几亿年后的下一个“超大陆”将如何出现？太平洋闭合还是大西洋闭合？| NSR

“天下大势，分久必合，合久必分。”地球板块也是如此。

在周期性的“超大陆旋回”过程中，每隔约6亿年，大陆地块就会碰撞在一起形成一个全球单一的超大陆，并在超大陆形成之后的几亿年内再次分裂。

依据超大陆旋回理论，当前散布在地球表面的绝大多数大陆地块（图1b）预计将在几亿年后再次聚集并形成新的超大陆。人们将这个超大陆称为美亚超大陆（Amasia）。

图1. （a）和（b）分别为 2 亿年前和现在的海陆分布。对于地球的下一个超大陆（即美亚超大陆），其板块分布和位置则存在三种可能的情况：（c）太平洋闭合，超大陆形成于当前太平洋板块的位置，（d）仅北冰洋及中美洲大海洋闭合，太平洋和大西洋均不发生闭合，（e）仅大西洋和印度洋发生闭合，而太平洋变成一个全球性超大洋。

但是，美亚超大陆将如何形成？这个“分久必合”的过程将会如何发生？针对这个问题，目前有3种主要假说：

通过关闭太平洋而形成，美洲陆块将与亚洲陆块碰撞而形成下一个超大陆（图1c）；

通过关闭大西洋和印度洋而形成（图1e）；

这些主要海洋，即太平洋、大西洋和印度洋，在将来几亿年内可能都不需要闭合，就可以形成下一个超大陆（图1d）。

从地球动力学角度来看，这三种可能性哪一种更有可能呢？

最近，科廷大学地球动力学研究组用超级计算机模拟了对板块运动产生作用的各种作用力和地球结构参量，并预测认为：通过关闭太平洋而形成下一个超大陆的可能性最大。

他们发现，海洋岩石圈的厚度和强度伴随着地球几十亿年以来的逐渐冷却而不断降低。这使得下一次超大陆的形成不太可能通过相对年轻的大西洋和印度洋的闭合来实现，而更有可能通过太平洋的关闭而产生。

该论文的第一作者、科廷大学地球动力学研究组和地球与行星科学学院的黄川博士表示，这一新发现意义重大。它将为地球未来 2 到 3 亿年的演化趋势提供框架约束。他说：“通过超级计算机模拟地球的构造演化过程，我们能够发现，在未来不到3亿年的时间里，太平洋将是最有可能发生闭合的大洋，并最终在其当前位置形成美亚超大陆。当然没有人能做到有100%的信心来预测未来会发生什么，因为每一次这样的模拟都是建立在许多假设之上的。”

文章的共同通讯作者，同样来自科廷大学地球动力学研究组的李正祥特聘教授解释说：“太平洋是地球上现存最古老的大洋，是几亿年以前的一个泛大洋的残余。它最初形成于大约 7 亿年以前并逐渐增大，但从恐龙时代开始不断变小”。

“目前太平洋正在以每年几厘米的速度缩小”，李正祥说，“考虑到太平洋有大约一万公里宽，以目前的大洋收缩速度，太平洋确实需要两三亿年才能关闭”。

示意图：太平洋闭合形成美亚超大陆

当整个地球表面只有一个统一的超大陆时，地球的生态系统和环境将会受到极大的改变。“当美亚超大陆形成时，地球将与现在完全不同。预期到时海平面会大幅度下降，而超大陆的内陆将会变得非常干旱而且昼夜有较大的温差”，李正祥说。

“地球目前有7个主要大陆，而每个大陆都有其独特的生态环境和人文特色。我们不妨想像一下2到3亿年以后，当所有大陆都拼合在一起时，世界将会变成怎样一种状态。”

上述成果发表于《国家科学评论》（National Science Review, NSR），文章由来自科廷大学地球与行星科学学院和北京大学的研究人员共同撰写。

转自：“中国科学杂志社”微信公众号

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