حقایقی بسیار جالب درباره ابر قاره باستانی پانگئا

پانگئا آخرین ابرقاره باستانی زمین و مربوط به حدود 300 میلیون سال پیش است. این مطلب به حقایقی جالب درباره ابر قاره باستانی پانگئا مربوط است.

نزدیک به 300 میلیون سال پیش،‌ زمین مانند امروز هفت قاره نداشت،‌ اما در عوض یک ابرقاره عظیم به نام پانگئا وجود داشت که توسط تک اقیانوس دنیا به نام پانتالاسا احاطه شده بود. تبیین نحوه شکل‌گیری ابر قاره باستانی پانگئا، نظریه مدرن تکنوتیک صفحه‌ای را پیش کشید که بنابر آن، پوسته بیرونی زمین به صفحاتی متعدد تقسیم شده که روی گوشته در حرکت و لغزش هستند.

بر طبق گزارشی از سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده، در طول عمر 4.5 میلیارد ساله سیاره زمین، چندین ابر قاره شکل گرفته و از هم پاشیده‌ که همگی در اثر چرخش و جابجایی‌ها در گوشته زمین بوده است که 84 درصد حجم سیاره را تشکیل می‌دهد. این شکل‌گیری و سپس فروپاشی ابرقاره‌ها به طرز چشمگیری بر تاریخ سیاره موثر بوده است. برندن مورفی استاد زمین‌شناسی در دانشگاه سنت فرانسیس خاویر در آنتیگونیش در نوا اسکوشیا در این باره می‌گوید:

این فرایند، چیزی است که کل تکامل سیاره را در طول زمان هدایت می‌کند.

تاریخ ابر قاره باستانی پانگئا

بیش از صد سال پیش،‌ دانشمندی به نام آلفرد واگنر برای اولین بار مفهوم ابرقاره باستانی را مطرح کرد. او بعد از کنار هم نهادن و گردآوری شواهدی،‌ نام این ابرقاره را پانگئا (یا پانگه‌آ) نهاد. مورفی در این باره می‌گوید که اولین و واضح‌ترین مورد این بود که «زبانه‌ها و کناره‌های هر قاره مانند شیارهایی دقیق کنار هم قرار می‌گیرند». چیزی که تشخیص آن از هر نقشه دقیقی کار ساده‌ای است.

مورفی می‌گوید‌ مدرک دیگری که نشان از ارتباط همه قاره‌های زمین با یک توده خشکی سراسری دارد مربوط به بررسی سوابق زمین‌شناسی است. برای مثال ترکیب ذخایر زغال‌سنگ یافت شده در پنسیلوانیا بسیار مشابه با ذخایر زغال سنگ در لهستان،‌ بریتانیای کبیر و آلمان از همان دوره زمانی است که نشان از احتمال به همه پیوسته بودن اروپا و آمریکای شمالی در گذشته دارد.

در پیشینه فسیلی، گیاهان یکسانی مانند سرخس‌دانه منقرض شده گلوسوپتریس در سرزمین‌هایی که امروزه به طور گسترده‌ای متفاوت هستند یافت شده‌اند. همچنین رشته‌کوه‌هایی که امروزه در قاره‌های مختلف هستند، همگی بخشی از کوه‌های مرکزی پانگئا بوده‌اند که از برخورد ابرقاره‌های گوندوانا و لوروسیا پدید آمده بودند. برای مثال رشته کوه آپالاشیان در ایالات متحده و کوه‌های اطلس که در مراکش، الجزایر و تونس وجود دارد همگی بخشی از یک کل منسجم بوده‌اند.

بنابر فرهنگ ریشه‌شناسی آنلاین،‌ کلمه پانگئا (Pangaea) ترکیبی از واژه یونانی Pan به معنای «همه» و واژه Gaia به معنی «زمین» است. ابر قاره باستانی پانگئا در فرایندی تدریجی و چند صد میلیون ساله شکل گرفته است. بنابر فصلی از کتاب «ابر قاره های باستانی و جغرافیای دیرینه زمین»،‌ در اوایل عصر فانوروزوییک (541 میلیون سال پیش تاکنون)، تقریبا تمام قاره‌ها در نیم‌کره جنوبی قرار داشتند و گوندوانا بزرگترین قاره بود که از قطب جنوب تا خط استوا را در بر می‌گرفت.

مطابق فصل «جغرافیای دیرینه فانوروزوییک و پانگئا» از همین کتاب، در این دوران نیم‌کره شمالی عمدتا با اقیانوس پانتالاسیک پوشانده شده بود. اقیانوس دیگری به نام یاپتوس (یکی از خدایان اساطیری یونانی) که میان قاره‌های لارنتیا، بالتیکا و گوندوانا بود در طول دوره اردویسین (485 تا 444 میلیون سال پیش) شروع به بسته شدن کرد و سپس در دوره سیلورین (444 تا 419 میلیون سال پیش)، زمانی که لارنتیا،‌ بالتیکا و آوالونیا با هم برخورد کردند و لوراسیا را تشکیل دادند، ناپدید شد.

بنابر فصلی از همین کتاب که توسط زمین‌شناسانی از جمله تروند تورسویک، متیو دومایر و رابین کاکز نگاشته شده است، سرانجام و حدود 320 میلیون سال پیش، از نظر زمین‌شناسی برخورد بزرگی رخ داد و طی آن: «گوندوانا، لوراسیا و سرزمین‌های بین‌ آن‌ها با هم برخورد کردند و ابر قاره باستانی پانگئا را شکل دادند.»

البته ابر قاره باستانی پانگئا به آن بزرگی که عموم افراد می‌اندیشند نبود. بنابر فصلی از همین کتاب: «پانگئا هرگز همه قاره‌ها را در یک زمان واحد در بر نگرفته بود». برای مثال، «اقیانوس پالئوتتیس در شرق پانگئا، در طول دوران کربونیفر (359 تا 299 میلیون سال پیش) گسترده بود و چیزی مانند یک مانع میان ابر قاره باستانی پانگئا و تعدادی از مناطق بزرگ و مهم آسیایی از جمله تاریم، شمال و جنوب چین و آنامیا بود.»

بنابر اطلاعات همین فصل از کتاب، بعدها و در دوره پرمین (299  تا 251 میلیون سال پیش) «بسیاری از سرزمین‌های پیشین حومه گوندوانا شروع به جدا شدن از شمال شرقی این قاره کردند و در نهایت منجر به باز شدن اقیانوس نئوتتیس شدند»

چه زمانی ابر قاره باستانی پانگئا از هم جدا شد؟

روند تجزیه پانگئا تدریجی و در طول چند مرحله بین 195 تا 170 میلیون سال پیش رخ داد. مطابق فصلی از کتاب، تجزیه حدود 195 میلیون سال پیش و در اوایل دوره ژوراسیک، زمانی که اقیانوس اطلس مرکزی باز شد آغاز شد. ابر قاره باستانی پانگئا تا حد زیادی از محل اتصالات پیشین خود مربوط به قاره‌های گذشته از هم جدا شد.

در درجه اول،‌ گوندوانا (شامل آفریقا، آمریکای جنوبی، قطب جنوب، هند و استرالیا)، از لوراسیا (اوراسیا و آمریکای شمالی) جدا شد. سپس و حدود 150 میلیون سال پیش،‌ گوندوانا خود از هم پاشید. بنابر مقاله‌ای مربوط به سال 1970 از مجله تحقیقات ژئوفیزیک، هند از قطب جنوب و آفریقا و آمریکای جنوبی از یکدیگر جدا شدند. نهایتا و حدود 60 میلیون سال پیش، آمریکای شمالی از اوراسیا جدا شد.

آب و هوای پانگئا

مورفی درباره آب و هوای ابر قاره باستانی پانگئا می‌گوید که این خشکی عظیم چرخه‌های آب و هوایی متفاوتی را دربر داشت. برای مثال ممکن است بخش‌های داخلی قاره کاملا خشک بود‌ه باشند چراکه در پشت رشته‌کوه‌های عظیمی قفل شده بودند. این رشته‌کوه‌ها تمام رطوبت و بارندگی را مسدود می‌کردند.

مورفی می‌گوید، از سوی دیگر ذخایر زغال سنگ یافت شده در ایالات متحده و اروپا حاکی از آن است که بخش‌هایی از ابر قاره باستانی پانگه‌آ که در نزدیکی خط استوا بوده، جنگل‌های بارانی سرسبز و گرمسیری، مشابه با جنگل‌های آمازون داشته است. (اساسا زغال سنگ زمانی ایجاد می‌شود که حجم زیادی از گیاهان و حیوانات مرده در آب باتلاقی فرو می‌روند. در آنجا تحت فشار و آب،‌ این مواد به زغال سنگ نارس و سپس به زغال سنگ بدل می‌شوند.)

بر اساس مقاله ای مربوط به سال 2016 از مجله Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecolog، مدل های آب و هوایی تایید می کنند که داخل ابر قاره باستانی پانگه‌آ بسیار فصلی بوده است. محققان در این مطالعه از داده‌های بیولوژیکی و فیزیکیِ منطقه‌ای از پالئوسل‌های لایه‌ای (خاک‌های فسیلی) در شمال نیجر برای بازسازی اکوسیستم و اقلیم در دوره زمانی که ابر قاره پانگه‌آ وجود داشت، استفاده کردند. در مقایسه با صحرای نامیب آفریقای امروزی و دریاچه ایر در استرالیا، آب و هوای قاره باستانی پانگئا عموماً خشک با دوره‌های مرطوب کوتاه و مکرر بوده که گهگاه شامل سیل‌های ناگهانی فاجعه‌بار نیز می‌شد.

آب و هوا همچنین بر محل زندگی حیوانات تأثیر داشت. پژوهشی در سال 2011 در مجله آکادمی ملی علوم نشان داد که در اواخر دوره تریاس، خزندگانی از خانواده Procolophonidae در یک منطقه زندگی می‌کردند، در حالی که بستگان پستانداران، معروف به سینودونت، در منطقه دیگری زندگی می‌کردند. سینودونت‌ها در یکی از مناطق گرمسیری ابر قاره پانگه‌آ ساکن بودند، جایی که باران‌های موسمی دو بار در سال می‌بارید. در شمال، پروکلوفونیدها در مناطق معتدل‌تری زندگی می‌کردند که فقط یک بار در سال باران می‌بارید. به گفته محققان، این احتمال وجود دارد که سینودونتها به یک منطقه غنی از آب وابستگی داشته‌اند و این مانع از جابجایی زیاد آن‌ها در ابر قاره باستانی پانگئا شده باشد.

حیوانات ابر قاره پانگه‌آ

قاره باستانی پانگئا بیش از 100 میلیون سال وجود داشت و طی آن،‌ بسیاری از گروه‌های جانوری رشد کردند. در طول دوره پرمین حشراتی مانند سوسک‌ها و سنجاقک‌ها رشد کردند و همزمان پیشینیان پستانداران یعنی سیناپسیدها نیز وجود داشتند. اما وجود ابر قاره پانگه آ با بدترین انقراض دسته جمعی تاریخ، یعنی رویداد انقراض پرمین-تریاس (P-TR) همزمانی داشت. به نقل از انجمن زمین‌شناسی آمریکا، این پدیده که مرگ بزرگ نیز نامیده می‌شود، حدود 252 میلیون سال پیش رخ داد و طی آن 96 درصد از همه گونه‌های دریایی و حدود 70 درصد از گونه‌های زمینی منقرض شدند.

اوایل دوره تریاس، آرکوسورها ظهور کردند، گروهی از جانوران که در نهایت منشا پیدایش کروکودیل‌ها، پرندگان و خزندگان زیادی از جمله پتروسارها شدند. در ادامه و حدود 230 میلیون سال پیش، برخی از اولین دایناسورها در قاره باستانی پانگه‌آ پدیدار شدند، از جمله تروپودها، دایناسورهای عمدتاً گوشتخواری که پرهایی شبیه پرندگان داشتند.

چرخه تاریخ

بعید به نظر می‌رسد که شکل و ترکیب فعلی قاره‌ها،‌ آخرین حالت خشکی‌های زمین باشد. در طول عمر سیاره، ابرقاره‌هایی چون پانگئا بارها شکل گرفته‌اند و سپس به قاره‌های جدیدی تجزیه شده‌اند. در حال حاضر هم استرالیا به سمت آسیا در حرکت است و به نظر بخش شرقی آفریقا هم به آرامی در حال جدا شدن از بقیه قاره است.

بنابر پژوهشی که در سال 2012 در مجله تحقیقات گوندوانا انجام شد، مطابق با فرایند پیدایش ابرقاره‌ها در دوران پرکامبرین (4.5 میلیارد تا 541 میلیون سال پیش) می‌توان استنتاج کرد که ابرقاره‌ها به طور دوره‌ای هر 750 میلیون سال یکبار ایجاد می‌شوند. مطابق با مقاله‌ای دیگر مربوط به سال 2010 از مجله ژئوداینامیک، عموم دانشمندان بر این باورند که چرخه ابرقاره‌ها عموما با دینامیک جریان‌های در گردش در گوشته هدایت می‌شود.

البته مورفی می‌گویند در سطوح بالاتر از این،‌ جزئیات کمی گیج‌کننده هستند. در حالی که گرمای تشکیل شده در گوشته،‌ احتمالا از فرایند فروپاشی رادیواکتیو از عناصر ناپایداری مانند اورانیوم پدید می‌آید، دانشمندان درباره اینکه حفره‌های کوچک پوسته در جریان انتقال گرمای گوشته نقش دارند یا اینکه کل پوسته یک انتقال‌دهنده بزرگ گرما است توافقی ندارند.

تحقیقات معاصر درباره ابرقاره پانگه‌آ

در حال حاضر دانشمندان شبیه‌سازی‌های ریاضی و سه بعدی را برای درک بهتر مکانیسمِ حرکاتِ صفحاتِ قاره‌ای به کار بسته‌اند. در مقاله‌ای مربوط به سال 2018 که در مجله ژئوساینس به چاپ‌ رسیده، دو زمین شناس، ماساکی یوشیدا و ام. سانتوش درباره اینکه چگونه شبیه‌سازی‌هایی از زمان فروپاشی پانگه‌آ در حدود 200 میلیون سال پیش و جابجایی صفحات قاره‌ای ایجاد کرده‌اند، توضیحات مفصلی ارائه داده‌اند.

این شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که چگونه حرکت صفحات تکتونیکی و نیروهای همرفتی گوشته با هم کار می‌کنند تا خشکی‌های بزرگی از زمین را از هم جدا و جابجا کنند. برای مثال بخش برگی از ابرقاره پانگئا گوشته زیرین را عایق‌بندی کرد و منجر به حرکت جریاناتی از گوشته شد که نهایتا تجزیه ابرقاره را به دنبال داشت. فروپاشی رادیواکتیو گوشته نیز دما را افزایش داد و منجر به جریانات رو به بالایی در گوشته شد که نهایتا شبه قاره هند را تجزیه و حرکت آن به طرف شما را سبب شد.

یوشیدا و سانتوس مدل‌های زمین‌شناسی بیشتری برای پیش‌بینی همرفت گوشته و الگوهای حرکت قاره‌ای در ۲۵۰ میلیون سال آینده ایجاد کرده‌اند. این مدل‌ها نشان می‌دهند که در طی میلیون‌ها سال، اقیانوس آرام بسته می‌شود، زیرا استرالیا، آمریکای شمالی، آفریقا و اوراسیا در نیمکره شمالی گرد هم می‌آیند. در نهایت این قاره‌ها با هم ادغام می‌شوند و ابرقاره ای به نام «آماسیا» را تشکیل می‌دهند. پیش‌بینی می‌شود دو قاره باقی‌مانده، یعنی قطب جنوب و آمریکای جنوبی، نسبتاً بی‌حرکت و جدا از ابرقاره جدید باقی بمانند.