特提斯海

特提斯海

特提斯海,北方勞亞古陸和南方岡瓦納古陸間長期存在的古海洋。1893年奧地利地質學家E.修斯創用特提斯一詞,其源于古希臘神話中河海之神妻子的名字。由于類似其殘存的現代歐洲與非洲間的地中海,故又稱古地中海。

  • 中文名稱
    特提斯海
  • 外文名稱
    Tethys
  • 相關學科
    地理學
  • 別    名
    古地中海
  • 性    質
    古海洋

來源

板塊構造學說提出後,一般將這一海區稱為特提斯洋,代表南北兩大陸間具洋殼基底的海洋及其兩側大陸邊緣不同深度的海域。同時,根據發展歷史和位置的不同,將三疊紀以來發展起來的特提斯洋,與古生代的"古特提斯洋"區分開來。

特提斯海特提斯海

古特提斯洋,也稱"第一特提斯"、"永久特提斯"或"古生代特提斯"。對其範圍大小,尚有不同認識。一些學者根據奧陶紀以來,認為在中南歐一帶存在古特提斯洋,古生代晚期,隨著勞亞大陸與岡瓦納大陸相接,這一洋區閉合。另一些學者考慮到尚未發現真正的洋殼物質,認為這一海域屬于古歐洲大陸範疇;也有人認為應屬于岡瓦納大陸的邊緣海區,稱之為"中歐洋"。古特提斯洋東段,其主體大致自伊朗和阿富汗北部,經中國西藏喀喇昆侖山瀾滄江,轉入中南半島。有人認為,中國昆侖山、秦嶺和祁連山地區也都屬于古特提斯洋範疇。古特提斯洋東段地質經歷比較復雜,不同地區洋殼形成的時代不同,規模也不盡相同。晚三疊世或侏羅紀時,這一可能自前寒武紀晚期(震旦紀)即已出現的古洋區已經消失。

早、中三疊世時,特提斯洋區開始下陷,晚三疊世至早侏羅世時,洋區進一步開裂,以蛇綠岩套為代表的洋殼開始形成,但其範圍與早、中三疊世時不盡一致。侏羅紀中、晚期至早白堊世時,洋區普遍強烈沉降,大洋擴張,內部構造分異和岩相厚度變化明顯,原有的碳酸鹽台地崩塌,洋殼繼續形成。白堊紀中期,由于大西洋擴張和印度陸塊向北漂移,特提斯洋開始萎縮。早第三紀特提斯洋大部封閉逐漸上升為高峻的山系,局部殘留了一些內海(黑海地中海裏海西部),直至現代。

關于中美洲加勒比地區,諾伊邁爾和近代一些學者都認為屬于特提斯洋的一部分。

在 2.8 億年前的早二疊紀時,青藏高原是波濤洶涌的遼闊海洋。這個海橫貫歐亞大陸的南部地區,與北非、南歐、西亞和東南亞的海域溝通,稱為"特提斯海",或"古地中海"。當時特提斯海地區的氣候非常溫暖,是海生動、植物發展茂盛的地域。

那時特提斯海的南北兩側是被它分裂開來的原始古陸。南邊的岡瓦納大陸,包括如今的南美洲、非洲、澳大利亞、南極洲;北邊的歐亞大陸,包括如今的歐洲、亞洲、北美洲。二疊紀晚期,地球上南、北兩塊大陸開始分裂、漂移,形成板塊。印度板塊分離出來以後,以較快的速度向北移動,特提斯洋殼受到強烈的擠壓,不斷發生褶皺斷裂和上升。到距今 4000 萬年前的始新世晚期,青藏高原出露海面。

發現

1885 年,德國學者 M·諾伊邁爾提出在中生代存在一個東西向赤道海洋的構想,稱為中央地中海。1893 年,奧地利學者 E·修斯認為中央地中海為一廣闊的深海區,改稱特提斯。板塊構造學說提出後,這一海區被稱為特提斯洋。一般將古生代的特提斯洋稱古特提斯洋或古生代特提斯;而三疊紀後的特提斯洋稱新特提斯洋或中生代特提斯。

一些學者根據其研究認為,在中南歐一帶存在古特提斯洋,古生代晚期,隨著勞亞大陸與岡瓦納大陸相連線,這一洋區趨于閉合。新特提斯洋位于古特提斯洋以南,分布于現代歐洲南部、非洲北端、小亞細亞和伊朗南部、中國西藏南部、中南半島西部和印度尼西亞一帶,與古太平洋相通,西端可能包括中美洲加勒比地區。

消失原因

關于特提斯海消失的原因,多年來一直是地學界探索的老問題,也是今天地學界研究的"熱點"問題。上個世紀未、本世紀初,一些地質學家根據當時所獲得的資料,再加上豐富的想象力,提出過種種有關特提斯海消亡的假說。到了近代,科學技術手段比過去有了很大發展,所得的資料比過去豐富得多,于是,各種觀點之間,既有排斥否定,又有滲透融合,逐漸形成了兩大學派:固定論和活動論。

特提斯海特提斯海

固定論者認為,今天的地中海是一個復合式海盆。在其陸塊沉陷與裂合作用下,形成了邊緣海,經常有火山活動和地震發生就是最重要的證明。固定論者還勾畫出地中海復合式海盆的某些特征。中國著名地質學家黃汲清教授所創立的槽台多旋回說,對待提斯海的形成演變做了有說服力的論證。例如,在中國大陸及其他地區,發現了很多特提斯海全盛時期的生物化石、沉積岩石、岩漿石及火山噴發的物質。在中國新疆還找到了隻有在岡瓦納古陸上生長過的動物水龍獸二齒獸化石。就連岡瓦納古陸和歐亞大陸發生碰撞的縫合線,也在中國的西藏、新疆、青海的邊界處找到了。不僅如此,人們還認為,阿爾卑斯山-地中海-喜馬拉雅山是一條中新世代以來的地槽帶。

活動論實際上是用大陸漂移說、海底擴張說、板塊構造說來解釋地中海的成因。"格洛瑪·挑戰者"號鑽探船在世界各大洋獲得的大量鑽孔岩芯資料,以及海底古磁性條帶的被發現,使人們有更多的理由相信,海底擴張造成了陸地板塊的漂移。根據這一學說,大西洋在逐漸擴大,太平洋則在逐漸縮減,而地處歐、非、亞大陸中的地中海,正處于逐漸消亡的過程之中。于是,有的科學家認為,今天的地中海是古特提斯海的一部分。2.5 億年前的特提斯海位于北方歐亞大陸和南方岡瓦納大陸之間,由于大陸板塊的漂移,南北兩大塊古陸逐漸靠近,使得東部的特提斯海在阿拉伯板塊和印度板塊同亞洲板塊漂移縫合之後,逐漸歸于消亡,喜馬拉雅山就是板塊縫合線上的山脈;西部的特提斯海,由于非洲板塊和歐洲板塊的靠近,逐漸發生抬升,形成了阿爾卑斯山系。因此,今天的地中海完全可以看作是特提斯海的殘留部分。

特提斯海特提斯海

消亡位置

根據資料介紹,在古生代,大陸隻分成南北兩個原始古陸,中間相隔的是比的太平洋大得多的特提斯海。特提斯海南邊的岡瓦納大陸,包括如今的南美洲、非洲、澳大利亞、南極洲和印度;北邊的歐亞大陸,包括如今的歐洲、亞洲、北美洲。在二疊紀晚期,到距今 6500 萬年前的始新世晚期,印度板塊與亞歐板塊相撞,導致了劇烈的地殼構造運動,使喜馬拉雅地區全部露出海面,特提斯海消亡,宣告了整個高原地區海洋歷史的結束。

特提斯海特提斯海

地質學家們一直在尋找消失的特提斯海與歐亞大陸最後銜接的位置,在以前的數次科考中,科考隊現在到達的地方普遍被認為是特提斯海向歐亞大陸俯沖最後留下的接口,因為這個古特提斯洋殘跡自歐洲阿爾卑斯、阿爾巴阡山向東經土耳其、伊朗、阿富汗,穿過中國藏北與藏東,再急轉至川滇西部,然後伸向中南半島,它的走向與金沙江比較吻合,因此將這個兩個大陸縫合得非常狹長的地帶稱為金沙江縫合帶。雖然這仍有待于多方面的考證,但是今天在這個位置上,科考隊發現了許多屬于古海洋及大陸板塊碰撞情況下產生的許多超常物質。

研究成果

生物分布

地質學家發現,這一時期以前沉積的地層開始時是一些淺綠色和灰綠色為主的碎屑岩,其間夾有煤層。這表明,那時候氣候溫暖、濕潤,植被繁茂。高大的蕨類種子蕨、蘇鐵等植物組成了茂密的森林,而森林中則遊蕩著各種喜暖喜濕的動物。在森林邊緣以及森林間的窪地上河流縱橫,湖泊和沼澤星羅棋布,水邊生活著一些大型的兩棲動物、似哺乳動物和爬行動物中的假鱷類。這樣的景觀可能一直持續到三疊紀的晚期。到了侏羅紀早期,氣候開始發生了變化,幹熱的氣候取代了過去的溫濕氣候,這可由堆積下來的地層轉為了紅色地層,其中的化學成分富含鈣質膠結以及氧化鐵的普遍存在而等到證明。這樣的氣候當時是普遍的、全球性的。這種氣候條件無疑更加適合于完全脫離了水體限製、喜歡熱和幹旱的爬行動物的發展。恐龍類正是在這樣的條件下開始成為地球上陸地生態環境的統治者的。

特提斯海的古生物特提斯海的古生物

大量的化石證明,這個時期恐龍的屬種類別還不很多。這些原始的恐龍包括小型的獸腳類、古腳類以及原始的鳥臀類、腔骨龍、祿豐龍賴索托龍等是它們的代表。這些早期的各類恐龍分別是那些在後來的日子裏統治地球 1 億多年之久的五花八門的恐龍的先驅,是侏羅紀、白堊紀各類恐龍的祖先。由于發現于這個時期的各個陸塊上的恐龍化石非常一致,科學家推測當時的恐龍動物群是世界性的,因此把這個動物群稱為環特提斯海恐龍動物群。含相關恐龍化石的地層在亞洲、非洲、歐洲和美洲都有發現。其中最有代表性的化石地點有南非的卡魯盆地和賴索托,美國的亞利桑那州、新墨西哥州以及德克薩斯州的肯亞特和紐瓦克,還有阿根廷的可拉魯德、印度的孔塔和我國雲南的祿豐盆地。

沙漠形成

中國科學院大氣物理研究所的研究結論,特提斯海收縮是非洲撒哈拉沙漠形成的主要原因,時間約 700 萬年到 1100 萬年前,而不是傳統觀念的大約 300 萬年。

一般認為撒哈拉沙漠的形成時代不會早于第四紀。大量的地質記錄顯示第四紀冰期開始的時候撒哈拉出現了顯著的幹旱。撒哈拉的幹旱程度主要受非洲夏季風的影響。在第四紀之前,非洲夏季風的變化表現出明顯的歲差周期(大約 2 萬年周期);在第四紀冰期開始之後,冰期間冰期旋回(大約 4~10 萬年周期)開始影響非洲夏季風的強度。

中科院大氣所研究人員與國外科學家合作發現,晚中新世托爾頓階(大約 700~1100 萬年前)是北非幹旱加劇撒哈拉沙漠形成的關鍵時段。科學家利用挪威地球系統模式和公用大氣模式揭示出,在托爾頓階特提斯海收縮導致非洲夏季風顯著減弱,幹旱的沙漠環境在北非大面積形成。不僅導致了北非平均氣候態的變化,也加強了非洲夏季風對軌道變化的回響,隨後成為控製撒哈拉沙漠範圍變化的主要因素。

存在爭議

任紀舜院士《1:25 萬地質填圖進一步揭開了青藏高原大地構造的神秘面紗》的專論與評述認為,古特提斯海並不存在,青藏高原地區在古生代並不是一個遼闊的大洋盆地。任紀舜院士認為,多年以來,一些西方地質學家一直認為潘吉亞超大陸形成之後,在其東部古亞洲與東岡瓦納之間有一個向東呈喇叭口形並與泛大洋相通的海洋,即古特提斯或永久特提斯,按此構想,古生代時期,青藏高原是個遼闊的大洋盆地。但是,1:25 萬地質填圖和許多地質學家已經以確鑿的地質事實證明,不存在從古生代延續到三疊紀的大洋盆地,即不存在所謂古特提斯或永久特提斯;此一時期在青藏高原地區也不存在具有古生物、古地理分隔意義的大洋盆地。

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