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【科研海陸空大陸篇】尋超大陸 推前歷史

2017-03-29
■趙國春解釋超大陸概念。 莫雪芝  攝■趙國春解釋超大陸概念。 莫雪芝 攝

港大學者追溯遠古陸地分合 獲頒國際獎享譽全球

古語云「天下大勢,分久必合,合久必分」,本是因應人類數千年文明所作的描述,但原來對於悠悠數十億年的地球陸地演化史來說,同樣合適。科學家告訴我們,現時包括亞洲、美洲、非洲、歐洲等,曾是連在一起的超大陸(Supercontinent),隨時間演變成今天七大洲五大洋的面貌。香港大學地球科學系教授趙國春,則進一步追溯年代更久遠的地球遠古陸地分合變化,並成功發現及證實早在20億至18億年前人類可知最古老的超大陸Columbia(又稱Nuna)的存在,因而於去年獲頒第二十九屆Khwarizmi國際獎一等獎,成為全球首位獲得該殊榮的地質學家。 ■記者 姜嘉軒

現代科學的發展令人類對地球地質演化歷程愈加了解;早年地理學家已提出,大西洋兩岸的非洲和拉丁美洲如拼在一起時,邊緣能像「砌圖」般貼合,認為兩者曾經相連,之後才被隔海拉開,而後來的分析研究也進一步印證板塊移動令陸地分合,最終構成今日的地球表面。

趙國春介紹說,因岩石或礦物從形成開始就保有磁性,研究有關古地磁為驗證遠古超大陸是否存在的最重要標準,「古地磁有助驗證兩個大陸在地質史上,某個時間點是不是在一塊,亦可知道它們在兩個不同時間點的移動路線」。

如果將時間從今日起「回帶」至2.5億年前,全球主要陸地幾乎是合在一起,是為Pangea超大陸(盤古大陸);而再往前追溯又會見到主要陸地分成數塊,至距今約10億年前則出現另一合在一起的Rodinia超大陸。上述就是Columbia超大陸提出前人類僅有的發現。

歷史推前十億年

趙國春的研究改變了科學界對超大陸的認知,他除因此獲伊朗科技部頒發Khwarizmi國際獎一等獎外,去年也與其合作夥伴取得國家自然科學獎二等獎。他表示,自己約於20年前往澳洲深造時才開始接觸超大陸概念,而在深入研究期間,他發現華北兩條分別在19.5億及18.5億年前的喜馬拉雅型碰撞造山帶,成為發現距今20億至18億年前,因全球板塊碰撞而導致Columbia超大陸形成的契機。

趙國春解釋,其發現說明地球上有比Rodinia更早的超大陸,令至今所知的超大陸從2個變成3個,更能歸納出每次出現超大陸的間距相隔大約7億至8億年,這個周期稱為「超大陸循環(supercontinent cycle)」,從而可預測未來超大陸的出現。他指目前已有人提出,未來全球陸地將會再次聚合,形成名為Pangaea Ultima的超大陸,但對坊間所說那將於2.5億年後發生,他認為並不正確,強調依科學理論,實際出現時間該為5億年後。不過無論如何,下個超大陸你我肯定無緣見證。

另一方面,地球少說也有46億年歷史,那麼是否有可能比Columbia超大陸更遠古的超大陸存在,正等待人們發現及證明?趙國春笑言,這是目前關於地球演化史一個最具爭議的課題,有學者認為,在27億至25億年前還有另一個更早的超大陸,但他個人覺得可能性較低,「目前為止的3個超大陸,都是經過板塊構造,將地球超過90%的大陸板塊聚合,過程會形成大陸碰撞帶,然而至今未有發現更加古老的全球性的碰撞帶」。但他也補充指,不能排除「地球從一開始形成時陸地就是一塊」的可能性,那便能毋須經過板塊構造的情況下存在超大陸,不過相信可能性不大。

盼出書推廣課題

趙國春表示,目前學者雖能解釋超大陸的裂解過程,但至今未有定論解釋為何會每隔數億年聚合一次,未來他亦會就此致力研究。他又提到,目標是在退休前寫一本有關超大陸的書籍,從過去3個超大陸談到未來的超大陸,讓更多人認識有關課題。

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