Gondwana była znacznie większa, niż pokazywały dotychczasowe mapy. Jej ukryte fragmenty przetrwały pod górami Azji, Europy i Ameryki.
Gondwana właśnie urosła na mapach o kawał Ziemi. Analiza ponad 25 tys. próbek skał wskazuje, iż fragmenty dawnego superkontynentu przetrwały tam, gdzie wcześniej widziano przede wszystkim pozostałości oceanów i wulkanicznych wysp. Są dziś ukryte pod młodszymi pasmami górskimi w Azji, Europie i Ameryce Północnej. Po ich doliczeniu Gondwana mogła skupiać około 80 proc. całej kontynentalnej masy lądowej istniejącej około 500 mln lat temu.
Gondwana miała być za mała na prawdziwy superkontynent
Sama Gondwana nie jest żadnym nowym odkryciem. Geolodzy od ponad wieku wiedzą, iż dzisiejsza Afryka, Ameryka Południowa, Antarktyda, Australia i Indie były kiedyś złączone. Problem zaczynał się przy odpowiedzi na pozornie prostsze pytanie: jak wielka była cała ta konstrukcja?
W tradycyjnych rekonstrukcjach przypisywano Gondwanie około 64 proc. ówczesnej kontynentalnej powierzchni Ziemi. To gigantyczny wynik, ale w części literatury do określenia lądu mianem superkontynentu przyjmuje się umowny próg około 75 proc. Gondwana zaczęła więc funkcjonować w trochę dziwnej sytuacji: wszyscy nazywali ją potężnym połączonym lądem, ale nie wszyscy chcieli przyznać jej formalny status superkontynentu.
Zespół kierowany przez Tao Wanga z Chinese Academy of Geological Sciences, z udziałem m.in. Williama Collinsa z Curtin University, postanowił spojrzeć głębiej niż na znane granice dawnych kontynentów. Wyniki opublikowane w recenzowanym Science Advances przesuwają Gondwanę zdecydowanie ponad ten umowny próg. Nowa rekonstrukcja daje jej około 80 proc. całej ówczesnej masy kontynentalnej.
Zaginione kawałki były cały czas pod górami
Naukowcy nie znaleźli brakujących kontynentów na dnie oceanu ani nie wydobyli spod ziemi wielkiej płyty podpisanej Gondwana. Ślad zachował się przede wszystkim w chemii skał. Zespół zebrał dane dotyczące 25 346 próbek kwaśnych i pośrednich skał magmowych, w tym granitów, z całego świata. Badacze przyjrzeli się stosunkom izotopów neodymu, które można potraktować trochę jak zapis pochodzenia materiału, z którego później powstała młodsza skała.
Granit może mieć np. 20 mln lat, ale magma, z której powstał, mogła przetopić fragment skorupy kontynentalnej liczący setki milionów lat. Sama młoda skała jest więc jak nowa kartka wykonana ze starej makulatury. Wygląda świeżo, ale jej skład chemiczny zdradza, z jakiego materiału została wyprodukowana. W ten sposób udało się zobaczyć pod młodymi pasmami górskimi znacznie starszy fundament.
Szczególnie wyraźny ślad ciągnie się od Indii i Azji Południowo-Wschodniej przez znaczną część Chin aż do Kazachstanu. Wcześniejsze rekonstrukcje część tych obszarów interpretowały jako pozostałości dawnego dna oceanicznego oraz łuków wysp wulkanicznych. Nowe mapowanie wskazuje, iż pod późniejszymi strukturami leżą rozległe fragmenty starej kontynentalnej skorupy związanej z Gondwaną. Podobne sygnały znaleziono pod młodszymi pasami górotwórczymi Europy oraz Ameryki Północnej.
Himalaje są młode, ale siedzą na bardzo starym fundamencie
Dobrym przykładem są tu Himalaje. Dzisiejsze pasmo powstało geologicznie niedawno w wyniku kolizji Indii z Eurazją. Skały magmowe występujące w regionie mogą mieć kilkadziesiąt milionów lat. Ich izotopowy rodowód prowadzi jednak do znacznie starszej skorupy, uformowanej około 700-550 mln lat temu.
To właśnie takich śladów naukowcy szukali na ogromną skalę. Po naniesieniu tysięcy punktów na mapę zaczęły wyłaniać się obszary, których nie dało się już wygodnie tłumaczyć jako luźnego zbioru dawnych wysp i oceanicznej skorupy. Powstała Wielka Gondwana.
Nie oznacza to przy tym, iż wszystkie odkryte fragmenty siedziały przez kolejne pół miliarda lat nieruchomo w jednym miejscu. Tektonika płyt wielokrotnie je rozrywała, przemieszczała, wciskała w nowe kontynenty i przykrywała kolejnymi generacjami skał. Dzisiejsza mapa świata jest efektem wielu takich przetasowań.
Z podobnego powodu geolodzy potrafią znaleźć w skałach luki obejmujące setki milionów, a choćby miliardy lat historii Ziemi. Powierzchnia może zostać starta lub przykryta, ale w minerałach przez cały czas zostają informacje o znacznie starszych wydarzeniach.
Wokół tego potwora powstał pierścień ognia
Około 550-500 mln lat temu na Ziemi zaczęła się eksplozja kambryjska, czyli okres niezwykle szybkiego różnicowania się zwierząt i pojawiania wielu nowych planów budowy ciała. Autorzy nowej pracy proponują, iż formowanie Wielkiej Gondwany mogło być jednym z elementów, które przygotowały do tego warunki.
Podczas składania gigantycznego kontynentu powstawały olbrzymie pasma górskie, a po jego obrzeżach rozwinęły się strefy subdukcji. Według rekonstrukcji otaczał go wulkaniczny pas długości około 35 tys. km – konstrukcja skalą przypominająca współczesny pacyficzny Pierścień Ognia.
Wulkany emitowały dwutlenek węgla i parę wodną, góry były intensywnie niszczone, a produkty wietrzenia trafiały do mórz. Wszystko to mogło zmieniać klimat, chemię oceanów oraz dostępność składników odżywczych.
Nowa praca nie dowodzi jednak, iż Gondwana wywołała eksplozję kambryjską. Autorzy proponują mechanizm łączący tektonikę, wulkanizm i zmiany środowiskowe z biologicznym przełomem. Samo gwałtowne różnicowanie życia miało prawdopodobnie wiele przyczyn.
To zresztą temat, który już wcześniej okazywał się bardziej skomplikowany, niż byśmy się spodziewali. Przy Wielkiej Niezgodności również podejrzewano, iż gigantyczna erozja tuż przed kambrem mogła dostarczyć oceanom składników potrzebnych życiu, ale nowe datowania pokazały, iż część procesów zaczęła się znacznie wcześniej.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
