Superkontinenter

Redaktör: Anna Johnson, oktober 2021. Efter Ari Brozinskis artikel Supermantereet

Plattektonik och kratoner

Under vår planets långa historia har plattektoniken både påverkat och bidragit till många omvälvande fenomen på jorden, bland annat uppkomsten av istider. Sedan den unga planetens yttemperatur sjunkit tillräckligt för att ett fast skal skulle bildas, har de tektoniska plattorna eller deras företrädare, kratonerna, vandrat runt på planetens yta.

Det finns spår av 3000 miljoner år (Ma) gammal kontinentalskorpa, men man tror att dess utveckling i sin nuvarande form inleddes för 2500 Ma sedan, under proterozoiska eonen. Ny kontinentalskorpa bildades aktivt fram till åtminstone 1800 Ma. Då hade merparten blivit till, och hastigheten för bildandet av nytt skorpmaterial saktade in. En anledning till att skorpans tillblivningshastighet minskar kan vara att värmen från planetens inre minskar. En av de saker som inverkar på en planets inre värme är sönderfallet av radioaktiva ämnen vilket ger upphov till värmeenergi.

Kontinenters födelse, utveckling och död

När det gäller kontinentaldriften och hur den fungerar är det viktigt att förstå hur de enskilda bitarna har betett sig över tid, dvs vilken sorts geologiska processer som har påverkat dem och när dessa har skett. På 1960- och 1970-talen skedde en vändpunkt i förståelsen av tidigare geologiska kunskaper. Forskarna lärde sig urskilja de olika eonerna utgående från olika geologiska och geokemiska egenskaper samt isotopfingeravtryck. Man kom på att man kunde kombinera oceanbottenbildning och kontinentaldrift till en övergripande teori om plattektonik.

Sedan föddes insikten om att alla kontinenter har en avgränsad livscykel: de föds genom att lösgöra sig från en större kontinentmassa eller alternativt genom ackumulering av oceaniska öbågar, och de upphör att existera genom att slås ihop med en annan kontinent eller genom att subduceras. Det här kretsloppet kallas superkontinentcykel eller alternativt Wilsons cykel. Superkontinentcyklerna har upprepats med oregelbundna intervall under jordklotets historia, och det här är en av de mest betydande processerna som omformar planeten.

En superkontinent bildas

Processen som leder till att en superkontinent bildas sker i allmänhet gradvis. Dessutom sker processerna som kontrollerar kontinenternas placering och sammanfogande ofta samtidigt på flera platser.

Superkontinenter utvecklas enligt en trestegsmodell (Rogers & Santosh, 2002):

1. En superkontinent föds genom att ett flertal mindre kontinentdelar sammanfogas
2. Sammanfogandet fortsätter i vissa delar av superkontinenten samtidigt som kontinentdelar spricker upp och avskiljs (rifting) i andra områden
3. Superkontinenten bryts isär i mindre bitar

Med andra ord kan processen sammanfattas i följande skeden (inte nödvändigtvis i denna ordning): oceaner öppnas och sluts, superkontinenter föds genom kollision mellan mindre kontinentblock, och sedan bryts de i sär till mindre kontinenter igen.

Från stenhög till landmassa

Dagens kontinenter uppstod inte som enhetliga och färdiga pusselbitar i en handvändning. I stället inleddes deras väg mot att bli stora landmassor genom att rätt så små och obetydliga förstelnade stenklumpar började växa till sig genom magmatisk aktivitet. Tänk dig att du har en lerklump som du formar till två krukor, en röd och en vit. Du börjar med en liten mängd lera, och medan du formar krukorna lägger du till mera av den mjuka leran efterhand så att krukorna blir allt större. Samma princip gäller kontinenterna, också de växer genom att samla på sig nytt material.

Kunskap om tidigare superkontinenter

Tänk dig sedan att både din röda och din vita kruka faller i golvet och går i bitar. Genom att studera krukskärvornas färg och form kan du med hjälp av lim sammanfoga krukorna igen. Bilden nedan visar lerkrukeanalogin överförd på kontinentskala. Aspler och Chiarenzelli (1998) visar att man genom att använda sig av samma princip kan spåra tidigare superkontinenter. Då använder man sig av gemensamma egenskaper som formade superkontinenten medan den satt ihop, till exempel bitarnas gemensamma geologi, geokronologi samt isotopdata och geofysikaliska data. Med hjälp av den här typens information lägger man om kontinentpusslet så att bitarna ligger rätt för att passa in i en tidigare superkontinent.

Man kan alltså samla information om hur tidigare superkontinenter varit hoppusslade på flera olika sätt. Ett viktigt verktyg i arbete med kontinentalpusslet är paleomagnetiska undersökningar. Paleomagnetisk information lagras i en sten då den föds. När en sten eller bergart kristalliseras och stelnar, låses svagt magnetiska mineral fast i en riktning som ligger parallellt med jordens magnetfält. Detta kallas remanent magnetism (engl: remanent magnetization). Genom att jämföra riktningen hos den remanenta magnetismen i bergarter av olika ålder får man information om i vilket läge kontinenten legat i förhållande till jordens magnetiska poler under olika tider. På det sättet kan man spåra kontinentens rörelser genom jordens magnetfält över tid.

Den säkraste informationen om tidigare superkontinenter har man dock fått genom att åldersbestämma bergskedjor (orogena bälten) som uppstått genom kontinentkollisionerna och korrelera detta med kratonernas ålder.

Källor

Aspler, L. B., Chiarenzelli, J. R. 1998: Two Neoarchean supercontinents? Evidence from the Paleoproterozoic. Sedimentary Geology 120: 75-104.

Cocks, L. R. M., Torsvik, T. H. 2005: Baltica from the late Precambrian to mid-Palaeozoic times: The gain and loss of a terrane’s identity. Earth-Science Reviews 72: 39-66.

Condie, K. C. 2002: Breakup of a Paleoproterozoic Supercontinent. Gondwana Reasearch 5: 41-43.

Hawkesworth, C.J., Kemp, A. I. S. 2006: Evolution of the continental crust. Nature 443: 811-817.

Rao, V. V., Reddy, P. R. 2001: A Mesoproterozoic Supercontinent: Evidence from the Indian Shield. Gondwana Research 5: 63-74.

Rogers, J. W. 1996: A History of Continents in the Past Three Billion Years. The Journal of Geology 104: 91-107.

Rogers, J. W. and Santosh, M. 2002: Configuration of Columbia, a Mesoproterozoic Supercontinent. Gondwana Research 5: 5-22.

Roy, A. B. 1999: Assembly and Breakup of Supercontinents. Resonance 42-48.

Singh, V. K., Chandra, R. 2007. Gondwana Research xx: xx-xx (Article in Press).

Windley, B. F. 1995: The Evolving Continents, 3rd ed. John Wiley & Sons Ltd. Iso-Britannia.