超大陸旋回描述的是地球的大陸地殼準(zhǔn)周期性的聚合和分離。對(duì)于地球的大陸地殼的總量是增加、減少還是維持不變，有種種不同的觀點(diǎn)，但是有一點(diǎn)是各家都認(rèn)同的，即大陸地殼在持續(xù)不斷地發(fā)生改組。大陸碰撞使得大陸的數(shù)目變少，面積增加，而大陸分裂則使大陸的數(shù)目增加，面積減少。
正文
距今最近的超大陸——泛大陸——形成于3億年前。在它之前的超大陸——Pannotia，或叫大岡瓦納——形成于6億年前，其分裂后形成的碎塊最終碰撞形成了泛大陸。但在Pannotia之前，兩次超大陸的時(shí)間間隔變得十分沒有規(guī)律。例如，在岡瓦納之前的超大陸Rodinia存在于約11億年至7.5億年前，距岡瓦納的形成僅有1.5億年。再往前的超大陸Colombia存在于約18億年至15億年前。再往前的超大陸叫Kenorland，存在于約27億至21億年前。超大陸Ur存在于約30億年前，而超大陸Vaalbara則存在于約36億至28億年前。總體來看，一次完整的超大陸旋回將歷時(shí)3億至5億年。
超大陸旋回假說在某些方面是威爾遜旋回的改進(jìn)。威爾遜旋回是以板塊構(gòu)造論的先驅(qū)約翰·圖佐·威爾遜的名字命名的、描述洋盆周期性的擴(kuò)張和閉合的假說。因?yàn)樽罾系难蟮字挥?.7億年的歷史，而大陸地殼上最老的部分已有40億年或更多的歷史，所以有必要對(duì)那些記錄在大陸上的久遠(yuǎn)得多的行星的律動(dòng)做出強(qiáng)調(diào)。
對(duì)海平面的影響
現(xiàn)已知道，在第一級(jí)周期的層面上，當(dāng)大陸聚合時(shí)，海平面較低，而當(dāng)大陸分離時(shí)，海平高較高。因此，在泛大陸形成（二疊紀(jì)）和大岡瓦納形成（晚新元古代）的時(shí)候，海平面較低，而當(dāng)它們分裂時(shí)（前者在白堊紀(jì)，后者在奧陶紀(jì)），海平面就快速上升。
一級(jí)海平面是由洋底的年齡控制的。洋殼所處的深度(d)與它的年齡(t)呈簡單的函數(shù)關(guān)系：
d(t) = 2500 + (350t
式中，d的單位是米(m)，而t的單位是百萬年(ma)。因此，大洋中脊處剛形成的洋殼處于大約2500 m深的地方，而年齡為1億年的老洋殼則處于大約6000 m深的深度。
就像浴缸中的水位會(huì)隨入浴者的身材大小不同而不同一樣，海平面是由洋底的深度控制的（在此忽略了由冰川冰和溫室效應(yīng)引發(fā)的復(fù)雜因素）。洋底深度和海平面也因而有如下的關(guān)系：
若地球上水的質(zhì)量(M)是一個(gè)等于K1的常數(shù)，那么K1 = M(海水) + M(淡水) + M(冰川) + M(大氣水)
我們可以忽略M(淡水) + M(大氣水)，則K1 = M(海水) + M(冰川)
對(duì)于一個(gè)無冰的地球來說：V(海水) = K1/(海水的平均密度)
其中，V(海水)是充填在洋盆中的水體體積，等于A x d，其中A是洋盆的面積，d是洋盆的平均深度。d由洋底的平均年齡決定。
A在大陸分裂或大陸碰撞時(shí)會(huì)發(fā)生改變，前一情況下大陸被拉伸，使A減少并使海平面上升，后一情況下大陸被壓縮，使A增加，海平面下降）。海平面上升之后，海水會(huì)淹沒大陸，而海平面下降則使大陸架暴露出水。
因?yàn)榇箨懠艿钠露群芫彛Ｆ矫婧苄〉纳仙涂梢詫?dǎo)致大陸有相當(dāng)大比例的部分被淹沒。
如果全球大洋平均來說比較年輕，那么洋底會(huì)相對(duì)較淺，因此海平面會(huì)較高。如果全球大洋平均較老，那么洋底會(huì)相對(duì)較深，因此海平面會(huì)較低，而使大陸的更多部分露出海面。
因此，在超大陸旋回和洋底的平均年齡之間，有一個(gè)相對(duì)簡單的聯(lián)系：
分離的大陸 = 大面積的年輕洋底 = 高海平面
超大陸旋回的氣候效應(yīng)則進(jìn)一步加大了這種差距：
超大陸 = 大陸性氣候?yàn)橹?= 大陸冰期較易出現(xiàn) = 更低的海平面
分離的大陸 = 海洋性氣候?yàn)橹?= 大陸冰期不易出現(xiàn) = 海平面不會(huì)因此機(jī)制而降低
與全球構(gòu)造的關(guān)系
隨著超大陸旋回的進(jìn)行，構(gòu)造期也發(fā)生更替。
在超大陸的解體期間，張裂環(huán)境的面積最大。之后，一部分張裂環(huán)境轉(zhuǎn)為被動(dòng)邊緣環(huán)境，與此同時(shí)，洋底繼續(xù)擴(kuò)張，大洋增生。接著，碰撞環(huán)境開始不斷發(fā)展，隨著時(shí)間的推移，越來越占據(jù)主導(dǎo)地位。最先的碰撞發(fā)生于大陸和島弧之間，但最終會(huì)導(dǎo)致大陸-大陸碰撞。在古生代超大陸旋回中已經(jīng)觀察到了這一過程，在中生代-新生代超大陸旋回中，這一過程還在進(jìn)行，正在人們的觀察之中。
與氣候的關(guān)系
全球氣候有兩種類型：冰室(Icehouse)和溫室(Greenhouse)。
冰室以頻繁的大陸冰期和嚴(yán)酷的沙漠環(huán)境為特征。我們現(xiàn)在正處于一個(gè)向溫室演化的冰室階段。溫室則以溫暖的氣候?yàn)闃?biāo)志。這二者都可以對(duì)超大陸旋回有所反映。
冰室氣候
大陸會(huì)聚
由于洋殼缺乏增生，海平面下降
氣候變冷干
伴隨有文石海
形成超大陸
溫室氣候
大陸分離
海平面升高
海底擴(kuò)張大規(guī)模進(jìn)行
大洋裂谷區(qū)產(chǎn)生較大量的二氧化碳
氣候變暖濕
伴隨有方解石海
冰室氣候的時(shí)期：新元古代的大部，晚古生代，晚新生代
溫室氣候的時(shí)期：早古生代，中生代-早新生代
與生物進(jìn)化的關(guān)系
進(jìn)化的根本機(jī)制是多樣性種群中的自然選擇。生物多樣性是隔離的結(jié)果。當(dāng)大陸會(huì)聚時(shí)（一個(gè)大洋，一個(gè)大陸），隔離的程度較輕，生物的多樣化程度也較輕。從晚新元古代到早古生代，當(dāng)動(dòng)物界的爆炸式進(jìn)化發(fā)生時(shí)，大岡瓦納的解體造成了海洋環(huán)境的隔離。大陸和海洋的南北向排列導(dǎo)致了比東西向排列多得多的隔離和多樣性。由此形成了被水面或陸地隔開的、與不同的氣候帶相融合的生物區(qū)，區(qū)與區(qū)之間還有南北向的生物聯(lián)系通道。假若同樣的大陸和洋盆在形成的時(shí)候是東西向排列的，那么就會(huì)導(dǎo)致少得多的隔離、生物多樣化和較慢的進(jìn)化。在新生長，由于洋盆和大陸的南北向排列，同樣出現(xiàn)了最大程度的隔離。
以科的數(shù)目衡量的生物多樣性的變化周期，和超大陸旋回有很好的吻合。
參考文獻(xiàn)
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外部鏈接
Plate reconstruction movies from UTIG 'PLATES' project
參考資料 >