Nauka nazywa to „Pangaea Proxima”. Ty może wolisz nazywać to Następną Wielką Rzeczą. Superkontynent jest w drodze, który obejmuje wszystkie główne obszary lądowe Ziemi, co oznacza, że mógłbyś przejść z Australii na Alaskę lub z Patagonii do Skandynawii. Ale będzie to trwało około 250 milionów lat.
Dla Christophera Scotese’a z Northwestern University w Evanston, Illinois, fakt, że nasze kontynenty nie są nieruchome, jest fascynujący. Jak były ułożone w przeszłości – i jak będą ułożone w przyszłości?
„Za pięćdziesiąt milionów lat Australia będzie w znacznie większym stopniu kolidować z południowo-wschodnią Azją”, mówi. Afryka będzie również napierać na południową Europę, podczas gdy Atlantyk będzie o wiele szerszym oceanem niż jest obecnie.
Aby zobrazować wszystkie te szczegóły, Scotese stworzył animację ilustrującą jego przewidywania w miarę upływu czasu.
Przyznaje jednak, że prognozy na okres powyżej 50 milionów lat w przyszłości – które obejmują jego przewidywania dotyczące Pangaea Proxima – są „bardzo spekulatywne”.
Kontynenty Ziemi spoczywają na systemie płyt, które poruszają się z różnymi prędkościami. Niektóre poruszają się z prędkością około 1,2 cala (30 mm) rocznie, podczas gdy inne mogą poruszać się z pięciokrotną prędkością. Są to w przybliżeniu prędkości, z jakimi rosną ludzkie paznokcie i włosy, odpowiednio.
Teraz ruch płyt jest śledzony za pomocą instrumentów pozycjonowania satelitarnego wbudowanych w ziemię. Ale wiedzieliśmy, że płyty poruszają się na długo przed wynalezieniem takiej technologii. W jaki sposób? Jak w ogóle zdaliśmy sobie sprawę, że stoimy na ogromnych, przesuwających się płytach, biorąc pod uwagę, że poruszają się one tak wolno i są tak masywne?
Pomysł, że kontynenty poruszają się, pochodzi sprzed wieków, ale po raz pierwszy ktoś przedstawił jakiekolwiek poważne dowody na rzecz tego pomysłu 100 lat temu. Tym kimś był niemiecki geofizyk Alfred Wegener.
Dla wielu geologów dryf kontynentów był pomysłem z pogranicza szaleństwa, z niewielką ilością twardych dowodów
Zauważył on niezwykłe podobieństwa między skamieniałymi roślinami i zwierzętami znalezionymi na kontynentach, które były oddzielone przez rozległe oceany. To zasugerowało mu, że te kontynenty były połączone, kiedy te teraz skamieniałe gatunki były żywe.
Co więcej, kiedy Wegener spojrzał na swoje mapy, mógł wyraźnie zobaczyć, że Ameryka Południowa i Afryka były jak dwa gigantyczne kawałki układanki – pasowały do siebie. Czy to naprawdę mógł być tylko przypadek, czy też zostały one połączone miliony lat temu, tylko po to, by dryfować osobno?
To była istota teorii Wegenera: dryf kontynentalny. Ale niewielu ludziom się ona podobała.
W rzeczywistości, dla wielu geologów dryf kontynentalny był pomysłem z gruntu szalonym, na który nie było mocnych dowodów. Jak dokładnie masywne kontynenty mogłyby się przemieszczać?
Wegener nie potrafił dostarczyć zadowalającego wyjaśnienia. Zmarł w 1930 roku. Ale jego pomysł żył dalej, a 20 lat później rozpoczęła się jego windykacja.
Ameryka Południowa i Afryka były jak dwa gigantyczne puzzle – pasowały do siebie
Kluczowe tajemnice, które odblokowałyby prawdę jego teorii, nie były do znalezienia na tych poruszających się kontynentach. Wszystkie one były ukryte pod morzem.
Marie Tharp była jedną z pierwszych osób, które zdały sobie sprawę, że łańcuchy górskie i ogromne doliny nie były tylko cechami występującymi na lądzie, ale również pod oceanami. Na początku lat 50. Tharp pomogła stworzyć mapę gigantycznego podmorskiego pasma górskiego, długiego na tysiące kilometrów, ale szerokiego na zaledwie kilka kilometrów, biegnącego zygzakiem przez sam środek Oceanu Atlantyckiego.
Podobne pasma leżą pod falami innych oceanów. Od tego czasu nazwano je „grzbietami śródoceanicznymi” – a ich odkrycie pomogło odwrócić bieg myśli o tym, jak ukształtowała się powierzchnia Ziemi.
Harry Hess, amerykański geolog i dowódca łodzi podwodnej w czasie II wojny światowej, dostrzegł potencjalne znaczenie grzbietów śródoceanicznych.
Ten boczny ruch skał… mógłby ostatecznie wyjaśnić, dlaczego kontynenty same się przemieszczały
Podczas wojny Hess użył sonaru do szczegółowego zmapowania niektórych obszarów dna oceanicznego. Odkrył, że jest ono dalekie od płaskiego, pozbawionego cech krajobrazu, za jaki większość geologów je przyjęła.
Odkrycie grzbietów śródoceanicznych pasuje do idei, którą rozwijał – mianowicie, że dno oceanu stale, ale bardzo powoli, odnawia się. Zasugerował, że gorąca magma wzrosła wzdłuż grzbietów śródoceanicznych i ochłodziła się w skałę. Następnie, jak więcej gorącej magmy wzrosła na grzbiecie, chłodna skała została zepchnięta w dół boków grzbietu, aby zrobić miejsce.
Ten boczny ruch skały, prostopadle do grzbietów śródoceanicznych, mógłby ostatecznie wyjaśnić, dlaczego kontynenty same się poruszały. Były one popychane przez wylew magmy wzdłuż grzbietów śródoceanicznych.
Jego teoria stała się znana jako „rozprzestrzenianie się dna morskiego”. Ale mimo to inni geolodzy byli sceptyczni. Inne cechy pod powierzchnią morza dostarczały jednak więcej wskazówek i stopniowo przechylały szalę na korzyść Hessa.
Był to, po prostu, najlepszy jak dotąd dowód na istnienie siły napędowej, która może przesuwać kontynenty
Wiele skał na Ziemi zawiera minerały magnetyczne. Zanim te skały zestaliły się z magmy, minerały te mogły obracać się jak maleńkie igły kompasu i ustawiać się w linii z ziemskim polem magnetycznym. Po ochłodzeniu, „igły kompasu” zamarzały w miejscu.
Kanadyjski geolog Lawrence Morley i brytyjscy geolodzy Frederick Vine i Drummond Matthews zdali sobie sprawę, że ten proces wyrównywania dostarczył więcej dowodów na rozprzestrzenianie się dna morskiego.
Często tak często ziemskie pole magnetyczne odwraca się: nasze igły kompasu wskazywałyby raczej na Antarktydę niż na Arktykę. Ten proces odwrócenia pola magnetycznego ujawnił się w skałach, które tworzą samą strukturę dna morskiego. To było „pasiaste”, ułożone w paski normalnej i odwrotnej polaryzacji, które leżały równolegle do grzbietu śródoceanicznego.
Najlepszym sposobem na wyjaśnienie tego było rozprzestrzenianie się dna morskiego.
Płyty są jak małe kawałki skorupy na wierzchu zupy.
Minerały magnetyczne w gorącej lawie na grzbiecie śródoceanicznym są wyrównane do pola magnetycznego Ziemi, a następnie zamrożone, gdy lawa stygnie. Jak skała jest utworzona, a następnie przesuwa się w dół boków i z dala od grzbietu, zachowuje zapis zmian w polu magnetycznym Ziemi przez dziesiątki tysięcy lat. Badanie tych zapisów nazywa się „paleomagnetyzm”.
Pomysł ten wyjaśniał również, dlaczego pasy po każdej stronie grzbietu były na ogół dokładnymi lustrzanymi odbiciami siebie nawzajem. Rock zazwyczaj trundles z dala od obu stron grzbietu śródoceanicznego w tym samym tempie.
To był, po prostu, najlepszy dowód jeszcze siły napędowej, która może przesunąć kontynenty. Geolodzy akceptują teraz, że Hess – a przed nim Wegener – mieli rację, wyobrażając sobie geografię Ziemi jako będącą w ciągłym ruchu.
„To jest jak wielki kocioł z zupą”, mówi Susan Hough, sejsmolog w US Geological Survey w Kalifornii. „Płyty są jak małe kawałki skorupy na wierzchu zupy.”
Płyty są w rodzaju wiecznej wojny, walcząc o pozycję na powierzchni Ziemi
W skorupie ziemskiej i górnym płaszczu Ziemi znajdują się dwie warstwy, które opisuje ta metafora. Litosfera – twarda, chłodniejsza część skorupy, w tym same płyty – oraz astenosfera, gdzie stopiona skała przemieszcza się w kierunku litosfery i czasami przebija się przez grzbiety śródoceaniczne.
Ziemia pod twoimi stopami nie jest tak twarda jak mogłoby się wydawać. Cała ta konwekcja i aktywność mechaniczna napędza ruch płyt. Mogą one wpadać na siebie, przesuwać się obok siebie lub odsuwać się od siebie. Niektóre płyty mogą nawet zostać zakopane, lub „subdukowane”, pod sąsiednimi płytami, „recyklingując” swoje skały z powrotem do wnętrza Ziemi.
Płyty toczą rodzaj wiecznej wojny, walcząc o pozycję na powierzchni Ziemi.
Wiemy, że płyty się przemieszczały, ale jak możemy właściwie wykreślić ich pozycje w czasie? Scotese stworzył animacje pokazujące to, co uważamy za ruchy kontynentów w ciągu ostatnich 750 milionów lat.
„To trochę jak śledztwo CSI”, mówi. „Musisz użyć wszystkich dowodów, które możesz wykorzystać, aby opowiedzieć historię, ponieważ nie ma naocznych świadków, nie ma kamer wideo robiących zdjęcia.”
Skamieniałości mezozaura są znajdowane nie tylko w Ameryce Południowej, ale także w Afryce
Pomimo wyzwań Scotese mówi, że możemy sięgnąć 70 milionów lat w przeszłość z dużą dozą pewności. To dlatego, że możemy śledzić postępy dokonane przez rozprzestrzenianie się dna morskiego dość dokładnie do pracy, gdzie kontynenty były kiedyś. Ale są też różne rodzaje zapisów geologicznych, które pozwalają nam zajrzeć jeszcze dalej wstecz.
Scotese podaje przykład starożytnych kopalnych raf koralowych. Między 300 i 400 milionów lat temu, co jest teraz Afryka Północna została przekraczania z polarnych do tropikalnych latitudes.
„Jeśli spojrzeć uważnie, można zobaczyć dokładnie, kiedy przekroczył tę granicę z bycia w zimnej połowie półkuli do ciepłej połowie,” wyjaśnia Scotese. „Więc rafy koralowe pojawiają się po raz pierwszy i zaczynają rosnąć na tych węglanowych platformach.”
Indeed, the fossil record is a hugely significant area of evidence. To, oczywiście, było to, co początkowo dało Wegenerowi wiarę w jego idee.
Kiedy żył Mezozaur, możliwe było przejście między niemal dowolnymi dwoma punktami na dowolnych dwóch kontynentach
Weźmy za przykład Mezozaura, stworzenie nie różniące się od dzisiejszych krokodyli. Był to słodkowodny gad z długą, potężną szczęką, który żył od 270 do 300 milionów lat.
Tutaj jest najdziwniejsza część. Skamieniałości Mezozaura są znajdowane nie tylko w Ameryce Południowej, ale także w Afryce. Było to zwierzę słodkowodne i nigdy nie mogło przepłynąć przez Ocean Atlantycki, by rozwinąć kolonie na obu kontynentach. Jak więc jego skamieniałości znalazły się po obu stronach tego rozległego oceanu? Odpowiedź jest prosta: 300 milionów lat temu, nie było Atlantyku. Te dwa kontynenty były połączone, a Mezozaur nigdy nie musiał przepływać tej odległości.
W rzeczywistości, gdy żył Mezozaur, możliwe było przejście między niemal dowolnymi dwoma punktami na dowolnych dwóch kontynentach. Wszystkie lądy były zjednoczone w superkontynencie Pangaea – czyli coś, co według Scotese’a ma się powtórzyć za około 250 milionów lat, gdy powstanie jego superkontynent „Pangaea Proxima”.
Istnienie starożytnej Pangaea jest odnotowane w rozmieszczeniu innych skamieniałości. Lystrosaurus, na przykład, był gigantycznym roślinożercą. Jego szczątki kopalne można obecnie znaleźć w Afryce, Indiach, a nawet na Antarktydzie.
Poza 300 milionami lat temu starożytny zapis magnetyczny staje się znacznie bardziej niejednolity
Nawet roślina Glossopteris, drzewiasty krzew, który dorastał do 98 stóp (30 m) wysokości, pomaga potwierdzić tezę, że na pewnym etapie wszystkie dzisiejsze kontynenty zostały zakleszczone razem jako Pangaea.
Fossil evidence of Glossopteris został odkryty w Ameryce Południowej, Afryka, Indie, Antarktyda i Australia. Co ważne, nasiona rośliny były masywne i nie mogły unosić się na wodzie ani być niesione wiatrem do innych mas lądowych. Superkontynent, na którym nasiona mogły być rozproszone przez ląd, jest uważany za jedyne wiarygodne wyjaśnienie.
Jednakże wszystkie te formy dowodów mają swoje ograniczenia. Poza 300 milionów lat temu, starożytny zapis magnetyczny staje się znacznie bardziej niejednolity, więc trudno jest znaleźć twarde dowody ruchów kontynentalnych. A przy 500 milionach lat, mówi Scotese, zapis kopalny również staje się mniej szczegółowy.
As for predicting what will happen in the future, Scotese does this first of all by looking at how the plates are moving today and then extrapolating that movement over time. Jest to najprostszy sposób na opracowanie prognozy. Ale, dodaje, po wielu milionach lat, nie wiadomo, jakie wydarzenia geologiczne mogą spowodować nieprzewidziane zmiany w tym ruchu.
Tektonika płyt daje nam doliny i ogromne łańcuchy górskie, trzęsienia ziemi i granice kontynentów
„W świecie tektoniki płyt, płyty ewoluują powoli i stabilnie, aż mamy jedną z tych katastrof tektonicznych płyt, takich jak kolizje kontynentów”, mówi. „To zasadniczo zmienia reżimy tektoniczne płyt.”
Różne modele statystyczne pomagają zapewnić szereg opcji dla tego, jak kontynenty będą ułożone więcej niż 100 milionów lat od teraz. Ale to jest tak daleko w przyszłości, że nie jest jasne dla nikogo, jak dokładne one są.
Jeszcze, to jest zabawa do spekulacji, i to pomaga wzmocnić rzeczywistość, że Ziemia jest aktywną, dynamiczną planetą – której oblicze ciągle się zmienia. Tektonika płyt daje nam doliny i ogromne łańcuchy górskie, trzęsienia ziemi i granice kontynentów. I wciąż istnieją tajemnice na temat tego, jak one działają.
Hough wskazuje, że wciąż badamy dokładnie, dlaczego płaskowyż tybetański, który leży na północ od Himalajów, jest tak wysoki, jak jest.
Plus, nasza wiedza o tektonice płyt na innych planetach jest niewiarygodnie ograniczona. Rzeczywiście, dopiero niedawno znaleźliśmy pewne dowody, które sugerują tektonikę na Marsie i księżycu Jowisza, Europie.
Kontynenty naprawdę się poruszały – i jeszcze się nie zatrzymały
„Wchodzisz w niektóre interesujące pytania”, mówi Hough. „Na przykład, czy to przypadek, że żyjemy na aktywnej tektonicznie planecie, czy też było to w jakiś sposób ważne dla powstania życia?”
Na razie możemy się tylko zastanawiać. Ale tektonika płyt bez wątpienia była istotna dla rozwoju i rozprzestrzeniania się życia na Ziemi. Tajemnice przesuwającego się gruntu pod naszymi stopami zostały w dużej mierze ujawnione – i to głównie w ciągu ostatnich 50 lat.
Przez długi czas sądziliśmy, że niewiele jest bardziej stacjonarnych i stabilnych miejsc niż Ziemia pod nami. Ale teraz wiemy, że Wegener w zasadzie miał rację. Kontynenty naprawdę się poruszały – i jeszcze się nie zatrzymały.
Dołącz do ponad pięciu milionów fanów BBC Earth, polub nas na Facebooku lub śledź nas na Twitterze i Instagramie.
Jeśli podobała Ci się ta historia, zapisz się na cotygodniowy newsletter bbc.com features o nazwie „If You Only Read 6 Things This Week”. Ręcznie wybrane historie z BBC Future, Earth, Culture, Capital, Travel i Autos, dostarczane do Twojej skrzynki odbiorczej w każdy piątek.