Rekonstrukcja superkontynentu Rodinia. Dzisiejsza Europa północno-wschodnia jest tu opisana jako kontynent Baltika. Rys. John Goodge, Wikimedia Commons.
Góry powstawały i były niszczone od zarania dziejów Ziemi. Wszystkie dzisiaj istniejące łańcuchy górskie reprezentują tylko najmłodszy, liczący nie więcej niż kilkadziesiąt milionów lat okres historii planety. Do dziś nie ma całkowitej pewności, czy ruchy górotwórcze odbywały się ze zbliżoną intensywnością przez ostatnie kilka miliardów lat – jednak wydaje się, że było przynajmniej kilka momentów, gdy skorupa ziemska została poddana szczególnie intensywnemu fałdowaniu i wypiętrzaniu.
Jednym z takich etapów dziejów Ziemi miał miejsce 1,2-1,1 mld lat temu (w proterozoiku), gdy powstawał superkontynent Rodinia. Łączył on w sobie większość fragmentów skorupy kontynentalnej, czyli w praktyce – niemal wszystkie istniejące wówczas lądy. Nasza planeta wyglądała zatem zupełnie inaczej niż współcześnie, gdy znajduje się na niej aż siedem dużych kontynentów, rozłożonych w dodatku mniej więcej równomiernie na całym globie, choć w wyraźnej przewadze na półkuli północnej.
Rekonstrukcja europejsko-amerykańskiej części Rodinii. Widoczne kontynenty Laurencja (dzisiejsza Ameryka Północna), Baltika (dzisiaj północna i wschodnia część Europy) oraz Amazonia (północno-wschodnia część Ameryki Południowej). Kontynenty te połączył wielki górotwór, który w Ameryce Północnej nosi nazwę grenwilskiego, a w Europie – sfekonorweskiego. Odtworzenie położenia kier litosfery w momencie powstania Rodinii pozwala na stwierdzenie, że zarówno orogen granwilski, jak i sfekorweski były częścią jednego, olbrzymiego łańcucha górskiego. Rekonstrukcja za Cawood, P.A. et al., 2010. Neoproterozoic orogeny along the margin of Rodinia: Valhalla Orogen, North Atlantic. Geology 38, 99–102.
Superkontynentów takich jak Rodinia znamy z historii Ziemi więcej. W kolejności od najstarszego były to:
- Kenorland – enigmatyczny superkontynent sprzed 2,5 mld lat; być może istniały wówczas nie jeden, ale dwa kontynenty – Superia i Sclavia; według innych autorów nawet trzy, z wydzielanym dodatkowo lądem Vaalbara,
- Columbia (Kolumbia), znana także pod nazwami Hudsonland i Nuna – olbrzymi kontynent, który powstał przed 1,9-1,8 mld lat temu (w proterozoiku), a z jego tworzeniem związane było także powstawanie wielkich, istniejących do dziś platform kontynentalnych: przede wszystkim platformy wschodnioeuropejskiej oraz platformy północnoamerykańskiej,
- Rodinia, tworząca się 1,2-1,1 mld lat temu,
- Pannocja (Pannotia) – zagadkowy kontynent sprzed około 600 mln lat, którego istnienie nie zostało jeszcze udowodnione; możliwe, że zamiast niego istniał duży kontynent Gondwana oraz niezależne kontynenty Baltika i Laurencja (reprezentujące odpowiednio dzisiejszą wschodnią Europę oraz trzon Ameryki Północnej), a także szereg małych skrawków lądu, tworzących obecnie między innymi podłoże Chin,
- Pangea – ostatni z kolei, ale pierwszy odkryty superkontynent z przeszłości; utworzył się około 300 mln lat temu; po jego rozpadzie powstały współczesne kontynenty.
Symulacje ruchów kier litosfery istniejących dzisiaj wskazują na to, że w dalekiej przyszłości – za około 250 mln lat – powstanie kolejny superkontynent, ochrzczony już przez geologów mianem Amazji. Stanie się on rzeczywistością, gdy wokół bieguna północnego połączą się lądy: amerykański i euroazjatycki.
Powstawanie superkontynentów wiąże się ze wzmożoną aktywnością górotwórczą. Muszą się bowiem zamknąć liczne zbiorniki morskie i oceaniczne rozdzielające kontynenty – a to powoduje ruchy kolizyjne i powstawanie górotworów. Łańcuchy górskie tworzą się w miejscu zamkniętych mórz i oceanów, a więc są dobudowane do istniejących wcześniej kier kontynentalnych, zwiększając ich powierzchnię.
Prowadzi to do logicznego wniosku, że tworzenie się superkontynentu musi powodować przyspieszenie tempa przyrostu skorupy kontynentalnej oraz intensywniejsze ruchy górotwórcze. I tak najprawdopodobniej rzeczywiście było. Znajdujemy coraz więcej dowodów przemawiających za tym, że powstawanie superkontynentu oznaczało szybszy przyrost skorupy kontynentalnej, a więc zwiększało sumaryczną powierzchnię kontynentów na powierzchni Ziemi (przy założeniu, że do tej powierzchni wlicza się również szelfy, które mogą być w zróżnicowanym stopniu zalane morzami).
Jeden z argumentów pochodzi z badań składu izotopowego cyrkonów – twardych i odpornych minerałów, zachowujących się w skałach na miliardy lat. Powstają one w trakcie ruchów górotwórczych, gdy tworzy się magma granitowa. Po zniszczeniu gór (i erozji budujących je granitów) cyrkony trafiają do kolejnych skał – tym razem osadowych, głównie piaskowców – a po ich zwietrzeniu do następnych. I tak wędrują przez miliony lat. Aż do dziś, gdy badane są przez naukowców.
Więcej o najstarszych cyrkonach można przeczytać tutaj.
Analizy prowadzone aktualnie z wykorzystaniem cyrkonów (Van Kranendonk i Kirkland, 2013) wskazują na istnienie wyraźnej zmiany wskaźników geochemicznych około 1,2-1,1 mld lat temu, a także na ich późniejszy powrót do wcześniejszego poziomu. Zmiany składu izotopowego tlenu oraz cyrkonu oraz toru interpretowane są jako efekt szybszego przetapiania się skorupy kontynentalnej, a w konsekwencji – bardziej intensywnych procesów kolizji kontynentów i powstawania orogenów.
Zasięg orogenu grenwilskiego w Ameryce Północnej oraz na terenie Szkocji. W momencie powstawania Rodinii nie istniał Ocean Atlantycki, a zatem tworzący się ówcześnie łańcuch górski przedłużał się na terytorium Europy, w tym także do Skandynawii (gdzie ten etap ruchów górotwórczych określany jest mianem orogenezy sfekonorweskiej). Rys. G. Mills, na podstawie Tollo et al., 2004.
Ten skok aktywności skorupy ziemskiej nieprzypadkowo pokrywa się z momentem powstawania superkontynentu Rodinia oraz z mającymi wówczas miejsce licznymi orogenezami (w tym grenwilską na terenie dzisiejszej Ameryki Północnej oraz sfekonorweską na obszarze współczesnej Norwegii i Szwecji). Potwierdza to intuicyjną hipotezę o większej intensywności procesów górotwórczych podczas tworzenia się superkontynentów. Można więc humorystycznie podsumować, że powstanie superkontynentu nie tylko pozwala na dotarcie suchą stopą w dowolne miejsce na ziemskich lądach, ale także daje więcej możliwości uprawiania turystyki górskiej.
Cytowany artykuł:
Martin J. Van Kranendonk, Christopher L. Kirkland, 2013. Orogenic climax of Earth: The 1.2–1.1 Ga Grenvillian superevent. Geology. DOI: http://dx.doi.org/10.1130/G34243.1
