一项最新研究表明，约7亿年前，当地球吞噬了自己的海洋时，古老的罗丁尼亚超级大陆发生了翻天覆地的变化。罗丁尼亚是一个超大陆，早于更著名的盘古大陆，盘古大陆存在于3.2亿至1.7亿年前。在一项新的研究中，由澳大利亚珀斯科廷大学(Curtin University)的李正祥(Zheng-Xiang Li)领导的科学家们提出：超级大陆和超级海洋以交替循环的方式形成和分裂，有时会保护海洋地壳，有时会将其循环回地球内部。地幔结构只有在每隔一秒的超级大陆(或每隔一个周期)，通过一个新的超级海洋和一个新的火环的再生，才会完全重组。“火环”是太平洋周围的一系列俯冲带，在那里，海洋的地壳在大陆下面磨碎。火山和地震频繁发生在火山带周围，因此得名火山带。
深厚的历史
博科园-科学科普：超级大陆的历史有些模糊，但地球科学家越来越相信，平均每6亿年，这些大陆就会合并成一个巨大的陆地块。首先是Nuna，它存在于16亿到14亿年前。后来努纳分裂了，大约9亿年前才合并为罗丁尼亚。罗丁尼亚在7亿年前就解体了。然后，大约在3.2亿年前，盘古大陆形成了。地幔(地壳下的一层)的循环模式似乎与这个6亿年周期非常吻合。但是一些矿物和金矿以及古岩石的地球化学特征会在一个更长的周期内重现：一个接近10亿年的周期。在4月份的《前寒武纪研究》(Precambrian Research)上发表的一篇新论文中，李和同事认为，地球实际上有两个同时运行的周期：一个是6亿年的超级大陆周期，另一个是10亿年的超级海洋周期。研究人员假设，每一个超级大陆都分裂并通过两种交替的方法进行。
大约在3.2亿年前，盘古大陆形成了。图片：Shutterstock
这两种方法被称为“内向”和“外向”。要理解内向，想象一个被单一超级海洋包围的超级大陆。大陆开始被一个新的内部海洋分裂成碎片。然后，不知什么原因，俯冲过程开始于这个新的内部海洋。在这些热点，海洋地壳俯冲回地球炽热的地幔。内部的海洋被侵蚀回地球内部。大陆又回到了一起。瞧，一个新的超级大陆，被以前的超级海洋包围着。另一方面，外向创造了一个新的大陆和一个新的超级海洋。在这种情况下，一个超级大陆分裂，形成了内部海洋。但这一次，俯冲不是发生在内部海洋中，而是发生在裂陷超级大陆周围的超级海洋中。地球吞噬了超级海洋，将分裂的大陆地壳拖向全球。这个超级大陆本质上是由内而外的：它以前的海岸线被挤压在一起，形成了新的中部，而它被撕裂的中部现在是海岸。
与此同时，曾经的内陆海洋现在是一个围绕着新超级大陆的全新超级海洋。研究人员用模型证明，在过去的20亿年里，内向和外向交替出现。在这种情况下，超大陆Nuna分裂，然后通过内向形成Rodinia。努娜的超级海洋因此幸存下来，成为罗丁尼亚的超级海洋，科学家们称之为米罗沃伊。努娜和罗迪娅有着相似的结构，这支持了努娜只是分裂然后又重新结合的观点。但随后，米罗沃伊的海洋地壳开始下沉。罗丁尼亚的超级海洋消失了，它也随之分崩离析。它在地球的另一边以盘古大陆的形式猛烈反弹。新海洋形成了罗丁尼亚分裂，然后它成为泛大陆的超级海洋，被称为泛海。
地球的未来
盘古大陆，当然分裂成我们今天所知道的大陆，Panthalassa的残骸作为太平洋海洋地壳幸存下来。波士顿学院(Boston College)和伍兹霍尔海洋研究所(Woods Hole Oceanographic Institution)的地球物理学家马克说：然而，很难知道所研究的周期是否代表一个真实的、基本的模式。只有三个迭代，所以在尝试从不太多的周期中推断出趋势。如果这种交替模式持续下去，下一个超级大陆将由内向形成。泛大陆分裂形成的内部海洋（大西洋、印度洋和南大洋）将会关闭。太平洋将扩大成为新大陆的单一超级海洋。科学家们称这一理论未来的超级大陆为亚洲。(此时此刻，太平洋实际上正通过俯冲而略微缩小，但这种格局可能会延续，也可能不会延续数亿年。)
在冰岛的Thingvellir国家公园，可以看到两个大陆板块之间罕见的分界线，这个裂口把欧亚大陆和北美大陆分开。图片：Kuznetsov Alexey/Shutterstock
地球的超大陆未来仍不明朗，研究人员试图结合地球大陆运动和地幔内部动态模型可以帮助确定内向/外向组合方法是否可行。所使用的方法，包括研究古代岩石的分子变化模式，可能是解决板块构造这些基本问题的正确途径。最终，问题归结为是什么驱动了板块构造，没有人知道是什么触发了俯冲在特定时间和地点的开始。甚至有关于地球板块何时开始晃动的争论。一些科学家认为板块构造在地球形成后不久就开始了。其他人认为它开始于30亿，20亿或10亿年前。这些东西的数据才刚刚成熟，现在才能够开始拼凑这些东西。
博科园-科学科普｜文: Stephanie Pappas/Live Science
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