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特提斯海

特提斯海(Tethys)是位于北方劳亚古陆和南方冈瓦纳古陆间长期存在的古海洋。1893 年奥地利地质学家E.修斯创用特提斯一词,其源于古希腊神话中河海之神妻子的名字。由于类似其残存的现代欧洲与非洲间的地中海,故又称古地中海。现代地中海是特提斯海的残留海域。

板块构造学说提出后,一般将这一海区称为特提斯洋,代表南北两大陆间具洋壳基底的海洋及其两侧大陆边缘不同深度的海域。同时,根据发展历史和位置的不同,将三叠纪以来发展起来的特提斯洋,与古生代的“古特提斯洋”区分开来。

古特提斯洋,也称“第一特提斯”、“永久特提斯”或“古生代特提斯”。对其范围大小,尚有不同认识。一些学者根据奥陶纪以来,认为在中南欧一带存在古特提斯洋,古生代晚期,随着劳亚大陆与冈瓦纳大陆相接,这一洋区闭合。另一些学者考虑到尚未发现真正的洋壳物质,认为这一海域属于古欧洲大陆范畴;也有人认为应属于冈瓦纳大陆的边缘海区,称之为“中欧洋”。古特提斯洋东段,其主体大致自伊朗和阿富汗北部,经中国西藏喀喇昆仑山澜沧江,转入中南半岛。有人认为,中国昆仑山、秦岭和祁连山地区也都属于古特提斯洋范畴。古特提斯洋东段地质经历比较复杂,不同地区洋壳形成的时代不同,规模也不尽相同。晚三叠世侏罗纪时,这一可能自前寒武纪晚期(震旦纪)即已出现的古洋区已经消失。

早、中三叠世时,特提斯洋区开始下陷,晚三叠世至早侏罗世时,洋区进一步开裂,以蛇绿岩套为代表的洋壳开始形成,但其范围与早、中三叠世时不尽一致。侏罗纪中、晚期至早白垩世时,洋区普遍强烈沉降,大洋扩张,内部构造分异和岩相厚度变化明显,原有的碳酸盐台地崩塌,洋壳继续形成。白垩纪中期,由于大西洋扩张和印度陆块向北漂移,特提斯洋开始萎缩。早第三纪特提斯洋大部封闭逐渐上升为高峻的山系,局部残留了一些内海(黑海地中海里海西部),直至现代。

关于中美洲加勒比地区,诺伊迈尔和近代一些学者都认为属于特提斯洋的一部分。

在 2.8 亿年前的早二叠纪时,青藏高原是波涛汹涌的辽阔海洋。这个海横贯欧亚大陆的南部地区,与北非、南欧、西亚和东南亚的海域沟通,称为“特提斯海”,或“古地中海”。当时特提斯海地区的气候非常温暖,是海生动、植物发展茂盛的地域。

那时特提斯海的南北两侧是被它分裂开来的原始古陆。南边的冈瓦纳大陆,包括如今的南美洲、非洲、澳大利亚、南极洲;北边的欧亚大陆,包括如今的欧洲、亚洲、北美洲。二叠纪晚期,地球上南、北两块大陆开始分裂、漂移,形成板块。印度板块分离出来以后,以较快的速度向北移动,特提斯洋壳受到强烈的挤压,不断发生褶皱断裂和上升。到距今 4000 万年前的始新世晚期,青藏高原出露海面。

1885 年,德国学者 M诺伊迈尔提出在中生代存在一个东西向赤道海洋的设想,称为中央地中海。1893 年,奥地利学者 E修斯认为中央地中海为一广阔的深海区,改称特提斯。板块构造学说提出后,这一海区被称为特提斯洋。一般将古生代的特提斯洋称古特提斯洋或古生代特提斯;而三叠纪后的特提斯洋称新特提斯洋或中生代特提斯。

一些学者根据其研究认为,在中南欧一带存在古特提斯洋,古生代晚期,随着劳亚大陆与冈瓦纳大陆相连接,这一洋区趋于闭合。新特提斯洋位于古特提斯洋以南,分布于现代欧洲南部、非洲北端、小亚细亚和伊朗南部、中国西藏南部、中南半岛西部和印度尼西亚一带,与古太平洋相通,西端可能包括中美洲加勒比地区。

关于特提斯海消失的原因,多年来一直是地学界探索的老问题,也是今天地学界研究的“热点”问题。上个世纪未、本世纪初,一些地质学家根据当时所获得的资料,再加上丰富的想象力,提出过种种有关特提斯海消亡的假说。到了近代,科学技术手段比过去有了很大发展,所得的资料比过去丰富得多,于是,各种观点之间,既有排斥否定,又有渗透融合,逐渐形成了两大学派:固定论和活动论。

固定论者认为,今天的地中海是一个复合式海盆。在其陆块沉陷与裂合作用下,形成了边缘海,经常有火山活动地震发生就是最重要的证明。固定论者还勾画出地中海复合式海盆的某些特征。中国著名地质学家黄汲清教授所创立的槽台多旋回说,对待提斯海的形成演变做了有说服力的论证。例如,在中国大陆及其他地区,发现了很多特提斯海全盛时期的生物化石、沉积岩石、岩浆石及火山喷发的物质。在中国新疆还找到了只有在冈瓦纳古陆上生长过的动物水龙兽二齿兽化石。就连冈瓦纳古陆和欧亚大陆发生碰撞的缝合线,也在中国的西藏、新疆、青海的边界处找到了。不仅如此,人们还认为,阿尔卑斯山-地中海-喜马拉雅山是一条中新世代以来的地槽带。

活动论实际上是用大陆漂移说海底扩张说、板块构造说来解释地中海的成因。“格洛玛挑战者”号钻探船在世界各大洋获得的大量钻孔岩芯资料,以及海底古磁性条带的被发现,使人们有更多的理由相信,海底扩张造成了陆地板块的漂移。根据这一学说,大西洋在逐渐扩大,太平洋则在逐渐缩减,而地处欧、非、亚大陆中的地中海,正处于逐渐消亡的过程之中。于是,有的科学家认为,今天的地中海是古特提斯海的一部分。2.5 亿年前的特提斯海位于北方欧亚大陆和南方冈瓦纳大陆之间,由于大陆板块的漂移,南北两大块古陆逐渐靠近,使得东部的特提斯海在阿拉伯板块和印度板块同亚洲板块漂移缝合之后,逐渐归于消亡,喜马拉雅山就是板块缝合线上的山脉;西部的特提斯海,由于非洲板块和欧洲板块的靠近,逐渐发生抬升,形成了阿尔卑斯山系。因此,今天的地中海完全可以看作是特提斯海的残留部分。

根据资料介绍,在古生代,大陆只分成南北两个原始古陆,中间相隔的是比的太平洋大得多的特提斯海。特提斯海南边的冈瓦纳大陆,包括如今的南美洲、非洲、澳大利亚、南极洲和印度;北边的欧亚大陆,包括如今的欧洲、亚洲、北美洲。在二叠纪晚期,到距今 6500 万年前的始新世晚期,印度板块与亚欧板块相撞,导致了剧烈的地壳构造运动,使喜马拉雅地区全部露出海面,特提斯海消亡,宣告了整个高原地区海洋历史的结束。

地质学家们一直在寻找消失的特提斯海与欧亚大陆最后衔接的位置,在以前的数次科考中,科考队现在到达的地方普遍被认为是特提斯海向欧亚大陆俯冲最后留下的接口,因为这个古特提斯洋残迹自欧洲阿尔卑斯、阿尔巴阡山向东经土耳其、伊朗、阿富汗,穿过中国藏北与藏东,再急转至川滇西部,然后伸向中南半岛,它的走向与金沙江比较吻合,因此将这个两个大陆缝合得非常狭长的地带称为金沙江缝合带。虽然这仍有待于多方面的考证,但是今天在这个位置上,科考队发现了许多属于古海洋及大陆板块碰撞情况下产生的许多超常物质。

地质学家发现,这一时期以前沉积的地层开始时是一些浅绿色和灰绿色为主的碎屑岩,其间夹有煤层。这表明,那时候气候温暖、湿润,植被繁茂。高大的蕨类种子蕨苏铁等植物组成了茂密的森林,而森林中则游荡着各种喜暖喜湿的动物。在森林边缘以及森林间的洼地上河流纵横,湖泊和沼泽星罗棋布,水边生活着一些大型的两栖动物、似哺乳动物和爬行动物中的假鳄类。这样的景观可能一直持续到三叠纪的晚期。到了侏罗纪早期,气候开始发生了变化,干热的气候取代了过去的温湿气候,这可由堆积下来的地层转为了红色地层,其中的化学成分富含钙质胶结以及氧化铁的普遍存在而等到证明。这样的气候当时是普遍的、全球性的。这种气候条件无疑更加适合于完全脱离了水体限制、喜欢热和干旱的爬行动物的发展。恐龙类正是在这样的条件下开始成为地球上陆地生态环境的统治者的。

大量的化石证明,这个时期恐龙的属种类别还不很多。这些原始的恐龙包括小型的兽脚类、古脚类以及原始的鸟臀类腔骨龙禄丰龙莱索托龙等是它们的代表。这些早期的各类恐龙分别是那些在后来的日子里统治地球 1 亿多年之久的五花八门的恐龙的先驱,是侏罗纪、白垩纪各类恐龙的祖先。由于发现于这个时期的各个陆块上的恐龙化石非常一致,科学家推测当时的恐龙动物群是世界性的,因此把这个动物群称为环特提斯海恐龙动物群。含相关恐龙化石的地层在亚洲、非洲、欧洲和美洲都有发现。其中最有代表性的化石地点有南非的卡鲁盆地和莱索托,美国的亚利桑那州、新墨西哥州以及德克萨斯州的肯亚特和纽瓦克,还有阿根廷的可拉鲁德、印度的孔塔和我国云南的禄丰盆地。

中国科学院大气物理研究所的研究结论,特提斯海收缩是非洲撒哈拉沙漠形成的主要原因,时间约 700 万年到 1100 万年前,而不是传统观念的大约 300 万年。 [1]

一般认为撒哈拉沙漠的形成时代不会早于第四纪。大量的地质记录显示第四纪冰期开始的时候撒哈拉出现了显著的干旱。撒哈拉的干旱程度主要受非洲夏季风的影响。在第四纪之前,非洲夏季风的变化表现出明显的岁差周期(大约 2 万年周期);在第四纪冰期开始之后,冰期间冰期旋回(大约 4~10 万年周期)开始影响非洲夏季风的强度。

中科院大气所研究人员与国外科学家合作发现,晚中新世托尔顿阶(大约 700~1100 万年前)是北非干旱加剧撒哈拉沙漠形成的关键时段。科学家利用挪威地球系统模式和公用大气模式揭示出,在托尔顿阶特提斯海收缩导致非洲夏季风显著减弱,干旱的沙漠环境在北非大面积形成。不仅导致了北非平均气候态的变化,也加强了非洲夏季风对轨道变化的响应,随后成为控制撒哈拉沙漠范围变化的主要因素。 [1]

任纪舜院士《1:25 万地质填图进一步揭开了青藏高原大地构造的神秘面纱》的专论与评述认为,古特提斯海并不存在,青藏高原地区在古生代并不是一个辽阔的大洋盆地。任纪舜院士认为,多年以来,一些西方地质学家一直认为潘吉亚超大陆形成之后,在其东部古亚洲与东冈瓦纳之间有一个向东呈喇叭口形并与泛大洋相通的海洋,即古特提斯或永久特提斯,按此设想,古生代时期,青藏高原是个辽阔的大洋盆地。但是,1:25 万地质填图和许多地质学家已经以确凿的地质事实证明,不存在从古生代延续到三叠纪的大洋盆地,即不存在所谓古特提斯或永久特提斯;此一时期在青藏高原地区也不存在具有古生物、古地理分隔意义的大洋盆地。 [2]

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