Om 250 miljoner år kanske jorden bara har en kontinent

Vetenskapen kallar den ”Pangaea Proxima”. Du kanske föredrar att kalla den nästa stora sak. En superkontinent är på väg som omfattar alla jordens större landmassor, vilket innebär att du skulle kunna gå från Australien till Alaska eller från Patagonien till Skandinavien. Men det kommer att ta ungefär 250 miljoner år.

För Christopher Scotese vid Northwestern University i Evanston, Illinois, är det faktum att våra kontinenter inte är stationära lockande. Hur var de arrangerade i det förflutna – och hur kommer de att placeras i framtiden?

”Om femtio miljoner år kommer Australien att kollidera med Sydostasien i mycket större utsträckning”, säger han. Afrika kommer också att trycka upp mot södra Europa, medan Atlanten kommer att vara ett mycket bredare hav än i dag.

För att åskådliggöra alla dessa detaljer har Scotese tagit fram en animation som illustrerar hans förutsägelser när tiden går.

Han medger dock att prognoser för perioden bortom 50 miljoner år i framtiden – som inkluderar hans Pangaea Proxima-prognos – är ”mycket spekulativa”.

Jordets kontinenter vilar på ett system av plattor och dessa rör sig med olika hastigheter. Vissa rör sig ungefär 1,2 tum (30 mm) per år medan andra kan röra sig fem gånger så snabbt. Dessa hastigheter motsvarar ungefär de hastigheter med vilka människans naglar respektive hår växer.

Nuförtiden följs plattornas rörelser med hjälp av satellitpositioneringsinstrument som är inbäddade i marken. Men vi visste att plattorna rörde sig långt innan sådan teknik uppfanns. Hur då? Hur kunde vi någonsin inse att vi stod på enorma, rörliga plattor, med tanke på att de rör sig så långsamt och är så massiva?

Tanken att kontinenterna rör sig går tillbaka till århundraden, men första gången någon lade fram några seriösa bevis till förmån för idén var för 100 år sedan. Den personen var den tyske geofysikern Alfred Wegener.

För många geologer var kontinentaldriften en knäpp idé med få konkreta bevis

Han lade märke till anmärkningsvärda likheter mellan de fossila växter och djur som hittades på kontinenter som skiljdes åt av enorma oceaner. Detta tydde på att dessa kontinenter var sammankopplade när de nu fossiliserade arterna levde.

När Wegener tittade på sina kartor kunde han dessutom tydligt se att Sydamerika och Afrika var som två gigantiska pusselbitar – de passade ihop. Kunde det verkligen bara vara en tillfällighet, eller var de sammankopplade för miljontals år sedan för att sedan glida isär?

Det var kärnan i Wegeners teori: kontinentaldrift. Men få människor gillade den.

För många geologer var kontinentaldrift faktiskt en knäpp idé med få konkreta bevis. Hur exakt kunde massiva kontinenter förflytta sig?

Wegener kunde inte ge någon tillfredsställande förklaring. Han dog 1930. Men hans idé levde vidare, och 20 år senare skulle hans rättfärdigande börja.

Sydamerika och Afrika var som två gigantiska pusselbitar – de passade ihop

De avgörande hemligheterna som skulle avslöja sanningen om hans teori fanns inte på de rörliga kontinenterna. De var alla gömda under havet.

Marie Tharp var en av de första som insåg att bergskedjor och enorma dalar inte bara fanns på land, utan även under haven. I början av 1950-talet hjälpte Tharp till att kartlägga en gigantisk undervattensbergskedja som var tusentals kilometer lång men bara några få kilometer bred och som sicksackade rakt ner i mitten av Atlanten.

Samma bergskedjor finns under vågorna i andra hav. De har sedan dess kallats ”midoceaniska ryggar” – och deras upptäckt bidrog till att vända tankarna om hur jordens yta hade bildats.

Harry Hess, en amerikansk geolog och ubåtsbefälhavare under andra världskriget, insåg den potentiella betydelsen av de midoceaniska ryggarna.

Denna sidoförflyttning av berg… skulle i slutändan kunna förklara varför kontinenterna själva rörde sig

Under kriget hade Hess använt sig av sonar för att kartlägga vissa områden av havsbotten i detalj. Han hade funnit att den var långt ifrån det platta, karaktärslösa landskap som de flesta geologer hade antagit att den var.

Fyndet av mellanoceana åsar passade in i en idé som han höll på att utveckla – nämligen att havsbottnen ständigt, men mycket långsamt, förnyar sig själv. Han föreslog att varm magma vällde upp längs de mellanoceana åsarna och svalnade till sten. När sedan mer varm magma steg upp vid åsen trycktes den svala stenen ner längs åsens flanker för att få plats.

Denna sidoförflyttning av sten, vinkelrätt mot de mellanoceana åsarna, skulle i slutändan kunna förklara varför kontinenterna själva rörde sig. De skjutits runt av den magma som svämmade upp längs de mellanoceana ryggarna.

Hans teori blev känd som ”havsbottenspridning”. Men fortfarande var andra geologer skeptiska. Andra funktioner under havet gav dock fler ledtrådar och vände gradvis opinionen till Hess fördel.

Det var helt enkelt det bästa beviset hittills för en drivkraft som kan flytta kontinenter

Många stenar på jorden innehåller magnetiska mineraler. Innan dessa stenar stelnade från magma kunde dessa mineraler snurra runt som små kompassnålar och rikta in sig på jordens magnetfält. Vid avkylning frös ”kompassnålarna” fast på plats.

Den kanadensiske geologen Lawrence Morley och de brittiska geologerna Frederick Vine och Drummond Matthews insåg att denna inriktningsprocess gav mer bevis för att havsbotten spreds.

Vartefter och vartefter vänds jordens magnetfält om: våra kompassnålar skulle då peka mot Antarktis i stället för mot Arktis. Denna vändningsprocess visade sig i de stenar som utgör själva strukturen i havsbottnen. Den var ”randig”, utlagd i staplar av normal och omvänd polaritet som låg parallellt med den mellanoceana ryggen.

Det bästa sättet att förklara detta var med hjälp av havsbottenspridning.

Plattorna är som små bitar av skorpa ovanpå soppan

Den magnetiska mineralen i varm lava vid en mellanoceanisk rygg riktas in på jordens magnetfält, och fryser sedan när lavan svalnar. När berget bildas och sedan rör sig ner längs flankerna och bort från åsen, bevarar det ett register över förändringarna i jordens magnetfält under tiotusentals år. Studiet av dessa register kallas ”paleomagnetism”.

Den här idén förklarade också varför ränderna på vardera sidan av åsen i allmänhet var exakta spegelbilder av varandra. Berg brukar vanligtvis trilla bort från båda sidorna av den mellanoceana ryggen i samma takt.

Det var helt enkelt det bästa beviset hittills för en drivkraft som skulle kunna förflytta kontinenter. Geologer accepterar nu att Hess – och Wegener före honom – hade rätt när han föreställde sig att jordens geografi är i ständig rörelse.

”Det är som en stor soppkittel”, säger Susan Hough, seismolog vid US Geological Survey i Kalifornien. ”Plattorna är som små bitar av skorpan ovanpå soppan.”

Plattorna befinner sig i ett slags evigt krig och slåss om positionen på jordens yta

Det finns två lager i jordens skorpa och övre mantel som beskrivs med denna metafor. Litiosfären – den hårda, kallare delen av jordskorpan, inklusive själva plattorna – och astenosfären, där smält berg rör sig upp mot litosfären och ibland bryter igenom vid de mellanoceana åsarna.

Jorden under dina fötter är inte så stenhård som du kanske har trott. All denna konvektion och mekaniska aktivitet driver plattornas rörelse. De kan stöta ihop, glida förbi eller förskjutas från varandra. Vissa plattor kan till och med begravas, eller ”subduceras”, under angränsande plattor och ”återanvända” sin sten tillbaka till jordens inre.

Plattorna befinner sig i ett slags evigt krig och slåss om positionen på jordens yta.

Vi vet att plattorna har rört sig, men hur kan vi faktiskt kartlägga deras positioner bakåt i tiden? Scotese har tagit fram animationer som visar vad vi tror är kontinenternas rörelser under de senaste 750 miljoner åren.

”Det är ungefär som en CSI-utredning”, säger han. ”Du måste använda alla bevis du kan för att berätta historien eftersom det inte finns några ögonvittnen, inga videokameror som tar bilder.”

Fossil av Mesosaurus har hittats, inte bara i Sydamerika utan även i Afrika

Trots utmaningen säger Scotese att vi kan gå 70 miljoner år tillbaka i tiden med en god grad av säkerhet. Det beror på att vi kan spåra framstegen med havsbottenspridningen ganska noggrant för att räkna ut var kontinenterna brukade ligga. Men det finns också olika typer av geologiska dokument som gör att vi kan se ännu längre tillbaka.

Scotese ger exempel på gamla fossila korallrev. För 300-400 miljoner år sedan gick det som nu är Nordafrika över från polära till tropiska breddgrader.

”Om man tittar noga kan man se exakt när det gick över den gränsen från att befinna sig i den kalla halvan av halvklotet till den varma halvan”, förklarar Scotese. ”Så korallrev dyker upp för första gången och börjar växa på dessa karbonatplattformar.”

Fossilregistret är verkligen ett enormt viktigt bevismaterial. Det var förstås detta som till en början gav Wegener förtroende för sina idéer.

När Mesosaurus levde var det möjligt att gå mellan nästan vilka två punkter som helst på vilka två kontinenter som helst

Tag Mesosaurus som exempel, en varelse som inte är olik dagens krokodiler. Det var en sötvattensreptil med en lång, kraftfull käke som levde mellan 270 och 300 miljoner år.

Här kommer den konstiga delen. Fossil av Mesosaurus finns inte bara i Sydamerika utan även i Afrika. Den var ett sötvattensdjur och kan aldrig ha simmat över Atlanten för att utveckla kolonier på båda kontinenterna. Hur kunde då dess fossil hamna på båda sidor av det enorma havet?

Svaret är enkelt: För 300 miljoner år sedan fanns det ingen Atlanten. De två kontinenterna var sammanfogade, och Mesosaurus behövde aldrig simma den sträckan.

I själva verket var det möjligt att gå mellan nästan vilka punkter som helst på vilka två kontinenter som helst när Mesosaurus levde. Alla landmassor förenades i superkontinenten Pangaea – något som Scotese räknar med kommer att hända igen om cirka 250 miljoner år när hans superkontinent ”Pangaea Proxima” bildas.

Existensen av det forntida Pangaea finns registrerad i fördelningen av andra fossiler. Lystrosaurus var till exempel en gigantisk växtätare. Dess fossila lämningar finns nu i Afrika, Indien och till och med i Antarktis.

För mer än 300 miljoner år sedan blir de forntida magnetiska uppgifterna mycket mer fragmentariska

Även växten Glossopteris, en vedartad buske som växte upp till 30 meter i höjd, bidrar till att bekräfta idén om att alla dagens kontinenter i ett skede klämdes ihop till Pangaea.

Fossila bevis på Glossopteris har upptäckts i Sydamerika, Afrika, Indien, Antarktis och Australien. Viktigt är att växtens frön var massiva och kunde inte ha flutit eller blåst med vinden till andra landmassor. En superkontinent, på vilken fröna kunde spridas via land, anses vara den enda trovärdiga förklaringen.

Alla dessa former av bevis har dock sina begränsningar. Efter 300 miljoner år blir de forntida magnetiska uppgifterna mycket mer fragmentariska, så det är svårt att hitta hårda bevis för kontinentala rörelser. Och vid 500 miljoner år, säger Scotese, blir fossilregistret också mindre detaljerat.

Vad gäller att förutsäga vad som kommer att hända i framtiden gör Scotese detta först och främst genom att titta på hur plattorna rör sig i dag och sedan extrapolera dessa rörelser över tid. Detta är det enklaste sättet att utveckla en förutsägelse. Men, tillägger han, efter många miljoner år kan man inte veta vilka geologiska händelser som kan orsaka oförutsedda förändringar i denna rörelse.

Plattentektonik ger oss dalar och enorma bergskedjor, jordbävningar och kontinentalgränser

”I den plattektoniska världen utvecklas plattorna långsamt och jämnt tills vi får en av de här plattentektoniska katastroferna, som kollisioner mellan kontinenter”, säger han. ”Detta förändrar de plattektoniska regimerna i grunden.”

Vissa statistiska modeller bidrar till att ge en rad olika alternativ för hur kontinenterna kommer att vara arrangerade om mer än 100 miljoner år. Men det är så långt in i framtiden att ingen vet hur exakta dessa modeller är.

Det är ändå roligt att spekulera, och det bidrar till att förstärka verkligheten att jorden är en aktiv, dynamisk planet – vars ansikte förändras hela tiden. Plattentektonik ger oss dalar och enorma bergskedjor, jordbävningar och kontinentalgränser. Och det finns fortfarande mysterier kring hur de fungerar.

Hough påpekar att vi fortfarande undersöker exakt varför den tibetanska platån, som ligger norr om Himalaya, är så hög som den är.

På andra planeter är vår kunskap om plattektonik otroligt begränsad. Vi har faktiskt först nyligen hittat vissa bevis som tyder på tektonik på Mars och Jupiters måne Europa.

Kontinenterna rörde sig verkligen – och de har inte slutat än

”Man kommer in på en del intressanta frågor”, säger Hough. ”Som att det är en slump att vi lever på en tektoniskt aktiv planet, eller var det på något sätt viktigt för livets uppkomst?”

För tillfället kan vi bara undra. Men plattentektonik har utan tvekan haft betydelse för livets utveckling och spridning på jorden. Hemligheterna bakom den skiftande marken under våra fötter har till stor del avslöjats – och mest under de senaste 50 åren.

Länge trodde vi att det inte fanns något mer stationärt och stabilt än jorden under oss. Men nu vet vi att Wegener i princip hade rätt. Kontinenterna rörde sig verkligen – och de har inte slutat än.

Gå med i över fem miljoner BBC Earth-fans genom att gilla oss på Facebook eller följa oss på Twitter och Instagram.

Om du gillade den här berättelsen kan du anmäla dig till det veckovisa nyhetsbrevet om bbc.com-funktioner som heter ”Om du bara läser 6 saker den här veckan”. Ett handplockat urval av artiklar från BBC Future, Earth, Culture, Capital, Travel och Autos, som levereras till din inkorg varje fredag.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.