Pangea

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Pangea fue un supercontinente que existió durante el Paleozoico tardío y el Mesozoico temprano. Se reunió a partir de unidades continentales anteriores durante el Carbonífero hace aproximadamente 335 millones de años y comenzó a separarse hace unos 200 millones de años, al final del Triásico y principios del Jurásico.En contraste con la Tierra actual y su distribución de masa continental, Pangea estaba centrada en el ecuador y rodeada por el superocéano Panthalassa y el Paleo-Tetis y los subsiguientes océanos Tetis. Pangea es el supercontinente más reciente que ha existido y el primero en ser reconstruido por geólogos.

Origen del concepto

El nombre "Pangea" se deriva del griego antiguo pan (πᾶν, "todo, completo, completo") y Gaia o Gaea (Γαῖα, "Madre Tierra, tierra"). El concepto de que los continentes alguna vez formaron una masa de tierra contigua fue formulado como hipótesis, con evidencia que lo corrobora, por Alfred Wegener, el creador de la teoría científica de la deriva continental, en su publicación de 1912 El origen de los continentes (Die Entstehung der Kontinente). Amplió su hipótesis en su libro de 1915 El origen de los continentes y océanos (Die Entstehung der Kontinente und Ozeane), en el que postuló que, antes de romperse y derivar a sus ubicaciones actuales, todos los continentes habían formado un solo supercontinente al que llamó " Urkontinent ".

El nombre "Pangea" aparece en la edición de 1920 de Die Entstehung der Kontinente und Ozeane, pero solo una vez, cuando Wegener se refiere al antiguo supercontinente como "la Pangea del Carbonífero". Wegener usó la forma germanizada "Pangäa", pero el nombre entró en la literatura científica alemana e inglesa (en 1922 y 1926, respectivamente) en la forma latinizada "Pangea" (del griego "Pangaia"), especialmente debido a un simposio de la American Asociación de Geólogos del Petróleo en noviembre de 1926.

Wegener propuso originalmente que la ruptura de Pangea se debió a las fuerzas centrípetas de la rotación de la Tierra que actúan sobre los continentes altos. Sin embargo, se demostró fácilmente que este mecanismo era físicamente inverosímil, lo que retrasó la aceptación de la hipótesis de Pangea. Arthur Holmes propuso el mecanismo más plausible de convección del manto que, junto con la evidencia proporcionada por el mapeo del fondo del océano después de la Segunda Guerra Mundial, condujo al desarrollo y aceptación de la teoría de la tectónica de placas. Esta teoría proporciona la explicación ahora ampliamente aceptada de la existencia y ruptura de Pangea.

Evidencia de existencia

La geografía de los continentes que bordean el Océano Atlántico fue la primera evidencia que sugería la existencia de Pangea. El ajuste aparentemente cercano de las costas de América del Norte y del Sur con Europa y África se observó casi tan pronto como se cartografiaron estas costas. El primero en sugerir que estos continentes alguna vez se unieron y luego se separaron pudo haber sido Abraham Ortelius en 1596. Reconstrucciones cuidadosas mostraron que el desajuste en el contorno de 500 brazas (3000 pies; 910 metros) era de menos de 130 km (81 millas), y se argumentó que esto era demasiado bueno para atribuirlo al azar.

Se encuentra evidencia adicional de Pangea en la geología de los continentes adyacentes, incluidas las tendencias geológicas coincidentes entre la costa este de América del Sur y la costa occidental de África. El casquete polar del Período Carbonífero cubría el extremo sur de Pangea. Los depósitos glaciales, específicamente hasta, de la misma edad y estructura se encuentran en muchos continentes separados que habrían estado juntos en el continente de Pangea.

La evidencia fósil de Pangea incluye la presencia de especies similares e idénticas en continentes que ahora están separados por grandes distancias. Por ejemplo, se han encontrado fósiles del terápsido Lystrosaurus en Sudáfrica, India y la Antártida, junto con miembros de la flora Glossopteris, cuya distribución se habría extendido desde el círculo polar hasta el ecuador si los continentes hubieran estado en su posición actual; De manera similar, el reptil de agua dulce Mesosaurus se ha encontrado solo en regiones localizadas de las costas de Brasil y África occidental.

El estudio paleomagnético de los aparentes caminos polares errantes también apoya la teoría de un supercontinente. Los geólogos pueden determinar el movimiento de las placas continentales examinando la orientación de los minerales magnéticos en las rocas; cuando se forman las rocas, adquieren las propiedades magnéticas de la Tierra e indican en qué dirección se encuentran los polos en relación con la roca. Dado que los polos magnéticos se desplazan alrededor del polo de rotación con un período de solo unos pocos miles de años, las mediciones de numerosas lavas que abarcan varios miles de años se promedian para dar una posición polar media aparente. Las muestras de rocas sedimentarias y rocas ígneas intrusivas tienen orientaciones magnéticas que suelen ser un promedio de la "variación secular" en la orientación del norte magnético porque sus magnetizaciones remanentes no se adquieren instantáneamente. Las diferencias magnéticas entre los grupos de muestras cuya edad varía en millones de años se deben a una combinación de desplazamiento polar real y la deriva de los continentes. El verdadero componente de desplazamiento polar es idéntico para todas las muestras y se puede eliminar, lo que deja a los geólogos con la parte de este movimiento que muestra la deriva continental y se puede utilizar para ayudar a reconstruir posiciones continentales anteriores.

La continuidad de las cadenas montañosas proporciona más evidencia de Pangea. Un ejemplo de esto es la cadena de las Montañas Apalaches, que se extiende desde el sureste de los Estados Unidos hasta las Caledónides de Irlanda, Gran Bretaña, Groenlandia y Escandinavia.

Formación

Pangea es solo el supercontinente más reciente identificado en el registro geológico. La formación de supercontinentes y su ruptura parece haber sido cíclica a lo largo de la historia de la Tierra. Puede haber habido varios otros antes de Pangea.

Las mediciones paleomagnéticas ayudan a los geólogos a determinar la latitud y la orientación de los antiguos bloques continentales, y las técnicas más nuevas pueden ayudar a determinar las longitudes. La paleontología ayuda a determinar climas antiguos, confirmando estimaciones de latitud a partir de mediciones paleomagnéticas, y la distribución de formas de vida antiguas proporciona pistas sobre qué bloques continentales estaban cerca unos de otros en momentos geológicos particulares. Sin embargo, las reconstrucciones de continentes anteriores a la ruptura de Pangea, incluidas las de esta sección, siguen siendo parcialmente especulativas y las diferentes reconstrucciones diferirán en algunos detalles.

Supercontinentes anteriores

El penúltimo supercontinente, llamado Columbia o Nuna, parece haberse ensamblado en el período de hace 2000 a 1800 millones de años (Ga). Columbia/Nuna se dividió y el siguiente supercontinente, Rodinia, se formó a partir de la acumulación y ensamblaje de sus fragmentos. Rodinia duró desde hace unos 1.300 millones de años hasta hace unos 750 millones de años, pero su configuración exacta y su historia geodinámica no se comprenden tan bien como las de los supercontinentes posteriores, Pannotia y Pangea.

Según una reconstrucción, cuando Rodinia se dividió, se dividió en tres partes: el supercontinente de Proto-Laurasia, el supercontinente de Proto-Gondwana y el cratón Congo más pequeño. Proto-Laurasia y Proto-Gondwana fueron separados por el Océano Proto-Tethys. A continuación, Proto-Laurasia se dividió para formar los continentes de Laurentia, Siberia y Baltica. Baltica se trasladó al este de Laurentia y Siberia se trasladó al noreste de Laurentia. La división también creó dos nuevos océanos, el océano Jápeto y el océano Paleoasiático.La mayoría de las masas anteriores se unieron nuevamente para formar el supercontinente de Pannotia, de vida relativamente corta. Este supercontinente incluía grandes extensiones de tierra cerca de los polos y, cerca del ecuador, solo una franja relativamente pequeña que conectaba las masas polares. Pannotia duró hasta 540 Ma, cerca del comienzo del período Cámbrico y luego se dividió, dando lugar a los continentes de Laurentia, Baltica y el supercontinente sur de Gondwana.

Formación de Euramerica (Laurussia)

En el período Cámbrico, el continente de Laurentia, que luego se convertiría en América del Norte, se asentaba en el ecuador, con tres océanos limítrofes: el océano Pantalásico al norte y al oeste, el océano Jápeto al sur y el océano Khanty al este.. En el Ordovícico Inferior, alrededor de 480 Ma, el microcontinente de Avalonia, una masa de tierra que incorpora fragmentos de lo que se convertiría en el este de Terranova, el sur de las Islas Británicas y partes de Bélgica, el norte de Francia, Nueva Escocia, Nueva Inglaterra, el sur de Iberia y el noroeste de África. – se liberó de Gondwana y comenzó su viaje a Laurentia.Baltica, Laurentia y Avalonia se unieron al final del Ordovícico para formar una masa de tierra llamada Euramerica o Laurussia, cerrando el océano Iapetus. La colisión también resultó en la formación de los Apalaches del norte. Siberia se sentó cerca de Euramerica, con el océano Khanty entre los dos continentes. Mientras todo esto sucedía, Gondwana derivaba lentamente hacia el Polo Sur. Este fue el primer paso de la formación de Pangea.

Colisión de Gondwana con Euramerica

El segundo paso en la formación de Pangea fue la colisión de Gondwana con Euramérica. A mediados del Silúrico, 430 Ma, Baltica ya había chocado con Laurentia, formando Euramerica, un evento llamado orogenia de Caledonia. Avalonia aún no había chocado con Laurentia, pero a medida que Avalonia avanzaba poco a poco hacia Laurentia, la vía marítima entre ellos, un remanente del océano Iapetus, se estaba reduciendo lentamente. Mientras tanto, el sur de Europa se separó de Gondwana y comenzó a avanzar hacia Euramérica a través del océano Rheic. Chocó con el sur de Baltica en el Devónico.

A finales del Silúrico, Annamia y el sur de China se separaron de Gondwana y comenzaron a dirigirse hacia el norte, reduciendo el océano Proto-Tethys en su camino y abriendo el nuevo océano Paleo-Tethys hacia el sur. En el Período Devónico, Gondwana se dirigió hacia Euramérica, lo que provocó que el Océano Rheic se encogiera. En el Carbonífero Temprano, el noroeste de África había tocado la costa sureste de Euramerica, creando la porción sur de las Montañas Apalaches, las Montañas Meseta y las Montañas Mauritanide, un evento llamado orogenia Varisca. América del Sur se desplazó hacia el norte hasta el sur de Euramérica, mientras que la parte oriental de Gondwana (India, Antártida y Australia) se dirigió hacia el Polo Sur desde el ecuador. El norte y el sur de China estaban en continentes independientes. El microcontinente de Kazajstán había chocado con Siberia.

La orogenia varisca levantó las montañas Pangeas centrales, que eran comparables a la escala del Himalaya moderno. Ahora que Pangea se extiende desde el Polo Sur a través del ecuador y hasta bien entrado en el hemisferio norte, se estableció un intenso clima megamonzónico, excepto por una zona perpetuamente húmeda inmediatamente alrededor de las montañas centrales.

Formación de Laurasia

El oeste de Kazajstán chocó con Báltica a finales del Carbonífero, cerrando el Océano Ural entre ellos y el Proto-Tethys occidental en ellos (orogenia Uraliana), provocando la formación no solo de los Montes Urales sino también del supercontinente de Laurasia. Este fue el último paso de la formación de Pangea. Mientras tanto, América del Sur había chocado con el sur de Laurentia, cerrando el océano Rheic y completando la orogenia varisciana con la formación de la parte más meridional de las montañas Apalaches y Ouachita. En ese momento, Gondwana se encontraba cerca del Polo Sur y se estaban formando glaciares en la Antártida, India, Australia, el sur de África y América del Sur. El bloque del norte de China chocó con Siberia en el Jurásico, cerrando por completo el océano Proto-Tethys.

Hacia el Pérmico inferior, la placa cimeria se separó de Gondwana y se dirigió hacia Laurasia, cerrando así el océano Paleo-Tetis, pero formando un nuevo océano, el océano Tetis, en su extremo sur. La mayoría de las masas de tierra estaban todas en una. En el Período Triásico, Pangea giró un poco, y la placa Cimmeria todavía viajaba a través del Paleo-Tethys que se encogía hasta el Jurásico Medio. A finales del Triásico, Paleo-Tethys se había cerrado de oeste a este, creando la Orogenia Cimmeria. Pangea, que parecía una C, con el nuevo Océano Tethys dentro de la C, se había dividido en el Jurásico Medio, y su deformación se explica a continuación.

La vida

Pangea existió como supercontinente durante 160 millones de años, desde su formación hace unos 335 millones de años (Carbonífero Inferior) hasta su disolución hace 175 millones de años (Jurásico Medio). Durante este intervalo, se produjeron importantes acontecimientos en la evolución de la vida. Los mares del Carbonífero Inferior estaban dominados por corales rugosos, braquiópodos, briozoos, tiburones y los primeros peces óseos. La vida en la tierra estaba dominada por bosques de licopsidos habitados por insectos y otros artrópodos y los primeros tetrápodos. En el momento en que se disolvió Pangea, en el Jurásico medio, los mares estaban repletos de moluscos (particularmente amonites),ictiosaurios, tiburones y rayas, y los primeros peces óseos con aletas radiadas, mientras que la vida en la tierra estaba dominada por bosques de cícadas y coníferas en los que florecían los dinosaurios y en los que habían aparecido los primeros mamíferos verdaderos.

La evolución de la vida en este intervalo de tiempo reflejó las condiciones creadas por la asamblea de Pangea. El ensamblaje de la mayor parte de la corteza continental en una sola masa terrestre redujo la extensión de las costas marinas. El aumento de la erosión por el levantamiento de la corteza continental aumentó la importancia de los ambientes de planicies aluviales y deltas en relación con los ambientes marinos poco profundos. El ensamblaje y el levantamiento continentales también significaron un clima cada vez más árido en gran parte de la superficie de la Tierra. Esto favoreció la evolución de amniotas y plantas con semillas, cuyos huevos y semillas se adaptaron mejor a los climas secos. La tendencia de secado temprano fue más pronunciada en el oeste de Pangea, que se convirtió en un epicentro para la evolución y expansión geográfica de los amniotas.

Los pantanos de carbón son típicamente una característica de las regiones perpetuamente húmedas cercanas al ecuador. El ensamblaje de Pangea interrumpió la zona de convergencia intertropical y creó un clima monzónico extremo que redujo la deposición de carbón a su nivel más bajo en los últimos 300 millones de años. Durante el Pérmico, la deposición de carbón se restringió en gran medida a los microcontinentes del norte y sur de China, que se encontraban entre las pocas áreas de la corteza continental que no se habían unido a Pangea. Los extremos de las condiciones climáticas en el interior de Pangea se reflejan en los patrones de crecimiento óseo de los pareiasaurios y en los patrones de crecimiento de los bosques de gimnospermas.

Se cree que la falta de barreras oceánicas favoreció el cosmopolitismo, en el que las especies muestran una amplia distribución geográfica. El cosmopolitismo también fue impulsado por extinciones masivas, incluido el evento de extinción del Pérmico-Triásico, el más severo en el registro fósil, y también el evento de extinción del Triásico-Jurásico. Estos eventos resultaron en una fauna de desastre que mostró poca diversidad y alto cosmopolitismo. Estos incluyen Lystrosaurus, que se extendió de manera oportunista a todos los rincones de Pangea después del evento de extinción Pérmico-Triásico. Por otro lado, hay evidencia de que muchas especies de Pangea eran provinciales., con un alcance geográfico limitado, a pesar de la falta de barreras geográficas. Esto puede deberse a las fuertes variaciones en el clima por latitud y estación producidas por el clima monzónico extremo. Por ejemplo, el clima cálido impidió que las pteridospermas adaptadas al frío (plantas de semillas tempranas) de Gondwana se propagaran por toda Pangea, y las pteridospermas del norte terminaron dominando Gondwana en el Triásico.

Extinciones masivas

La tectónica y la geografía de Pangea pueden haber empeorado el evento de extinción del Pérmico-Triásico u otras extinciones. Por ejemplo, el área reducida de los ambientes de la plataforma continental puede haber dejado especies marinas vulnerables a la extinción. Sin embargo, no se ha encontrado evidencia de un efecto especie-área en porciones más recientes y mejor caracterizadas del registro geológico.Otra posibilidad es que la reducción de la expansión del fondo marino asociada con la formación de Pangea y el consiguiente enfriamiento y hundimiento de la corteza oceánica, pueden haber reducido el número de islas que podrían haber servido como refugio para las especies marinas. Es posible que la diversidad de especies ya se haya reducido antes de los eventos de extinción masiva debido a la posible mezcla de especies cuando se fusionaron continentes anteriormente separados. Sin embargo, existe una fuerte evidencia de que las barreras climáticas continuaron separando a las comunidades ecológicas en diferentes partes de Pangea. Las erupciones de las trampas de Emeishan pueden haber eliminado el sur de China, una de las pocas áreas continentales que no se fusionó con Pangea, como refugio.

Rifting y ruptura

Hubo tres fases principales en la ruptura de Pangea.

Apertura del Atlántico

El Océano Atlántico no se abrió uniformemente; la ruptura comenzó en el Atlántico norte-central. La primera ruptura de Pangea se propone para el Ladiniense tardío (230 Ma) con una expansión inicial en la apertura del Atlántico central. Luego, la ruptura procedió a lo largo del margen oriental de América del Norte, el margen del noroeste de África y el Atlas alto, sahariano y tunecino.

Otra fase comenzó en el Jurásico Temprano-Medio (alrededor de 175 Ma), cuando Pangea comenzó a dividirse desde el Océano Tethys en el este hasta el Océano Pacífico en el oeste. La ruptura que tuvo lugar entre América del Norte y África produjo múltiples rupturas fallidas. Una grieta dio lugar a un nuevo océano, el Océano Atlántico Norte.

El Atlántico Sur no se abrió hasta el Cretácico cuando Laurasia comenzó a girar en el sentido de las agujas del reloj y se movió hacia el norte con América del Norte al norte y Eurasia al sur. El movimiento en el sentido de las agujas del reloj de Laurasia condujo mucho más tarde al cierre del Océano Tethys y al ensanchamiento del "Sinus Borealis", que más tarde se convirtió en el Océano Ártico. Mientras tanto, al otro lado de África ya lo largo de los márgenes adyacentes del este de África, la Antártida y Madagascar, se estaban formando nuevas fisuras que conducirían a la formación del océano Índico suroeste que se abriría en el Cretácico.

Desintegración de Gondwana

La segunda fase importante en la ruptura de Pangea comenzó en el Cretácico Inferior (150–140 Ma), cuando la masa de tierra de Gondwana se separó en varios continentes (África, América del Sur, India, la Antártida y Australia). La subducción en la Fosa de Tethyan probablemente hizo que África, India y Australia se movieran hacia el norte, provocando la apertura de un "Océano Índico Sur". En el Cretácico Inferior, Atlántica, lo que hoy es América del Sur y África, finalmente se separó del este de Gondwana (Antártida, India y Australia). Luego, en el Cretácico Medio, Gondwana se fragmentó para abrir el Océano Atlántico Sur cuando América del Sur comenzó a alejarse de África hacia el oeste. El Atlántico Sur no se desarrolló de manera uniforme; más bien, se dividió de sur a norte.

Además, al mismo tiempo, Madagascar e India comenzaron a separarse de la Antártida y avanzaron hacia el norte, abriendo el Océano Índico. Madagascar e India se separaron entre 100 y 90 Ma en el Cretácico superior. India continuó moviéndose hacia el norte hacia Eurasia a 15 centímetros (6 pulgadas) por año (un récord de placas tectónicas), cerrando el este del océano Tethys, mientras que Madagascar se detuvo y quedó bloqueado en la placa africana. Nueva Zelanda, Nueva Caledonia y el resto de Zelandia comenzaron a separarse de Australia, moviéndose hacia el este hacia el Pacífico y abriendo el Mar de Coral y el Mar de Tasmania.

Apertura del Mar de Noruega y ruptura de Australia y la Antártida

La tercera fase importante y final de la ruptura de Pangea ocurrió a principios del Cenozoico (Paleoceno a Oligoceno). Laurasia se separó cuando América del Norte/Groenlandia (también llamada Laurentia) se separó de Eurasia, abriendo el Mar de Noruega alrededor de 60-55 Ma. Los océanos Atlántico e Índico continuaron expandiéndose, cerrando el océano Tethys.

Mientras tanto, Australia se separó de la Antártida y se movió rápidamente hacia el norte, tal como lo había hecho India más de 40 millones de años antes. Australia se encuentra actualmente en curso de colisión con el este de Asia. Tanto Australia como la India se están moviendo actualmente hacia el noreste a una velocidad de 5 a 6 centímetros (2 a 3 pulgadas) por año. La Antártida ha estado cerca o en el Polo Sur desde la formación de Pangea alrededor de 280 Ma. India comenzó a chocar con Asia a partir de aproximadamente 35 Ma, formando la orogenia del Himalaya y finalmente cerrando la vía marítima de Tethys; esta colisión continúa hoy. La placa africana comenzó a cambiar de dirección, de oeste a noroeste hacia Europa, y América del Sur comenzó a moverse en dirección norte, separándola de la Antártida y permitiendo por primera vez una circulación oceánica completa alrededor de la Antártida. este movimiento, junto con la disminución de las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera, provocó un rápido enfriamiento de la Antártida y permitió la formación de glaciares. Esta glaciación eventualmente se fusionó en las capas de hielo de kilómetros de espesor que se ven hoy.Otros eventos importantes tuvieron lugar durante el Cenozoico, incluida la apertura del Golfo de California, el levantamiento de los Alpes y la apertura del Mar de Japón. La ruptura de Pangea continúa hoy en el Rift del Mar Rojo y el Rift de África Oriental.

Cambio climático después de Pangea

La ruptura de Pangea estuvo acompañada por la liberación de grandes cantidades de dióxido de carbono de las fisuras continentales. Esto produjo un CO 2 alto mesozoico que contribuyó al clima muy cálido del Cretácico Inferior. La apertura del Océano Tethys también contribuyó al calentamiento del clima. Las dorsales oceánicas muy activas asociadas con la ruptura de Pangea elevaron los niveles del mar al más alto en el registro geológico, inundando gran parte de los continentes.

La expansión de las zonas de clima templado que acompañó a la ruptura de Pangea pudo haber contribuido a la diversificación de las angiospermas.