2.5亿年后,地球上所有的大陆将再次聚集在一起

作者:李彤馨/编译来源:蝌蚪五线谱发布时间:2018-04-20

太平洋正在萎缩。

2.5亿年后,地球上所有的大陆将再次聚集在一起

地壳是由破碎的岩石板组成的,就像鸡蛋上破裂的壳。这些板块以每年约5厘米(2英寸)的速度移动,这一运动最终将所有的大陆连接在一起,形成了所谓的超级大陆。

地球上最后一个超级大陆是泛大陆,它存在于3亿至1.8亿年前。

这些大陆的聚集和分离被称为超大陆旋回,而现在的世界已经进入这一旋回周期1.8亿年了。

据预测,下一个超级大陆将在大约2.5亿年内形成,届时大西洋和太平洋都将消失,亚洲大型板块分裂从而形成新的海洋。

因为板块在移动,大洋盆地改变了它们的形状和大小。例如,大西洋目前正在以指甲生长的速度扩张(每年几厘米),而太平洋正在缓慢地消失。

大洋盆地的这些变化对潮汐的影响可能长达数百万年。这是因为潮汐在海洋中的移动,就像一个很长的波浪,而两个波峰之间的距离有1000多公里。

波浪移动的方式很大程度上受大洋盆地形状及其深度的控制,如果海洋具有合适的大小——盆地的长度是海浪的一半即处于“共振”的状态,潮汐就会变得很大。

对于任何摆动或者振荡的系统,只要你在它的自然周期上施以外力,它都可以发生共振。例如,如果你在正确的时间给坐在秋千上的孩子一个小小的推动力,他们会荡的越来越高,因为你的力恰好施加在他们的自然摆动周期上。

潮汐周期由地球、月球和太阳的运动决定,大洋盆地的自然周期则由其几何形状决定。例如,近期北大西洋的状态非常接近共振,因为这两个周期(潮汐周期与自然周期)几乎是一样的。

这就是为什么大西洋的潮汐比太平洋或印度洋的要大得多。

但情况并非总是如此。从可以高精度模拟潮汐的计算机模型实验中,我们知道,因为盆地的形状和大小无法支撑大潮,所以当前超大陆旋回的潮汐长期都会比较弱。

事实上,在过去的2.5亿年中,仅仅在最近的200万年左右地球上才出现了大潮。

既然我们正接近超大陆旋回的中点,我们就问自己一个问题:在未来的2.5亿年左右的时间里,超级大陆会发生什么?是否有可能存在与超大陆旋回有关的超潮汐旋回呢?

现在我们使用计算机模型发现,确实存在一个与超大陆旋回有关的超潮汐旋回。事实上,有两个:我们目前正处于一个“潮汐最大值”的开始,这是一段潮汐非常大的时间。

接下来它们将会大幅减弱,然后在距离现在约1.5亿年后的时间里再次短暂变大。之后,随着下一个超级大陆的形成,潮汐将再次下降到低于目前能量的一半。

这将会发生,因为随着盆地的形状发生变化,盆地会不断地达到或离开共振状态。在地质学术语定义中,潮汐处于最大值的时期是短暂的,仅在2000万年左右。

大多数时候,潮汐比现在的能量要少,在两个超级大陆形成之间的间隔长达4亿至6亿年间,潮汐能量较大的时期只有5000万年。

潮汐是海洋的主要能量来源:太阳和月亮注入潮汐的能量在海洋中消失或消散。这种能量有助于激起海洋运动——就像一把勺子搅动一杯咖啡一样。

就像用勺子将杯中的糖和牛奶搅拌均匀一样,潮汐可以驱动深海和海洋表层之间的营养物质、热量和盐分的运动。

热量和盐的流动是大规模气候控制海洋循环的关键,而养分的流动有助于维持生物的生产,特别是在浅海中。

任何时间尺度上的潮汐变化都可能对整个地球系统产生巨大影响。

虽然这里描述的变化可能不会对我们近期的生活产生影响,但它增加了我们对不同学科描述的潮汐相互作用的理解——包括板块构造、气候系统、营养物质循环以及最终海洋演化和孕育生命的能力。.

这篇文章最初发表在《对话》上。


    蝌蚪五线谱编译自sciencealert,译者 李彤馨,转载须授权 

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