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2.5億年後,地球上所有的大陸將再次聚集在一起

地殼是由破碎的岩石板組成的, 就像雞蛋上破裂的殼。 這些板塊以每年約5釐米(2英寸)的速度移動, 這一運動最終將所有的大陸連接在一起,

形成了所謂的超級大陸。

地球上最後一個超級大陸是泛大陸, 它存在於3億至1.8億年前。

這些大陸的聚集和分離被稱為超大陸旋回, 而現在的世界已經進入這一旋回週期1.8億年了。

據預測, 下一個超級大陸將在大約2.5億年內形成, 屆時大西洋和太平洋都將消失, 亞洲大型板塊分裂從而形成新的海洋。

因為板塊在移動, 大洋盆地改變了它們的形狀和大小。 例如, 大西洋目前正在以指甲生長的速度擴張(每年幾釐米), 而太平洋正在緩慢地消失。

大洋盆地的這些變化對潮汐的影響可能長達數百萬年。 這是因為潮汐在海洋中的移動, 就像一個很長的波浪, 而兩個波峰之間的距離有1000多公里。

波浪移動的方式很大程度上受大洋盆地形狀及其深度的控制,

如果海洋具有合適的大小——盆地的長度是海浪的一半即處於“共振”的狀態, 潮汐就會變得很大。

對於任何擺動或者振盪的系統, 只要你在它的自然週期上施以外力, 它都可以發生共振。 例如, 如果你在正確的時間給坐在秋千上的孩子一個小小的推動力, 他們會蕩的越來越高, 因為你的力恰好施加在他們的自然擺動週期上。

潮汐週期由地球、月球和太陽的運動決定, 大洋盆地的自然週期則由其幾何形狀決定。 例如, 近期北大西洋的狀態非常接近共振, 因為這兩個週期(潮汐週期與自然週期)幾乎是一樣的。

這就是為什麼大西洋的潮汐比太平洋或印度洋的要大得多。

但情況並非總是如此。

從可以高精度類比潮汐的電腦模型實驗中, 我們知道, 因為盆地的形狀和大小無法支撐大潮, 所以當前超大陸旋回的潮汐長期都會比較弱。

事實上, 在過去的2.5億年中, 僅僅在最近的200萬年左右地球上才出現了大潮。

既然我們正接近超大陸旋回的中點, 我們就問自己一個問題:在未來的2.5億年左右的時間裡, 超級大陸會發生什麼?是否有可能存在與超大陸旋回有關的超潮汐旋回呢?

現在我們使用電腦模型發現, 確實存在一個與超大陸旋回有關的超潮汐旋回。 事實上, 有兩個:我們目前正處於一個“潮汐最大值”的開始, 這是一段潮汐非常大的時間。

接下來它們將會大幅減弱, 然後在距離現在約1.5億年後的時間裡再次短暫變大。

之後, 隨著下一個超級大陸的形成, 潮汐將再次下降到低於目前能量的一半。

這將會發生, 因為隨著盆地的形狀發生變化, 盆地會不斷地達到或離開共振狀態。 在地質學術語定義中, 潮汐處於最大值的時期是短暫的, 僅在2000萬年左右。

大多數時候, 潮汐比現在的能量要少, 在兩個超級大陸形成之間的間隔長達4億至6億年間, 潮汐能量較大的時期只有5000萬年。

就像用勺子將杯中的糖和牛奶攪拌均勻一樣, 潮汐可以驅動深海和海洋表層之間的營養物質、熱量和鹽分的運動。

熱量和鹽的流動是大規模氣候控制海洋迴圈的關鍵, 而養分的流動有助於維持生物的生產, 特別是在淺海中。

任何時間尺度上的潮汐變化都可能對整個地球系統產生巨大影響。

雖然這裡描述的變化可能不會對我們近期的生活產生影響, 但它增加了我們對不同學科描述的潮汐相互作用的理解——包括板塊構造、氣候系統、營養物質迴圈以及最終海洋演化和孕育生命的能力。 .

這篇文章最初發表在《對話》上。

蝌蚪五線譜編譯自sciencealert, 譯者 李彤馨, 轉載須授權

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