2007年10月9日星期二

難得一見,远古世界(四)

远古世界地图,形成於11亿年前的超大陆



盘古大陆(Pangea)在侏儸纪中期开始分裂,到了侏儸纪晚期,中央大西洋(Central Atlantic Ocean)已经张裂成一狭窄的海洋,把北美与北美东部分隔开来。东冈瓦那(Gondwana)也同时与西冈瓦那开始分裂。



在白垩纪时期,南大西洋(South Atlantic Ocean)张开。印度(India)从马达加斯加(Matagascar)分离开来,并加速向北,往欧亚大陆(Eurasia)碰撞的地点前进。值得注意的是北美洲(North America)与欧洲此时仍然相连,而且澳洲大陆 (Australia)此时也还属於南极洲(Antarctica)的一部份。

盘古大陆(Pangea)分裂的第二个阶段开始於白垩纪的早期,大约一亿四千万年前。冈瓦那大陆(Gondwana)不断地变得破碎,包括南大西洋的张裂,隔开了南美和非洲;以及印度和马达加斯加一起从南极洲漂移开来;还有发生在澳洲西缘的东印度洋张裂等等。此时的南大西洋并没有立刻打开,而是像拉开拉链一般地由南向北渐渐张开。这也是为什麼南大西洋比较宽的原因。

另外有一些重要的板块运动事件也发生於白垩纪时期。这包括:北美与欧洲开始漂移开来,伊伯利亚半岛(Iberia)以逆时针方向旋转离开法国(France),印度从马达加斯加分离开来,古巴(Cuba)与希斯盘纽拉(Hispaniola,西印度群岛)从太平洋 (Pacific Ocean)衍生出来,洛矶山脉(Rocky mountains)的抬升,外来的陆块蓝格尔(Wrangellia,阿拉斯加附近)、史提金尼亚(Stikinia,加拿大附近)到达北美洲西缘。

白垩纪时期全球的气候与侏儸纪、三叠纪时期类似,比今天要温暖许多。恐龙与棕榈树可以出现在今天的北极圈(Artic),南极(Antarctica)以及澳洲(Australia)南部地区。虽然早白垩纪时期的极区可能会有一些冰帽存在,但是整个中生代都没有任何大规模的冰帽出现过。

白垩纪时期这样温和的天气状况,部分是因为浅海覆盖了大部分的陆地所导致。温暖的海水从赤道地区可以被往北输送,为极区带来温暖。这些浅海同时也使得部分地区的气候变得温和,就像今天的地中海可以改善欧洲的气候一样有用。

由於当时海水面的高度要比今天高出100~200公尺,使得这些浅海得以覆盖许多陆地。造成高海水面的部分原因是由於新海盆开始张裂,大洋中的中洋脊取代了海水,使得海水溢到陆地上来。白垩纪同时也是海盆迅速张裂的时期,由於它们宽阔的外形和和迅速扩张的中洋脊取代更多的海水,因此在海床迅速扩张的时期,海水面会趋於上升。



白垩纪晚期
眼睛标志的位置指出了恰克斯拉伯(Chicxulub)撞击的地点,这个直径10 mile(16 km)大小的彗星撞击结果,导致全球气候的变迁,杀死了恐龙以及其他许多形式的生命。海洋在白垩纪晚期便得更为宽阔,而印度(India)也越来越接近亚洲(Asia)的南缘。



大约在五千万到五千五百万年前,印度(India)开始撞上亚洲大陆(Asia),形成了西藏高原(Tibetan)和西马拉雅山(Himalayas)。原本与南极大陆(Antarctica)相连的澳洲陆地(Australia),也在此时开始迅速向北漂移。

盘古大陆(Pangea)分裂的第三个阶段,也是最後一个阶段,在新生代早期开始发生。北美(North America)与格陵兰(Greenland) 从欧洲(Europe)漂移开来,南极大陆释放出澳洲陆块,正如同五千万年前释放出的印度板块,後来迅速向北移动并撞上亚洲的东南位置。今天大部分的张裂活动,都是发生在两千万年前,包括有:红海(Red Sea)的张裂使阿拉伯半岛(Arabia)自非洲(Africa)漂移开来,东非张裂系统的产生,日本海(Japan Sea)的张裂,让日本往东移动进入太平洋(Pacific Ocean),以及加里福尼亚湾 (Gulf of California)的开启,使得墨西哥(Mexico)北部及加州(California)一起往北运动。

虽然许多新的海盆在新生代时张开,但是过去六千六百万年以来的地球历史可以说是各大陆在激烈碰撞的时期。其中最具代表性的碰撞就是大约五千万年前印度撞上欧亚大陆的事件。

在白垩纪晚期的时候,印度是以每年15 - 20cm的速度在接近欧亚大陆,这可以说是板块运动速度的世界记录了。经过白垩纪晚期与边缘岛弧的碰撞之後,北印度(Great India, 大印度)开始隐没到欧亚大陆之下,抬起了西藏高原。令人惊奇的是亚洲,甚至印度,由碰撞所造成地壳变动的作用至今仍然持续著,这是因为印度是一片固态的大陆地壳岩石圈「骑」在主要由较坚硬的海洋地壳岩石圈所构成的板块之上,而另一方面亚洲则是由较松散的大陆碎块接合、拼凑而成。因此在碰撞带(或称缝合带)的地区,由於欧亚大陆内这些碎块与碎块之间仍然热络,而很容易产生反应。於是当印度撞上亚洲的时候,这些大陆碎块便沿著滑移断层(顺著老的缝合带)被挤往北边和东边,而沿著这些断层所发生的地震则至今仍然持续著。

印度与亚洲的碰撞其实只是古地中海 (Paleo-Tethys Ocean)在闭合过程中一系列大陆与大陆碰撞的一部份罢了。从东到西所有的大陆与大陆之间碰撞包括有:西班牙 (Spain)与法国(France)的碰撞,形成了本宁山脉(Pyrenees);义大利(Italy)、法国与瑞士(Switzerland)的碰撞形成了阿尔卑斯山(Alps);希腊(Greece)、土耳其(Turkey)与巴尔干省(Balkan)的碰撞,形成了西奈山(Hellenide)和底那瑞(Dinaride);阿拉伯半岛与伊朗(Iran)的碰撞;以及最後、也是最年轻的碰撞-澳洲(Australia)撞上了印尼群岛 (Indonesia)。



二千万年前,南极洲(Antarctica)整个被冰雪所覆盖,同时北方的大陆也开始迅速冷却。世界看起来已经和今天非常类似,不过佛罗里达州(Florida)和亚洲(Asia)的一部份则还是在海洋的覆盖下。

由於大陆岩石圈受到水平方向的压力,导致了大陆碰撞阶段的山脉抬升作用。虽然此时大陆仍然占据相同的体积,但是它们的表面积则会稍微地减少。於是就全球的尺度来看,在新生代的期间因为大陆被消耗,造成了海盆面逐渐增加的结果,也正因为海盆渐渐增大,容纳海水量变多的缘故,使得海水面在过去六千六百万年来持续下降,一般来说在大陆互相碰撞的年代(包括泥盆纪早期、泥炭纪晚期、二叠纪和三叠纪),海水面都比较低。

在低海水面大陆碰撞聚合的年代里,陆生植物在大陆间的迁徙路线也被开启,地球的气候变得更具季节性,更重要的是地球的气候趋向冷却下来,这多半肇因於陆地区倾向将太阳能反射回太空,而海洋则是把太阳能吸收,同时由於陆地的聚集使得永冻冰层的范围得以扩大雪的冰层,将反射更多的能量回太空。因此大陆上冰原一旦形成,理所当然的地使海水面更加降低,於是导致陆地的范围更大,地球变得更冷,更多的冰在陆地上形成,一直循环下去。在这里我们可以学到一个事实,那就是一旦地球开始变冷(或变热),正向回馈的机制就会把地球气候系统推向愈来愈冷(或愈热)的境地。在新生代的後半,地球开始变冷,冰原首次在南极洲形成,然後分布到北半球,於是过去五百年来,地球是进入了一个大冰期的年代。在地球的历史上只有少数几个时期曾经像过去五百万年来这麼冷。

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