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特提斯,神秘的语境

特提斯,神秘的语境
2022年05月31日 19:43 新浪网 作者 石头科普工作室

  每每提到青藏高原,大家可能会想到雪山、牛羊、朝圣、美景、珠穆朗玛峰等等。这就是青藏高原的语境,这是藏在名词之后的故事。我们今天提到的是特提斯,这一个颇具神秘感的语境,是极具故事的词汇。为什么呢?我们深入其中,探索一下。

  特提斯(Tethys),古希腊神话中河海女神,其真容从未被他人所目睹,是一位异常神秘的女神。奥地利地质学家Eduard Suess(修斯.E)首先将特提斯这一词语用于描述古海洋——特提斯海(Tethys Sea),他认为现在亚欧和印度、非洲之间的一些列造山带的区域都是古早时候特提斯海的范围。这里有个小说明,现在比较规范的称谓是特提斯洋,主要是涉及到海与洋的规模大小区别。暂且不提修斯的成就有多大了,感兴趣的朋友可以自己搜罗。

修斯.E(来源:维基百科)

  现在提到的基本上是新特提斯洋,包括新特提斯洋闭合后的这一系列构造带——特提斯构造带。笔者在介绍中东石油情况的推文简单介绍过特提斯,这是西自阿尔卑斯造山带,东到喜马拉雅造山带,往南至大洋洲这一长带状的巨型构造带。这也可以视作为大地构造上的“丝绸之路”(陆上的和海上的)!

特提斯构造域展布(来源:特提斯地球动力系统重大研究计划)

  如果要讨论特提斯构造带,必须得讨论特提斯的整个演化,也就是如何沧海变桑田。

  自从板块构造理论被学术界广泛接受以后,对于板块构造的研究就一直是一个热点。笔者在介绍威尔逊循环那篇推文的末尾曾写到过,板块构造就像中国的一句谚语“天下大势,合久必分,分久必合”。合在一起就是超大陆,分开了就是各个分离的板块。所以说到特提斯,我们先从板块构造开始。

  我们先不去探讨板块构造是从何时开始的,这个目前也是研究的热点,比较复杂。我们现在可以讨论的是,曾经的地球有过超大陆的时期。超大陆(supercontinent)是指地球上所有陆块的联合体,也就是“合”。现在学界认可的地球历史上可能存在的超大陆有四个(从老到新):基诺兰(Kenorland)、哥伦比亚(Columbia)、罗迪尼亚(Rodinia)和联合大陆(Pangaea)。

  我们的故事先从罗迪尼亚开始。罗迪尼亚超大陆是哥伦比亚超大陆裂解后的陆块拼接而成,是拼合程度比较高的超大陆。根据板块重构,罗迪尼亚存在于新元古代,大约11.5亿到7亿年前。这之后,罗迪尼亚开始裂解,裂解后的陆块在3到2.5亿年前合并成联合大陆,也就是我们熟知的盘古大陆。罗迪尼亚和联合大陆也是现在被广泛认可的两个地质历史时期可能存在的超大陆。

罗迪尼亚超大陆复原图(来源:维基百科)

  联合古陆(也称泛大陆)就是最近一次的超大陆了,我们现在的大陆分布是由于联合古陆破裂解体后逐步演化的结果。大概在2亿多年前,泛大陆开始逐渐解体,这个时期,北边这部分就是劳亚大陆(Laurasia),南边这部分就是冈瓦纳大陆(Gondwana)。那么中间这部分海洋呢?就是特提斯洋了。

泛大陆演化图(来源:维基百科)

  我们的巨人,大陆漂移说的创始人——魏格纳,他在1912年就已经大概指出了特提斯洋的大致分布,因为时代局限性和测量技术的问题,也只是一个大概的展布。不过这已经够了。后人们的研究在此基础上又有新的方向和结果。

  魏格纳所绘泛大陆(Pangea)与特提斯

  (来源:特提斯地球动力系统重大研究计划)

  其实特提斯洋的演化并不是简单的从有到无。比如说,1979年土耳其的地质学家Şengör就在《Nature》上发文指出,泛大陆形成以来存在的特提斯和现如今在阿尔卑斯-喜马拉雅地区消亡的特提斯并非是一个古大洋,而应该是两个古大洋。老的那个被称为“古特提斯洋”,新的那个(也就是上文提到的修斯发现的)被称作“新特提斯洋”,简单明了!那新特提斯咋形成的?

  Şengör指出,新特提斯的形成可能和古特提斯洋的俯冲有关,古特斯往南俯冲,使得冈瓦纳大陆的北缘发生裂解,裂解的这部分(被称为基梅里(Cimmerian)大陆)和冈瓦纳大陆之间的这部分新形成的大洋就是“新特提斯洋”。而最后随着板块构造的演化,新特提斯洋开始俯冲消亡,冈瓦纳大陆的各个陆块也和欧亚大陆开始碰撞,就形成了我们现在的“特提斯构造带”,这一条构造上的“丝绸之路”。

  特提斯演化图

  (来源:特提斯地球动力系统重大研究计划)

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