地球陆地的演变过程

地球陆地的演变过程

形成于11亿年前的超大陆“罗迪尼亚（Rodinia）”在前寒武纪晚期开始分裂，此时的气候与今天非常类似，是一个“冰室”的世界。由于缺少具有硬壳的化石以及可信的古地磁资料，使得我们要重建前寒武纪时期的古地理图非常地困难，依据我们所能获得的资料，这张六亿五千万年前的古地理图是我们所能描绘出最古老的时期了。然而在前寒武纪晚期是一个特别有趣的年代，因为所有的大陆互相碰撞，形成了超大陆“罗迪尼亚”，同时地球的气候是属于一个大冰期的年代。大约在11亿年前，超大陆“罗迪尼亚”聚合而成，虽然它的正确大小与组成我们并不清楚，但它显示北美洲当时位于罗迪尼亚的中心，北美东岸紧连着南美的西岸，而北美西岸则是连接着澳洲大陆与南极洲。

罗迪尼亚大约在七亿五千万年前分裂成两半，打开了古大洋（Panthalassic Ocean）。北美洲往南向着冰雪覆盖的南极旋转。罗迪尼亚大陆的北半部基本上包括了：南极大陆(An tarctica)、澳洲(Australia)、印度(India)、阿拉伯(Arabia)，以及成为今天中国的一部份大陆碎块(North China,South China)，以逆时针的方向旋转，向北穿越严寒的北极。介于分成两半的罗迪尼亚大陆之间，是第三大陆-刚果地盾(Congo)，它组成了中、北非洲的大部分。当罗迪尼亚大陆的两半互相碰撞在一起的时候，刚果地盾就正好被挤在中间，因此在前寒武纪即将结束之际，大约距今五亿五千万年前，这三个大陆再次因为碰撞而形成了一个新的超大陆潘诺西亚（Pannotia），与这次碰撞相关的造山运动事件则被称为泛非（Pan -African）褶皱造山活动。

在前寒武纪晚期的地球气候是非常寒冷的。我们可以在所有邻近大陆上找到冰河的证据，但是为什么严寒的气候如此广泛地分布各地，至今仍困惑着地质学家们，曾经有很多假设被提出来，却一一都被否定。其中一个假设认为：地球曾经倾斜到北极一侧向着太阳，而南极一侧则背对着太阳，这样的情形导致地球有一半会受到太阳持续烧烤6个月，而另一半的地球则有6个月冷到结冰。虽然可能，但是并没有任何一种机制可以说明地球的自转轴可以倾斜到如此极端的状况。另一个不尽相同的假设认为地球曾经被由岩石或冰所组成的“环”所围绕，就像今天的土星和海王星一样，这个“环”造成了地球上的阴影，冷却了地球上的气候。然而并没有任何有关这个环的遗迹曾经被发现过。而目前最受认同的假设则是认为，当时整个地球的海洋都被冰冻，成为一个巨大的雪球，这个大雪球假说（Snowbal l Earth）同时可以解释表层岩石中，同位素异常的特征。在前寒武纪的晚期其实并没有不寻常的现象进行，这三个假说由于没有把当时古地理图分析仔细，而显得有些解释得太过头，对于前寒武纪“冰室世界”的神秘，那是因为当时大陆的碰撞与超大陆的形成，许多大陆不是紧邻北极就是南极，导致全世界进入一个全球的“冰室”（就像今天的世界），不过当时位于赤道附近的澳洲却出现冰的遗迹，则是个很有趣的例外。

在寒武纪时，具有硬壳的动物第一次大量地出现，许多大陆都被浅海所泛滥，超大陆刚瓦那(gondwana)则正在南极附近形成。形成于前寒武纪末期(大约距今六亿年前)的超大陆潘诺西亚（pannotia），在古生代的时候开始分裂，一个新的海洋--巨神海(iapetus ocean)在劳伦西亚(laurentia,北美)、波罗地(baltica,北欧)和西伯利亚(siberia)这几个古大陆之间扩张。超大陆冈瓦那(gondwana)则在泛非褶皱带上组合而成当时最大的大陆，范围从赤道延伸到南极。在奥陶纪时期，温暖的海水把石灰岩和盐岩沈淀在冈瓦那大陆的赤道地区(a ustralia澳洲、india印度、china中国与antarctica南极洲)，同时在冈瓦那大陆的南极地区(africa非洲与south america南美)则沈淀了冰河的沈积及冰漂的碎屑。

在奥陶纪的时期，古海洋把劳伦西亚(laurentia)、波罗地(baltica)、西伯利亚(sibe ria)和刚瓦那(gondwana)这几个古大陆分隔了开来。到了奥陶纪结束时，气候进入了地球上最寒冷的时期之一，冰雪覆盖了整个刚瓦那大陆的南半部。在奥陶纪时，许多张裂的海盆使得古大陆劳伦西亚、波罗地、西伯利亚和冈瓦那大陆分离开来，包括巨神海(iapetus ocea n)隔开了波罗地和西伯利亚大陆，后来巨神海闭合时，形成了加里东山脉(caledonide mts.)以及北阿帕拉契山脉(appalachian mts.)。还有古地中海(paleo-teyhys ocean)把冈瓦那大陆从波罗地和西伯利亚大陆分隔了开来，而巨大的古大洋(panthalassic ocean)则覆盖了当时大部分的北半球。在奥陶纪“冰室”世界的末期，进入了一个大冰期。冰原的厚度可以达到3km，覆盖了大半非洲(africa)的北部与中部以及部分的南美洲(amazonia,亚玛逊盆地)。从冰帽中流出冰冷的融冰水，冻结了世界各大洋，导致生活在赤道附近暖水种的生物大量灭绝。

在志留纪时期,劳伦西亚(laurentia)与波罗地大陆(baltica)的碰撞，使得巨神海(iap etus ocean)的北面分支被关闭，并形成了「老红砂岩（old red sandstone）大陆。珊瑚礁四处扩张，陆生植物则开始往荒芜的大陆「移民」。

在古生代的中叶(大约四亿年前)，巨神海的闭合使得劳伦西亚与波罗地大陆碰撞在一起。这次的大陆碰撞中，许多地方都出现了大陆边缘岛弧的上覆运动，导致了斯堪地那维亚半岛(scandinavia)上的加里东山脉(caledonide mts.)形成，以及英(great britain)北部、格陵兰(greenland)和北美(north america)东部海岸的北阿帕拉契山脉(appalachian mts.)都在同时形成。

同样在古生代中叶，非常类似的情况出现在北中国陆块(north china)与南中国陆块(s outh china)自冈瓦那大陆(gondwana)的「印度－澳洲」(india-australia)边缘漂移开来，往北移动并穿越了古地中海(paleo-tethys ocean)。从整个古生代的早期到中叶，范围宽广的古大洋(panthalassic ocean)就覆盖了大部分的北半球，同时在海的周围还环绕落隐没带，像极了今日太平洋周围的「火环」(ring-of-fire)。