Deo izgubljenog superkontinenta krije se na Himalajima: Nova otkrića o Gondvani

Pre više od pola milijarde godina Zemlja je izgledala potpuno drugačije. Kontinenti koje danas poznajemo nisu postojali u sadašnjem obliku, a veliki delovi kopna bili su spojeni u ogromnu celinu poznatu kao Gondvana.

Preporučujemo

Nova analiza drevnih stena sada ukazuje da je Gondvana bila znatno veća nego što se decenijama pretpostavljalo i da je možda obuhvatala oko 80 odsto ukupne kontinentalne mase tadašnje Zemlje, navodi Popular Mechanics.

Otkriće ne menja samo predstavu o drevnoj geografiji planete. Istraživači smatraju da bi sastavljanje tako ogromnog superkontinenta moglo da bude povezano sa velikim promenama u tektonici, klimi i okeanima koje su prethodile jednom od najvažnijih perioda u istoriji života – naglom širenju raznovrsnosti životinja početkom kambrijuma.

Gondvana se formirala postepeno, spajanjem više velikih delova kontinentalne kore. U njen sastav ulazile su oblasti koje danas čine Afriku, Južnu Ameriku, Antarktik, Australiju i Indiju, kao i brojni fragmenti kopna koji su tokom stotina miliona godina promenili položaj.

Njeno sastavljanje odvijalo se približno između 750 i 550 miliona godina pre sadašnjosti, u vreme velikih geoloških i klimatskih promena. Ipak, među geolozima je dugo postojalo pitanje da li Gondvanu treba smatrati pravim superkontinentom.

Ukupna kontinentalna masa

Ranije rekonstrukcije ukazivale su da je obuhvatala oko 64 odsto tadašnje ukupne kontinentalne mase. Pojedini geološki modeli koriste približno 75 odsto kao praktičnu granicu iznad koje se neka kopnena celina može smatrati superkontinentom, mada ne postoji univerzalna i strogo prihvaćena definicija.

U studiji objavljenoj u časopisu Science Advances navodi se da su istraživači proučili ogromnu količinu podataka o magmatskim stenama iz različitih delova sveta. Baza je obuhvatila 25.346 uzoraka felsičnih i intermedijarnih magmatskih stena, čiji hemijski i izotopski sastav može da sačuva podatke o mnogo starijoj kontinentalnoj kori iz koje su nastale.

Posebno važni bili su graniti. Oni često nastaju delimičnim topljenjem starije kontinentalne kore, pa njihov sastav može da posluži kao svojevrsni zapis o materijalu koji se nalazi duboko ispod današnje površine.

Istraživači su koristili izotope neodimijuma kako bi procenili starost kontinentalnog materijala iz koga su stene nastale. Tako nisu utvrđivali samo kada se određeni granit formirao, već i koliko je stara kora koja se prethodno istopila i dala materijal za njegov nastanak.

Važan trag pružili su podaci iz Himalaja. Pojedini graniti u ovom planinskom sistemu nastali su pre svega nekoliko desetina miliona godina, ali njihov izotopski sastav pokazuje da potiču iz mnogo starijeg kontinentalnog materijala.

Analiza je ukazala da je taj materijal nastao približno pre 700 do 550 miliona godina i da pripada drevnoj kontinentalnoj kori povezanoj sa Gondvanom.

To je omogućilo naučnicima da prepoznaju delove stare Gondvane koji su tokom kasnije geološke istorije bili prekriveni mlađim stenama, deformisani sudarima tektonskih ploča ili ugrađeni u velike planinske pojaseve.

Tragovi tog materijala ne završavaju se na Himalajima. Istraživači su rekonstruisali kontinentalne fragmente od Indije i jugoistočne Azije, preko velikog dela današnje Kine, sve do Kazahstana.

Neke od tih oblasti ranije su tumačene kao ostaci drevnog okeanskog dna i vulkanskih ostrvskih lukova. Novi izotopski podaci, međutim, ukazuju da se ispod mlađih geoloških struktura u mnogim od tih područja nalazi znatno starija kontinentalna osnova povezana sa Gondvanom.

Skriveni delovi kore

Slični skriveni delovi veoma stare kontinentalne kore iz prekambrijuma prepoznati su i ispod mlađih planinskih sistema u drugim delovima sveta. Kada su ti fragmenti uključeni u rekonstrukciju, procenjena veličina Gondvane značajno se povećala.

Prema novom modelu, takozvana Velika Gondvana obuhvatala je oko 80 odsto tadašnje kontinentalne mase Zemlje. Time ona, prema kriterijumu koji autori koriste, jasno prelazi granicu koja se često primenjuje pri određivanju superkontinenata.

Nalazi su značajni i zato što se vreme sastavljanja Gondvane poklapa sa periodom velikih promena u Zemljinom sistemu.

Pre približno 550 do 500 miliona godina, na prelazu iz ediakarijuma u kambrijum, menjali su se klima, hemijski sastav okeana i atmosfere, ali i živi svet. Tokom kambrijske radijacije mnoge velike grupe životinja postale su znatno raznovrsnije i ostavile mnogo bogatiji trag u fosilnom zapisu.

Zašto se ta biološka promena dogodila upravo tada jedno je od velikih pitanja evolucione istorije. Kao moguća objašnjenja navode se povećanje količine kiseonika, promene hemijskog sastava okeana, evolutivne inovacije i promene u odnosima među organizmima.

Nova studija ne tvrdi da je formiranje Gondvane samo po sebi izazvalo kambrijsku diversifikaciju. Autori, međutim, predlažu da je sastavljanje ogromnog superkontinenta pokrenulo niz tektonskih i ekoloških promena koje su mogle da doprinesu stvaranju povoljnijih uslova za razvoj složenog životinjskog sveta.

Dok se Velika Gondvana sastavljala, sudaranje kontinentalnih blokova podizalo je ogromne planinske sisteme i menjalo raspored tektonskih ploča. Duž oboda novog superkontinenta razvila se velika zona subdukcije – područje u kome jedna tektonska ploča tone ispod druge i spušta se u Zemljin omotač.

Takva područja često su povezana sa snažnom vulkanskom aktivnošću. Prema rekonstrukciji istraživača, oko Gondvane se formirao vulkanski pojas dug gotovo 35.000 kilometara, po razmeri uporediv sa današnjim Vatrenim prstenom oko Tihog okeana.

Taj drevni vulkanski sistem protezao se kroz oblasti koje danas pripadaju Rusiji, Kini, Australiji, Antarktiku, južnoj Africi i Južnoj Americi.

Dugotrajna vulkanska aktivnost

Dugotrajna vulkanska aktivnost oslobađala je gasove, uključujući ugljen-dioksid i vodenu paru, pa je mogla da utiče na klimu tokom veoma dugog perioda. Zemlja je u to vreme prelazila iz izrazito hladnih uslova ka znatno toplijoj klimi, a promena koncentracije gasova staklene bašte mogla je da bude jedan od faktora tog prelaza.

Istovremeno, izgradnja i erozija velikih planinskih sistema menjale su količinu minerala i hranljivih materija koje su reke odnosile u okeane. Tektonske promene mogle su da utiču i na oblik obala, nastanak plitkih mora i cirkulaciju okeana, što je menjalo sredine u kojima su tadašnji organizmi živeli.

Zbog toga autori povezuju sastavljanje Velike Gondvane sa širim nizom promena u geologiji, klimi i okeanima, a ne sa jednim jednostavnim mehanizmom koji bi mogao da objasni razvoj složenog života.

Važno je i to što nova rekonstrukcija nije zasnovana samo na današnjem položaju kontinenata. Tokom stotina miliona godina tektonske ploče su se sudarale, razdvajale i rotirale, dok su delovi stare kontinentalne kore završavali duboko ispod mlađih stena.

Zbog toga drevni kontinent nije uvek moguće prepoznati samo prema onome što je danas vidljivo na površini. Izotopski sastav stena omogućava geolozima da otkriju mnogo stariji materijal i povežu regione koji su danas udaljeni hiljadama kilometara.

Ipak, vremensko poklapanje sastavljanja Velike Gondvane i širenja složenog života nije dokaz da je jedno neposredno izazvalo drugo. Veza između tektonike, klime, hemije okeana, kiseonika i evolucije na prelazu iz ediakarijuma u kambrijum i dalje se istražuje.

Nova rekonstrukcija pre svega pokazuje da je Gondvana verovatno bila mnogo veća nego što se ranije procenjivalo i da se njeni davno izgubljeni delovi i danas mogu prepoznati u stenama skrivenim ispod nekih od najvećih planinskih sistema na Zemlji.

(Telegraf Nauka / Popular Mechanics)