Các nhà địa chất học tin rằng, dường như có một chu kỳ hình thành và phá vỡ siêu lục địa sau 300 đến 400 triệu năm, nhưng lý do chính xác khiến điều này xảy ra cho đến nay vẫn là điều bí ẩn.
Cách đây hơn một thế kỷ, nhà khoa học người Đức Alfred Wegener (1880-1930) đề xuất ý tưởng về một siêu lục địa cổ đại sau khi kết hợp một số bằng chứng lại với nhau. Ông đặt tên cho nó là Pangaea. Bằng chứng đầu tiên và rõ ràng nhất là hình dạng của các lục địa ở hai bên bờ Đại Tây Dương có thể xếp khít vào nhau (Nam Mỹ và châu Phi giống như hai mảnh ghép khổng lồ), Brendan Murphy, giáo sư địa chất tại Đại học St. Francis Xavier (Canada), cho biết.
Những bản ghi chép hồ sơ địa chất cũng cho thấy các lục địa của Trái đất trước đây đều thuộc một khối đất liền khổng lồ. Ví dụ, mỏ than tại Pennsylvania (Mỹ) có thành phần tương tự như những mỏ than cùng độ tuổi tại Ba Lan, Anh và Đức. Điều này chỉ ra rằng, Bắc Mỹ và châu Âu từng là một vùng đất duy nhất.
Ngoài ra, mẫu hóa thạch của nhiều loài thực vậtgiống hệt nhau xuất hiện trên các lục địa khác nhau, chẳng hạn như cây dương xỉ Glossopteris đã bị tuyệt chủng. Các dãy núi hiện nay nằm trên những châu lục khác nhau, chẳng hạn như dãy Appalachians ở Mỹ và dãy Atlas ở Morocco, đều là một phần của Dãy núi Trung tâm Pangaea.
Những cuộc nhập - tách chu kỳ hàng trăm triệu năm
Lý thuyết kiến tạo mảng cho rằng, lớp vỏ bên ngoài của Trái đất được chia thành nhiều mảng trượt trên lớp manti (mantle). Trong quá trình lịch sử 3,5 tỷ năm của Trái đất, một số siêu lục địa đã hình thành và bị phá vỡ. Đây là kết quả của sự lưu thông và chuyển động vật chất bên trong lớp manti, chiếm phần lớn khối lượng hành tinh. Quá trình này đã làm thay đổi đáng kể lịch sử Trái đất.
Siêu lục địa Pangea hình thành qua một quá trình kéo dài vài trăm triệu năm, bắt đầu từ khoảng 480 triệu năm trước. Một lục địa gọi là Laurentia, bao gồm một phần của Bắc Mỹ, sáp nhập với một số lục địa nhỏ khác để tạo thành lục địa Euramerica. Euramerica cuối cùng đã va chạm với Gondwana, một siêu lục địa khác bao gồm châu Phi, Australia, Nam Mỹ và tiểu Lục địa Ấn Độ, để hình thành siêu lục địa cuối cùng là Pangaea.
Siêu lục địa Pangea của Trái đất. (Ảnh: Affirmation Spot).
Cách đây khoảng 200 triệu năm, siêu lục địa Pangaea bắt đầu bị phá vỡ. Lục địa Gondwana tách ra khỏi lục địa Laurasia (Á-Âu và Bắc Mỹ). Sau đó lục địa Gondwana tiếp tục vỡ ra (Ấn Độ tách khỏi Nam Cực, châu Phi tách khỏi Nam Mỹ). Khoảng 60 triệu năm trước, Bắc Mỹ tách khỏi lục địa Á-Âu, theo bài báo đăng trên tạp chí Journal of Geophysical Research.
Hình dạng hiện nay của các lục địa trên Trái đất chưa phải là cuối cùng. Các siêu lục địa đã hình thành nhiều lần trong lịch sử của Trái đất, sau đó chúng lại chia tách thành những lục địa mới. Ví dụ, hiện nay Australia đang hướng về phía châu Á, phần phía đông của châu Phi đang dần tách khỏi phần còn lại của lục địa. Các nhà địa chất học tin rằng, dường như có một chu kỳ hình thành và phá vỡ siêu lục địa sau 300 đến 400 triệu năm, nhưng lý do chính xác khiến điều này xảy ra cho đến nay vẫn là điều bí ẩn, theo Murphy.
Từng có cuộc sống dồi dào trên đất liền
Siêu lục địa Pangaea tạo ra chu kỳ khí hậu rất khác nhau. Ví dụ, các vùng nằm sâu trong lục địa có thể quá khô hạn, do chúng bị những dãy núi lớn chặn tất cả hơi nước hoặc lượng mưa.Tuy nhiên, sự tồn tại của nhiều mỏ than đá tại Mỹ và châu Âu cho thấy, khu vực nằm gần đường xích đạo của siêu lục địa cổ Pangaeatừng là rừng mưa nhiệt đới tươi tốt, tương tự như rừng Amazon hiện nay. (Than đá hình thành khi xác chết của động vật, thực vật chìm vào trong nước đầm lầy, nơi áp lực và nước chuyển đổi vật chất thành than bùn, sau đó là than đá).
“Các mỏ than đá về cơ bản cho chúng ta biết rằng, quá khứ từng có cuộc sống dồi dào trên đất liền”, Murphy nói. Các mô hình khí hậu khẳng định rằng, phần đất liền nằm sâu trong siêu lục địaPangaeacó khí hậu thay đổi theo mùa một cách cực đoan, theo bài báo đăng trên tạp chí Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology vào tháng 6/2016. Các nhà khoa học trong nghiên cứu này đã sử dụng dữ liệu vật lý và sinh học của Hệ tầng Moradi – một khu vực chứa các lớp đất cổ paleosolở miền bắc Niger – để tái tạo lại hệ sinh thái và khí hậu trong thời gian Pangaea tồn tại.
Kết quả cho thấy, khí hậu vùng trung tâm của Pangaea có thể so sánh với sa mạc Namib (châu Phi) hoặc lòng chảo Hồ Eyre (Australia) ngày nay. Khí hậu nhìn chung là khô hạn với những giai đoạn ẩm ướt ngắn, lặp lại theo chu kỳ, thỉnh thoảng bao gồm cả lũ quét thảm khốc. Pangea tồn tại khoảng 100 triệu năm, và trong thời gian đó một số động vật đã phát triển mạnh, bao gồm cả Traversodontidae – một họ động vật ăn thực vật bao gồm tổ tiên của động vật có vú.
Khoảng 230 triệu năm trước, một số loài khủng long đầu tiên đã xuất hiện trên Pangea, bao gồm khủng long ăn thịt theropod có xương nhẹ và lông vũ như chim.Tuy nhiên, sự tồn tại của Pangaea trùng với thời điểm xảy ra sự kiện tuyệt chủng hàng loạt tồi tệ nhất trong lịch sử, đó là sự kiện tuyệt chủng kỷPermi-Trias xảy ra khoảng 252 triệu năm trước, khiếnhầu hết các loài trên Trái đất biến mất.