La rottura della Pangea: come il drift continentale ha modellato la mappa moderna del mondo

La rottura del supercontinente Pangea è uno degli eventi più importanti della storia geologica della Terra. Questo cataclisma di lenta-mozione, che ha attraversato più di 100 milioni di anni, ha distrutto un solo pianeta che copre quasi un terzo della superficie del pianeta e ha dato origine ai continenti e ai bacini oceanici che riconosciamo oggi.

La formazione di Pangea: Assemblea di un Supercontinente

Prima che si rompesse, Pangea doveva riunirsi. Il supercontinente formato durante la tarda Era Paleozoica, assemblando da diverse masse continentali precedenti attraverso una serie di collisioni continentali che si sono verificate approssimativamente tra 335 e 260 milioni di anni fa. Queste collisioni non erano incontri gentili; hanno coinvolto immense forze tettoniche che hanno calpestato le rocce crociate e hanno spinto su massicce cinture di montagna.

Il processo di assemblaggio iniziò con la collisione di Gondwana e Laurasia lungo i Monti Pangei centrali, una gamma che una volta rivaleggiava con l'Himalaya in scala. Gondwana era un megacontinente meridionale composto da quello che ora sono Sud America, Africa, Antartide, Australia, India e la penisola arabica.

Pangea non era una terra perfettamente statica durante il suo mandato, e si diresse lentamente sulla superficie terrestre a causa della convezione del mantello, e il suo interno ebbe una notevole attività tettonica. Grandi province ignee erussero attraverso il supercontinente, e le valli di rift cominciarono a formarsi in luoghi dove sarebbe stata la futura rottura.

Le Forze di Guida: Perché Supercontinents Break Apart

La rottura di Pangea non era un evento arbitrario ma una conseguenza diretta del motore termico interno della Terra. Il calore dal nucleo del pianeta e le unità mantole correnti di convezione che lentamente spostano le piastre tettoniche sovrapposte. Sotto un supercontinente, il calore del mantello diventa intrappolato perché la spessa crosta continentale agisce come una coperta isolante.

Queste grandi pascoli di manto crescono attività vulcanica e indeboliscono la litosfera. Nel tempo, la crosta continentale comincia a allungarsi, sottile e frattura. Le fratture si propagano come valli di rift, che alla fine si allargano in nuovi bacini oceanici come la diffusione del fondo marino inizia. Nel caso di Pangea, questi processi erano concentrati lungo le fasi di debolezza che erano esistite dall'assemblea del supercontinente.

Una volta che la rifrazione è iniziata, le forze di tirare e ridge push hanno preso il sopravvento, guidando le piastre appena separate. La lastra si verifica quando la litosfera oceanica densa affonda nel mantello a zone di sottoduzione, trascinando il resto della piastra con esso.

La linea temporale di rottura: una separazione multifase

Fase 1: L'apertura dell'Atlantico Centrale (periodo di Jaurassic, ~200–170 Milioni di anni Ago)

La prima grande manifestazione di rift è iniziata nel primo Jurassic, circa 200 milioni di anni fa, quando una valle di rift si è sviluppata tra quello che ora sono Nord America e Africa. Questa frattura si è propagata verso sud, alla fine ha diviso gli Stati Uniti orientali dall'Africa occidentale. L'Oceano Atlantico centrale ha cominciato ad aprire come magma ben ben ben consolidato lungo l'asse della frattura, creando una nuova crosta oceanica.

Fase due: la separazione di Gondwana (periodo di Jarassic-Cretaceous, ~170–100 Milioni di anni Ago)

Mentre l'Atlantico settentrionale cominciava ad aprirsi, il supercontinente meridionale Gondwana iniziò a frammentarsi. Circa 170 milioni di anni fa, il Madagascar e l'India si separarono dall'Africa e iniziarono a dirigersi verso est. Il Canale Mozambico si aprì a seguito di questa frattura. Poco dopo, circa 140 milioni di anni fa, il Sud America cominciò a separarsi dall'Africa, creando l'Oce del Sud Atlantico.

Circa 130 milioni di anni fa, l'Australia e l'Antartide erano ancora attaccati l'uno all'altro ma si erano separati dall'Africa e dal Sud America. Il subcontinente indiano, ora libero dai suoi vicini di Gondwan, ha iniziato un rapido viaggio verso nord attraverso quello che rimaneva dell'Oceano Tetis. Questa migrazione era eccezionalmente veloce in termini tettonici piatti, guidati da una combinazione di lastra tira dalla diffusione della piastra oceanica subdotta Tethyan sottomessa sottomessa sottomessa sotto la piastra oceanica sottomessa sottomessa sotto la Eurasia sotto la Eurasia sotto la Eurasia e centri di spinta dell'Oceenale.

Fase tre: L'apertura dell'Atlantico settentrionale e l'isolamento dei continenti (periodo cretaceo-palogeno, ~100–50 Milioni di anni Ago)

L'Oceano Atlantico settentrionale continuò ad espandersi come Europa e Groenlandia separate dal Nord America. Questa fase di rifting era più complessa dell'apertura dell'Atlantico centrale perché coinvolgeva più micropistre e centri di diffusione in movimento. La Groenlandia ha svolto un ruolo chiave come una piastra tettonica separata che si è spostata indipendentemente per gran parte dell'era Cenozoica.

L'Oceano Tetideo tra l'Eurasia e i frammenti di Gondwana si avvicinò, mentre la placca africana ruotava in senso antiorario e si scontrava con l'Eurasia, iniziando l'orogenesi alpina che costruì le Alpi, i Carpazi e altre catene montuose intorno al Mediterraneo. L'India si scontrava con l'Asia circa 50 milioni di anni fa, un evento che ha iniziato l'alzamento della catena montuosa dell'Himalaya.

Fase quattro: la separazione finale dell'Australia e dell'Antartide (Paleogene-Neogene Periods, ~50–35 Milioni di anni Ago)

L'Australia e l'Antartide rimasero collegati fino alla fine dell'Eocene, circa 35 milioni di anni fa, quando si sviluppò una cresta di diffusione tra di loro. Questa separazione permise la formazione della Corrente Circumpolare Antartide, una potente corrente oceanica che circonda l'Antartide e isola termicamente il continente. L'istituzione di questa corrente è considerata un pilota primario della glaciazione dell'Antartide, che ha cominciato circa 34 milioni di terra corrente che oggi ha trasformato il continente polare

Prove per il Breakup: Il caso per il Continental Drift

L'idea che i continenti si siano spostati sulla superficie terrestre è stata proposta molto prima che venissero accettate le tettoniche a piastre, le prove che si sono accumulate nel corso del secolo scorso sono ora travolgenti e provengono da molteplici linee di indagine indipendenti.

Geometrica Fit dei continenti

La prova più evidente è la vestibilità jigsaw-puzzle dei continenti, in particolare la costa orientale del Sud America e la costa occidentale dell'Africa. La modellazione moderna del computer ha confermato che la vestibilità è notevolmente precisa quando si considera il bordo della piattaforma continentale piuttosto che l'attuale linea costiera.

Prove di fossile

L'Indial, specie fossili di piante e animali, è stata trovata in tutti i continenti che ora sono separati da vasti oceani. Il rettile Mesosaurus, per esempio, è stato trovato solo in Sud America e Sud Africa.

Prove geologiche

Le cinture di montagna e le formazioni rocciose che sono identiche nell'età, nella struttura e nella composizione esistono sui lati opposti degli oceani. Le montagne dell'Appalachian in Nord America si allineano con le montagne Caledoniane in Scozia e Scandinavia, formando una cintura orogenica continua che è stata divisa dall'apertura dell'Atlantico del Nord. Le rocce del Brasile orientale corrispondono a quelle dell'Africa occidentale, non solo nella loro geologia ma anche nell'oriente glaciale.

Prove di Paleomagnetic

Le rocce registrano l'orientamento del campo magnetico terrestre al momento della formazione. Misurando la magnetizzazione delle rocce antiche, gli scienziati possono determinare la latitudine in cui quelle rocce si sono formate e l'orientamento del continente in quel momento. I dati paleomagnetici dalle rocce della stessa età nei diversi continenti mostrano che questi continenti si sono spostati rispetto agli altri e rispetto ai poli della Terra, fornendo vincoli quantitativi sulle posizioni dei continenti in tempi specifici.

Prove di diffusione del pavimento marino

La mappatura del fondo marino nella metà del XX secolo ha rivelato un sistema di creste medio-ocee dove si crea una nuova crosta oceanica. Strisce magnetiche su entrambi i lati di queste creste registrano inversioni del campo magnetico terrestre, fornendo una linea temporale di diffusione del fondo marino che corrisponde alle età previste dalla deriva continentale. L'età della crosta oceanica aumenta simmetricamente lontano dalle creste atlantiche medio-o

Conseguenze climatiche ed oceanografiche a lungo termine

Mentre Pangea era intatta, il suo interno era isolato dall'umidità oceanica, con climi continentali estremi con estati brucianti e inverni frigidi. I modelli mononali si svilupparono lungo i margini del supercontinente, ma gli interni rimasero aridi. La rottura ha aperto nuove vie di mare e bacini oceanici, permettendo alle correnti oceaniche calde di trasportare le regioni fredde verso il pendio e verso il basso.

La formazione dell'Oceano Atlantico ha creato una strada oceanica a nord-sud che ha permesso lo scambio di masse d'acqua tra le regioni artiche e antartiche per la prima volta in centinaia di milioni di anni. La Corrente Circumpolare Antartide, istituita dopo l'Australia e l'Antartide separata, ha bloccato l'Antartide in uno stato di profondo congelamento che ha durato per oltre 30 milioni di anni.

L'apertura dell'Atlantico ha anche influenzato la ciclistica globale del carbonio e la composizione atmosferica. L'attività vulcanica associata alla rifting ha rilasciato grandi quantità di anidride carbonica, che ha contribuito al clima serra del periodo cretaceo.

Evoluzione biologica e biogeografia

La rottura di Pangea era un esperimento naturale su scala planetaria in isolamento e divergenza. Come i continenti si separavano, le popolazioni di organismi che una volta erano collegati erano divise, portando a traiettorie evolutive indipendenti. Il modello risultante della diversità biologica riflette la storia della separazione e della collisione continentale.

Quando il Sud America e l'Africa si separarono, la flora e la fauna terrestre di questi due continenti cominciarono a evolversi in isolamento. Il Sud America ha sviluppato un unico assemblaggio di mammiferi, tra cui marsupiali, xenarthrans (anteaters, sloths, armadillos), e ungulati nativi che non sono altro che qualcosa trovato in Africa.

L'Australia, isolata per decine di milioni di anni dopo la separazione dall'Antartide, ha evoluto una biota altamente distintiva dominata dai marsupi e dai monotremi. L'isolamento del Madagascar dall'Africa e dall'India ha permesso alla sua fauna unica, tra cui lemuri, fossa e tenrechi, di evolversi senza concorrenza dai gruppi africani della terraferma.

L'apertura di nuovi bacini oceanici ha creato nuovi habitat e percorsi migratori per gli organismi marini. L'Oceano Tethys, che esisteva tra l'Eurasia e i frammenti gondwani alla deriva, è stata una regione particolarmente importante per la biodiversità marina, e la sua eventuale chiusura attraverso la collisione ha lasciato un ricco record fossile che documenta l'interazione tra tettonica e vita.

Formazione dei Continenti Moderni

L'attuale geografia della Terra è il risultato diretto della rottura di Pangea, che porta l'impronta delle sue origini dal supercontinente.

America del Nord[]] conserva antichi nuclei cratonici, tra cui lo Scudo canadese, che facevano parte del nucleo di Pangea. Il suo margine orientale preserva i resti dell'orogenesi Appalachiana-Caledonica dall'assemblea di Pangea, mentre il suo margine occidentale è stato plasmato da eventi tettonici successivi relativi alla sottoduzione della placca del Pacifico.

Sud America[]]] disseccato dall'Africa lungo un margine che mostra ancora la vestibilità dello specchio. Il bulge orientale del continente corrisponde al Golfo di Guinea in Africa occidentale. La catena montuosa delle Ande lungo il suo bordo occidentale è il risultato della sottoduzione che ha avuto inizio dopo che il Sud America si era separato dall'Africa e ha iniziato a muoversi verso ovest.

Africa]] è cambiata meno di altri continenti dalla rottura. Occupa molto la stessa posizione rispetto al manto che ha fatto durante la Jurassic, e la Rift Valley dell'Africa orientale rappresenta una zona attiva di rottura continentale che potrebbe eventualmente dividere il continente ulteriormente. La penisola arabica si è rotta dall'Africa circa 30 milioni di anni fa, aprendo il Mar Rosso e il Golfo di Aden.

Eurasia[]] è un continente composito formato dalla collisione di più piastre tettoniche. La parte occidentale dell'Eurasia era una volta parte di Laurasia, mentre le parti meridionali dell'Asia, tra cui l'India e la penisola arabica, provenivano da Gondwana. La collisione dell'India con l'Asia continua a guidare l'alzata dell'Himalaya e l'altopiano tibetano.

Australia[]] è uno dei continenti più veloci, che si sposta verso nord ad un tasso di circa 7 centimetri all'anno. Il suo margine settentrionale si scontra con le placche del Pacifico e della Sunda, creando le montagne della Nuova Guinea e le complesse tettoniche dell'arcipelago indonesiano.

Antarctica[]] è stata isolata intorno al Polo Sud dalla sua separazione dall'Australia e dal Sud America. Il ghiacciaio antartico, che copre il 98 per cento del continente, conserva un record di cambiamenti climatici che si estende su decine di milioni di anni. Le rocce sotto il ghiaccio contengono prove del caldo passato dell'Antartide, tra cui fossili di alberi e dinosauri che vivevano quando il continente era parte del continente.

La rottura di Pangea non è un evento completato ma un processo continuo. L'Oceano Atlantico continua ad allargarsi ad un tasso di circa 2,5 centimetri all'anno, mentre l'Oceano Pacifico si chiude lentamente. La Rift Valley dell'Africa Orientale può infine dividere l'Africa in due landmasse separate, e la collisione dell'Australia con il Sud-Est asiatico probabilmente produrrà una nuova fascia di montagna nel futuro lontano.

Comprendere come e perché Pangea frammentato non solo fornisce una finestra nel passato della Terra, ma anche un quadro per predire il suo futuro. Le stesse forze di convezione del manto che hanno distrutto il supercontinente continuano a guidare i movimenti della piastra oggi, e i continenti continueranno a derivare, collidere e separare negli eoni avanti. La configurazione attuale dei continenti e degli oceani è una disposizione temporanea nel ciclo continuo di miliardi di rottura del supercontinente.