Informazioni sull'antico supercontinente Pangea

Circa 300 milioni di anni fa, la Terra non aveva sette continenti, ma un massiccio supercontinente chiamato Pangea, circondato da un singolo oceano chiamato Panthalassa.

La spiegazione della formazione di Pangea ha inaugurato la teoria moderna della tettonica a placche, che postula che il guscio esterno della Terra sia suddiviso in diverse placche che scorrono sul guscio roccioso della Terra, il mantello.

Nel corso della storia di 3,5 miliardi di anni del pianeta, diversi supercontinenti si sono formati e frammentati, questo è il risultato del rimescolamento e della circolazione del magma nel mantello terrestre, che costituisce la maggior parte del volume del pianeta. Questa rottura e formazione di supercontinenti ha alterato drammaticamente la storia del pianeta.


"Questo è ciò che ha guidato l'intera evoluzione del pianeta nel tempo: questo è il principale ritmo del pianeta", ha detto Brendan Murphy, professore di geologia presso la St. Francis Xavier University, a Antigonish, in Nuova Scozia.

Storia
Più di un secolo fa, lo scienziato Alfred Wegener propose l'idea di un antico supercontinente, che chiamò Pangea, dopo aver messo insieme diverse linee di prova.

La prima e più ovvia è stata che i "continenti si incastrano come pezzi di un gigantesco puzzle lungo i bordi", qualcosa che era abbastanza evidente su qualsiasi mappa accurata, ha detto Murphy.
Un altro dato rivelatore che i continenti della Terra anticamente erano tutti appartenuti ad un'unica massa terrestre proviene dai dati geologici.

I depositi di carbone trovati in Pennsylvania hanno una composizione simile a quelli che attraversano la Polonia, la Gran Bretagna e la Germania e che risalgono allo stesso periodo di tempo.
Ciò indica che il Nord America e l'Europa devono essere stati anticamente una sola massa continentale. E l'orientamento dei minerali magnetici nei sedimenti geologici rivela come i poli magnetici della Terra sono migrati nel tempo geologico, ha detto Murphy.

Nella documentazione sui fossili, piante identiche, come le felci estinte Glossopteris, si trovano in continenti ora molto lontani. E le catene montuose che ora giacciono in diversi continenti, come gli Appalachi negli Stati Uniti e le montagne dell'Atlante in Marocco, facevano tutti parte delle Montagne della Pangea Centrale, formate dalla collisione dei supercontinenti Gondwana e Laurussia.

La Pangea si è formata attraverso un processo graduale che si è esteso per alcune centinaia di milioni di anni. A partire da 480 milioni di anni fa, un continente chiamato Laurentia, che comprendeva parti del Nord America, si è fuso con molti altri micro-continenti per formare Euramerica. Euramerica alla fine si scontrò con Gondwana, un altro supercontinente che comprendeva l'Africa, l'Australia, il Sud America e il subcontinente indiano.

Circa 200 milioni di anni fa, il supercontinente iniziò a rompersi. Gondwana (che ora è l'Africa, il Sud America, l'Antartide, l'India e l'Australia) si è prima diviso dalla Laurasia (Eurasia e Nord America). Poi circa 150 milioni di anni fa, Gondwana si è spaccato.
L'India si staccò dall'Antartide e l'Africa e il Sudamerica si divisero, è quanto riporta un articolo del 1970 del Journal of Geophysical Research.
Circa 60 milioni di anni fa, il Nord America si separò dall'Eurasia.

Vita e clima
Avere un supercontinente terrestre avrebbe portato a cicli climatici molto diversi. Per esempio, l'interno del continente potrebbe essere stato completamente asciutto, poiché era isolato dietro massicce catene montuose che bloccavano l'umidità o le precipitazioni, ha detto Murphy.

Ma i giacimenti di carbone trovati negli Stati Uniti e in Europa rivelano che parti del vecchio supercontinente vicino all'equatore dovevano essere una foresta pluviale tropicale lussureggiante, simile alla giungla amazzonica.
Il carbone si forma quando piante e animali morti affondano nell'acqua paludosa, dove pressione e acqua trasformano il materiale in torba e quindi in carbone.

"I giacimenti di carbone ci stanno essenzialmente dicendo che c'era una vita abbondante sulla Terra di allora", ha detto Murphy a Live Science.

I modelli climatici confermano che il clima dell'interno del continentale Pangea era estremamente stagionale, è quanto riferisce un articolo del 2016 pubblicato sulla rivista Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology.
I ricercatori in questo studio hanno utilizzato dati biologici e fisici dalla Moradi Formation, una regione di strati di terreni fossili provenienti dal nord del Niger, per ricostruire ecosistema e clima durante il periodo in cui esisteva Pangea.

Paragonabile al moderno deserto africano del Namib e al bacino del lago Eyre in Australia, il clima era generalmente arido con periodi umidi brevi e ricorrenti che occasionalmente includevano alluvioni catastrofiche.

Pangaea è esistito per 100 milioni di anni, e in quel periodo molti animali prosperarono, tra cui i Traversodontidae, una famiglia di animali mangiatori di piante che include gli antenati dei mammiferi. Durante il periodo Permiano, insetti come scarafaggi e libellule fiorirono.

L'esistenza di Pangea però si è sovrapposta alla peggiore estinzione di massa della storia, l'evento di estinzione del Permiano-Triassico (P-TR).
Chiamato anche la Grande Moria, si è verificato circa 252 milioni di anni fa e ha causato l'estinzione della maggior parte delle specie sulla Terra.

Il primo periodo del Triassico vide la nascita degli Archosauri, un gruppo di animali che alla fine diede origine a coccodrilli e uccelli e a una pletora di rettili.
E circa 230 milioni di anni fa alcuni dei primi dinosauri emersero su Pangea, tra cui i Teropodi, in gran parte dinosauri carnivori che per lo più avevano ossa molto leggere e piume simili agli uccelli.

Cicli nella storia
L'attuale configurazione dei continenti è improbabile che sia l'ultima. I supercontinenti si sono formati più volte nella storia della Terra, solo per essere scissi in nuovi continenti. In questo momento, ad esempio, l'Australia si sta avvicinando all'Asia, e la parte orientale dell'Africa si sta lentamente staccando dal resto del continente. I geologi hanno notato che c'è un ciclo quasi regolare in cui i supercontinenti si formano e si rompono, cioè ogni 300-400 milioni di anni, ma perchè esattamente succeda è un mistero, ha detto Murphy.

La maggior parte degli scienziati ritiene che il ciclo dei supercontinenti sia in gran parte guidato dalle dinamiche circolatorie nel mantello, secondo quanto scritto in un articolo del Journal of Geodynamics del 2010.

A parte questo, i dettagli diventano confusi. Mentre il calore formato nel mantello proviene probabilmente dal decadimento radioattivo di elementi instabili, come l'uranio, gli scienziati non sono d'accordo se ci siano mini-tasche di flussi di calore all'interno del mantello, o se l'intero guscio è un grande trasportatore di calore circolare, ha detto Murphy.

La ricerca attuale
Gli scienziati hanno creato simulazioni matematiche e 3D per comprendere meglio i meccanismi alla base del movimento continentale. In un articolo del 2017 su Geoscience Frontiers, gli scienziati Masaki Yoshida e M. Santhosh spiegano come hanno prodotto simulazioni di movimenti continentali su larga scala a partire dalla rottura di Pangea 200 milioni di anni fa.

I modelli mostrano come il movimento delle placche tettoniche e le forze di convezione del manto lavorino insieme per separare e spostare grandi masse terrestri. Ad esempio, la grande massa di Pangea ha isolato il mantello sottostante, causando flussi nello stesso che hanno innescato la rottura iniziale del supercontinente.

Il decadimento radioattivo del mantello superiore ha anche innalzato la temperatura, causando flussi di magma verso l'alto che hanno separato il subcontinente indiano e avviato il suo movimento verso nord. Yoshida e Santos hanno creato altri modelli geologici per prevedere la convezione del mantello e i modelli di movimento continentale per 250 milioni di anni nel futuro.

Questi modelli suggeriscono che nell'arco di milioni di anni l'Oceano Pacifico si chiuderà mentre l'Australia, il Nord America, l'Africa e l'Eurasia si uniranno nell'emisfero settentrionale. Alla fine, questi continenti si fonderanno, formando un supercontinente chiamato "Amasia". Si prevede che i due continenti rimanenti, l'Antartide e il Sud America, rimangano relativamente immobili e separati dal nuovo supercontinente.

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