης ήταν να προσδιοριστεί η ηλικία των πετρωμάτων από τα οποία προήλθαν οι εκτεθειμένοι γρανίτες - που βρίσκονται τώρα στην επιφάνεια.
Οι περισσότεροι γρανίτες σχηματίζονται με την τήξη παλαιότερων ηπειρωτικών πετρωμάτων. Χρησιμοποιήσαμε μια ειδική τεχνική που μετρά την ποσότητα ραδιενεργών ισοτόπων στα πετρώματα. Αυτή η τεχνική υπάρχει εδώ και αρκετές δεκαετίες, αλλά τα μεμονωμένα σημεία δεδομένων από δείγματα πετρωμάτων σπάνια απεικονίζονται σε ηπειρωτική κλίμακα. Το κάναμε αυτό σε παγκόσμια κλίμακα για να δημιουργήσουμε έναν χάρτη ηλικίας των βαθιών πετρωμάτων της Γης.
Για να δώσουμε ένα παράδειγμα, παρόλο που ορισμένοι γρανίτες σχηματίστηκαν στα Ιμαλάια μόλις πριν από 20 εκατομμύρια χρόνια, άλλοι σχηματίστηκαν πριν από 50 εκατομμύρια χρόνια. Άλλοι σχηματίστηκαν πριν από 120 εκατομμύρια χρόνια. Αλλά η ανάλυσή μας έδειξε ότι όλοι οι γρανίτες των Ιμαλαΐων προήλθαν από ένα κοινό ηπειρωτικό μπλοκ.
Αυτό το μπλοκ σχηματίστηκε περίπου 700-550 εκατομμύρια χρόνια πριν και ήταν μέρος της Γκοντβάνα.
Έχουμε εντοπίσει τα αρχικά θραύσματα της Γκοντβάνα από την Ινδία και τη νοτιοανατολική Ασία, μέσω του μεγαλύτερου μέρους της Κίνας και μέχρι το Καζακστάν. Προηγουμένως, μεγάλο μέρος αυτής της περιοχής θεωρούνταν αρχαίος πυθμένας του ωκεανού που περιείχε ηφαιστειακές νησιωτικές αλυσίδες όπως στον Ειρηνικό Ωκεανό σήμερα.
Αποδεικνύεται ότι το μεγαλύτερο μέρος αυτής της περιοχής, η οποία τώρα είναι ορεινή και καλύπτεται από νεότερους βράχους, ήταν αρχικά μέρος της Γκοντβάνα.
Αυτό το εύρημα επεκτείνει την ηπειρωτική χερσαία μάζα της Γκοντβάνα σε περίπου 80%. Με άλλα λόγια, ήταν πραγματικά μια υπερήπειρος.
Τι θα γινόταν λοιπόν αν η Γκοντβάνα ήταν μια υπερήπειρος;
Έχει σημασία ότι η Μεγάλη Γκοντβάνα ήταν μια πραγματική υπερήπειρος επειδή ο κόσμος άλλαξε αμέσως μετά τον σχηματισμό της.
Ο σχηματισμός υπερηπείρων μπορεί να επηρεάσει την παγκόσμια δυναμική, όπως το παγκόσμιο κλίμα και τη βιολογική αλλαγή, συμπεριλαμβανομένης της έκρηξης της ζωής στη Γη μεταξύ 550 και 500 εκατομμυρίων ετών πριν.
Πολλά μοντέλα έχουν επικαλεστεί συγκεκριμένες περιβαλλοντικές επιπτώσεις για την έκρηξη της Κάμβριας περιόδου , όπως είναι γνωστό αυτό το συμβάν. Ωστόσο, οι βαθιές αλλαγές απαιτούσαν μια παγκόσμια σχέση αιτίας-αποτελέσματος.
Ακόμα και τότε, η σύνδεση του παγκόσμιου κλίματος, της βιολογίας και της γεωλογίας είναι τρομακτική. Ωστόσο, άλλα ισότοπα που βρίσκονται στον άνθρακα, το οξυγόνο και το θαλασσινό νερό κατέγραφαν την ίδια αλλαγή. Έτσι, υπήρχε ένα παράδοξο που έπρεπε να αξιολογήσουμε με τις νέες μας πληροφορίες.
Όταν σχηματιζόταν η μεγαλύτερη Γκοντβάνα πριν από 750 έως 550 εκατομμύρια χρόνια, οροσειρές μεγέθους Ιμαλαΐων διέσχιζαν την υπερήπειρο. Η Γκοντβάνα ήταν μια εντελώς παγωμένη, άνυδρη χερσαία μάζα.
Ωστόσο, μόλις τα ηπειρωτικά θραύσματα συγχωνεύτηκαν, η Γη έπρεπε να αναδιαμορφώσει την τεκτονική των πλακών της. Σχηματίστηκε μια αλυσίδα ηφαιστειακού τόξου που περιέβαλλε την υπερήπειρο, εκτεινόμενη από τη Ρωσία, μέσω Κίνας, Αυστραλίας, Ανταρκτικής, Νότιας Αφρικής έως τις Άνδεις της Νότιας Αμερικής.
Αυτό το ηφαιστειακό τόξο γύρω από την Γκοντβάνα ήταν ο πρόδρομος του σημερινού Δακτυλίου της Φωτιάς γύρω από τον Ειρηνικό Ωκεανό. Είχε επίσης παρόμοιο μήκος, σχεδόν 35.000 χλμ.
Όπως και σήμερα, αυτός ο αρχαίος δακτύλιος φωτιάς συνδεόταν με συνεχείς ηφαιστειακές εκρήξεις. Απελευθέρωνε τεράστιες ποσότητες ηφαιστειακών αερίων, ιδιαίτερα υδρατμών και διοξειδίου του άνθρακα. Οι σημερινές εκπομπές αερίων από τα ηφαίστεια εκτιμώνται σε 1-4 εκατομμύρια μετρικούς τόνους υδρατμών και 150-370.000 τόνους διοξειδίου του άνθρακα ημερησίως - τα περισσότερα προέρχονται από τον Δακτύλιο της Φωτιάς.
Μόλις σχηματίστηκε ο Κάμβριος δακτύλιος της φωτιάς, η τεράστια ποσότητα αερίου που εκπέμπεται κάθε μέρα για πάνω από 50 εκατομμύρια χρόνια βοήθησε στην αλλαγή του κλίματος της Γης από παγοκύστη σε θερμοκήπιο. Και με αυτόν τον τρόπο, ήταν ο καταλύτης για τον πολλαπλασιασμό της ζωής για πρώτη φορά στον πλανήτη Γη.
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύεται από το The Conversation.
Bill Collins
Επίκουρος Καθηγητής, Σχολή Γης και Πλανητικών Επιστημών, Πανεπιστήμιο Curtin
https://nautil.us/gondwana-really-was-a-supercontinent-1284991
https://theconversation.com/gondwana-really-was-a-supercontinent-and-it-helped-kick-start-life-on-earth-291460
