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古地理学专栏 看看地球在古生代-中生代-新生代-未来是怎么一个模样

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晚侏罗世

盘古大陆开始张裂


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  盘古大陆(Pangea)在侏罗世中期开始分裂,到了晚侏罗世,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。




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白垩世

新的海洋开始形成


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  在白垩世时期,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)此时也还属于南极洲(Antarctica)的一部份。




 盘古大陆(Pangea)分裂的第二个阶段开始于白垩世的早期,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。这也是为什么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于白垩世时期。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。  

  白垩世时期全球的气候与侏罗世、三叠世时期类似,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。虽然早白垩世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。  

  白垩世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。  

  由于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于新海盆开始张裂,大洋中的中洋脊取代了海水,使得海水溢到陆地上来。白垩世同时也是海盆迅速张裂的时期,由于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,海水面会趋于上升。

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K/T灭绝

恐龙的末日新生代


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  黄色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,杀死了恐龙以及其它许多形式的生命。海洋在白垩世晚期便得更为宽阔,而印度(India)也越来越接近亚洲(Asia)的南缘。

 




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早新生代

印度开始撞击亚洲大陆


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   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,也是最后一个阶段,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,后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后,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着,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,由于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。于是当印度撞上亚洲的时候,这些大陆碎块便沿着滑移断层(顺着老的缝合带)被挤往北边和东边,而沿着这些断层所发生的地震则至今仍然持续着。

  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);意大利(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;以及最后、也是最年轻的碰撞-澳洲(Australia)撞上了印度尼西亚群岛(Indonesia)。

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中新世

世界呈现一个新的配置


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  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。




 由于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。于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(包括泥盆世早期、泥炭世晚期、二叠世和三叠世),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,这多半肇因于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,同时由于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,于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。在新生代的后半,地球开始变冷,冰原首次在南极洲形成,然后分布到北半球,于是过去五百年来,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么冷。

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末次冰期


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  地球在过去三千万年来,进入了「冰室」的气候环境

 



 当地球处在它的\'冰室\'(Ice House)气候模式时,极区是有冰存在的。极区的冰原扩张则是与地球轨道的变化(Milankovitch cycles, 米兰科维奇循环)有所关联。最近一次的极区冰原扩张到最盛时期,大约是发生在一万八千年前。

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现在的世界

看今日环球 望诸君活在当下


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五千万年后


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  如果我们今天的板块运动继续进行,大西洋(Atlantic Ocean)会变得更宽,非洲(Africa)会碰撞上欧洲(Europe),并将地中海(Mediterranean)关闭,澳洲(Australia)将会撞上亚洲(Asia)的东南,加州(California)将会往北滑到阿拉斯加(Alaska)的海岸。




 虽然我们并没有办法知道地球未来的地理分布会是怎样,但是我们可以把目前的板块运动投射到未来,并作合理的推论。一般来说,大西洋和印度洋(Indian Ocean)会持续扩张,直到新的隐没带把各大陆往后拉到一起,形成一个未来的盘古大陆。  

  五千万年后的世界看起来有一点点歪,北美(North America)稍微地逆时针旋转,欧亚大陆(Eurasia)顺时针旋转,把英格兰(England)带到了北极(North Pole)附近,西伯利亚(Siberia)则往南移动到温暖,副热带的纬度。  

  非洲会碰上欧洲和阿拉伯半岛(Arabia),将地中海和红海(Red Sea)都关闭起来。一个如同喜马拉雅山脉规模的山脉会从西班牙(Spain)延伸,穿越南欧(South Europe),经过中东(Mideast)后进入亚洲。类似的情况是欧洲会成为亚洲东南边缘的海滩,新形成的隐没带会包围澳洲,并且向西延伸穿越中印度洋。很有趣的是注意到今天板块运动的轨迹可以发现,东非的张裂在未来并不会成长为一个大洋。  

  未来地理分布的最重要改变之一,就是延着北美和南美东岸的隐没带开始出现。虽然大西洋已经开张,但波多黎各海槽(Puerto Rican Trough)和苏格兰岛弧(Scotia Arc)仍也许会沿着北美和南美东岸向北及向南延伸扩张。慢慢地,这些新形成向西顷斜的隐没带将会开始\"吞噬\"掉整个大西洋。

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一亿五千万年后

大西洋开始闭合


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  沿着北美(North America)或南美(South America)东岸新形成的隐没带,会把被海床分开的的北美和非洲(Africa)聚合起来。大约在距今一亿年之后,大西洋(Atlantic Ocean)的中洋脊将会隐没,大陆和大陆之间则会越靠越近了。





  一亿五千万年之后,大西洋会由于隐没到美洲之下而变得更窄。印度洋(Indian Ocean)也由因为海洋地壳向北边隐没到中印度海沟而变小。南极洲大陆(Antarctica)则沿着欧洲(Europe)的南缘发生碰撞。至于大西洋海盆最后的张裂遗迹-大西洋中洋脊则几乎隐没到了北美东缘之下。那些包含有过去的纽约市(New York)、波士顿(Boston)和华盛顿(Washington)的岩层,现在都位处在高高的山脉之上。当最后一点的大西洋扩张中洋脊也隐没到美洲之下,大西洋将会迅速闭合,新的盘古大陆也于是形成。

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二亿五千万年后

下一个盘古大陆


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  下一个盘古大陆,\"究极盘古(Pangea Ultima)\"将会在北大西洋和南大西洋的海床都隐没到北美和南美东缘的海沟之后形成。这个超大陆将会在其中央保有一个小型的洋盆。




  一般海洋洋盆的生命史是受到两个相对方向的力量(海床的扩张与隐没)平衡与否所决定。在海洋形成早期的阶段时,是以张裂活动为主,一个小规模的大陆地区张裂(像是今天的东非裂谷),会成长、开展为一个狭窄的海洋(像是今天的红海),并在海床持续张裂之后迅速拉张成为一个大洋。  

  在某些时间点上,隐没带会沿着海洋的一个边缘形成,此时海床被销毁的速度相当于海床形成的速度,就一个海洋的历史来说,它在这段时间里不会遍大或缩小,就像今天的太平洋一样。  

  最后会由于中洋脊太过靠近大洋的边缘而隐没,此时海洋则进入消灭消灭的时期,因为新的海床已经开始展开,所以老的海洋最后势必是要闭合起来。  

  在二亿五千万年之后的未来,大西洋(Atlantic Ocean)和印度洋(Indian Ocean)终将闭合、北美(North America)会撞上非洲(Africa),但是是在它张裂位置还要更南边的地点、南美(South America)则是围绕在非洲南端,隔着巴塔哥尼亚(Patagonia)与印尼(Indonesia)相连,并把仅存的印度洋也关闭了。  

  南极洲(Antarctica)则再一次回到南极的位置,太平洋则更加宽广,环绕了近半个地球。  

  我们称这样一块未来的盘古大陆为\"究极盘古\",因为这将是最终的盘古大陆了。

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