为什么地球上超大陆的寿命变得越来越短了?

地球上的主要大陆地块在过去的20亿年间以来曾经三次聚合成一个超大陆,但一段时间以后又发生裂解.这种大陆地块的周期性聚合和裂解现象被称为超大陆旋回.地球通过超大陆旋回控制着地表的造山运动、成矿过程、大洋及超大洋的形成与闭合,甚至大气圈与生命圈的演化.但一个有趣的观察是,已知的由老到新的努纳(也称哥伦比亚)、罗迪尼亚(最早音译鲁迪尼亚)和盘古三个超大陆的寿命显示出一个逐渐递减的趋势,其分别为大约3亿年,2~2.5亿年和1.5亿年,反映出控制地球长期演化过程的某种重要的内在原因.本文通过超级电脑地球动力学三维建模发现,导致超大陆寿命不断减短的主要原因在于形成于超大陆内部的新的造山带的强度随着地球的年龄增大而逐渐减小,并进而提出这与地球的长期冷却过程有关.因为地幔温度随着地球年龄的增长在不断降低,上地幔岩石部分熔融的程度也在不断降低,因此造成新生造山带的岩石圈厚度不断减薄,强度降低.此外,沿新生造山带的岩浆底侵对板块缝合线及大断裂的岩浆缝合作用可能也会随之减弱.