곤드와나
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1. 개요
곤드와나는 고생대와 중생대에 존재했던 초대륙으로, 현재의 아프리카, 남아메리카, 남극, 인도, 오스트레일리아 등을 포함했다. 이름은 인도 중부의 곤드와나 지역에서 유래되었으며, 오스트리아 지질학자 에두아르트 쥐스가 제안하고 헨리 베네딕트 메들리콧이 지질학적 맥락에서 처음 사용했다. 곤드와나는 신원생대와 고생대에 걸쳐 형성되었으며, 여러 조산 운동을 통해 로디니아 대륙 조각들이 합쳐졌다. 판게아가 분열되면서 곤드와나는 서곤드와나(아프리카, 남아메리카)와 동곤드와나(남극, 인도, 오스트레일리아)로 나뉘었고, 이후 각 대륙은 백악기, 신생대에 걸쳐 현재의 위치로 이동했다. 곤드와나의 분열은 생물 지리학적 분포 패턴에도 영향을 미쳤으며, 곤드와나 대륙에 기원한 생물들은 현재 남반구 대륙에 격리 분포하는 경향을 보인다.
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| 곤드와나 | |
|---|---|
| 지도 정보 | |
| 기본 정보 | |
| 이름 | 곤드와나 |
| 다른 이름 | Gondwanaland |
| 형성 시기 | c. 8억 ~ 6억 5천만 년 전 |
| 유형 | 초대륙 |
| 오늘날의 대륙 | 아프리카 북아메리카 남아메리카 오스트레일리아 인도 아라비아 남극 발칸 |
| 작은 대륙 | 남아메리카 아프리카 오스트레일리아 남극 질랜디아 |
| 판 | 아프리카 판 남극 판 인도-오스트레일리아 판 남아메리카 판 |
| 면적 | 약 1억 km2 |
| 로마자 표기법 | Gondwana |
| 지질학적 특징 | |
| 형성 시기 | c. 6억 ~ 5억 3천만 년 전 |
| 해체 시기 | c. 6600만 ~ 2300만 년 전 |
| 기타 | |
| 추가 정보 | 곤드와나 대륙은 다양한 지질학적 시대를 거쳐 분리됨 초대륙의 순환에서 중요한 역할 |
2. 이름의 유래
곤드와나라는 이름은 인도 중부의 곤드와나 지역에서 유래되었으며, 산스크리트어로 '곤드족의 숲'을 의미한다.[77] 이 이름은 오스트리아 지질학자 에두아르트 쥐스가 제안했으며, 1872년 아일랜드의 지질학자 헨리 베네딕트 메들리콧이 처음으로 지질학적 맥락에서 사용했다.[7] 곤드와나 퇴적층(페름기-트라이아스기)도 여기서 설명된다.
곤드와나 대륙은 신원생대와 고생대에 걸쳐 오랜 시간에 걸쳐 형성되었는데, 이 과정은 고지자기 자료 부족으로 인해 아직 완전히 이해되지 않고 있다. 범아프리카 조산운동으로 알려진 여러 조산 운동들이 훨씬 오래된 초대륙 로디니아의 대륙 조각들을 합쳤다. 그러한 조산대 중 하나인 모잠비크 대는 에 형성되었으며, 원래는 동곤드와나(인도, 마다가스카르, 남극, 오스트레일리아)와 서곤드와나(아프리카, 남아메리카) 사이의 단층으로 해석되었다.[10]
일부 과학자들은 곤드와나 지역과 초대륙을 명확하게 구분하기 위해 "곤드와나랜드(Gondwanaland)"라는 용어를 선호한다.[8]
3. 곤드와나의 형성
곤드와나 집합의 마지막 단계는 로렌시아와 서곤드와나 사이에 아이페투스 해가 열리는 시기와 겹쳤다.[12] 이 기간 동안 캄브리아기 대폭발이 일어났다. 로렌시아는 선캄브리아기/캄브리아기 경계 근처에서 짧은 기간 동안 통합된 곤드와나의 서쪽 해안에 접해 있었고, 단명하고 여전히 논란의 여지가 있는 초대륙 파노티아를 형성했다.[13] 한편, 새로 형성되고 있는 아프리카의 반대편에서 칼라하리는 콩고와 리오 데 라 플라타와 충돌하여 아다마스토르 해를 폐쇄했다.
Terra Australis영어 테라 아우스트랄리스 조산대는 곤드와나의 서쪽, 남쪽, 동쪽 가장자리를 따라 발달했다.[18] 이 가장자리의 원시 곤드와나 캄브리아기 호상열대는 오스트레일리아 동부, 타즈마니아, 뉴질랜드, 남극에서 발견되었다. 이러한 대상들이 연속적인 호상열대를 형성했지만, 섭입 방향은 오스트레일리아-타즈마니아와 뉴질랜드-남극 호상열대 구간 사이에서 달랐다.[19]
곤드와나 대륙은 약 6억 년 전, 파노티아 대륙이 분열하여 탄생했다. 북반구 저위도 지역부터 남극까지 펼쳐져 있었다. 석탄기에 해당하는 약 전부터 전에는 지구가 냉각화되었기 때문에 남극과 그 주변에 대규모 빙하가 발달했다. 하지만 그 이외의 시기는 대체로 따뜻했기 때문에 빙하는 존재하지 않았다.
3. 1. 동아프리카 조산 운동과 쿠웅가 조산 운동
범아프리카 조산운동으로 알려진 여러 조산 운동들이 훨씬 오래된 초대륙 로디니아의 대륙 조각들을 합쳤다. 1990년대에는 석유 및 광산 회사를 위해 편찬된 데이터 세트의 결과로 세 가지 조산 운동이 인식되었다.[11] 동아프리카 조산 운동과 쿠웅가 조산 운동(마다가스카르 남부의 말라가시 조산 운동 포함)은 두 단계에 걸친 동곤드와나와 동아프리카의 충돌을 야기했다.[11]
모잠비크 해는 중앙 아프리카의 콩고–탄자니아–방웨울루 블록을 신원생대 인도(인도, 마다가스카르 동부의 안통길 블록, 세이셸, 그리고 동남극의 네이피어와 레이너 복합체)와 분리했다. 아자니아 대륙[14](중앙 마다가스카르, 아프리카의 뿔, 그리고 예멘과 아라비아의 일부)은 모잠비크 해의 섬이었다.
오스트레일리아/모손 대륙은 약 6억 년 전까지 인도, 동아프리카, 칼라하리로부터 여전히 분리되어 있었고, 서곤드와나의 대부분은 이미 합쳐져 있었다. 약 5억 5천만 년 전에 인도는 곤드와나 위치에 도달하여 쿠웅가 조산 운동(핀자라 조산 운동으로도 알려짐)을 시작했다. 약 5억 4천만 년 전~5억 3천만 년 전에 모잠비크 해가 닫히면서 인도는 오스트레일리아-동남극 옆에 위치하게 되었다.[15]
나머지 곤드와나가 형성됨에 따라, 일련의 복잡한 조산 사건들이 약 7억 5천만 년 전~ 5억 3천만 년 전에 곤드와나의 동부(동아프리카, 아라비아-누비아 방패, 세이셸, 마다가스카르, 인도, 스리랑카, 동남극, 오스트레일리아)를 조립했다. 먼저, 아라비아-누비아 방패가 약 7억 5천만 년 전~ 6억 2천만 년 전의 동아프리카 조산 운동에서 동아프리카(케냐-탄자니아 지역)와 충돌했다. 그런 다음 오스트레일리아와 동남극은 약 5억 7천만 년 전~ 5억 3천만 년 전의 쿠웅가 조산 운동에서 나머지 곤드와나와 합쳐졌다.[16]
약 5억 5천만 년 전~ 5억 1천 5백만 년 전의 후기 말라가시 조산 운동은 마다가스카르, 동아프리카 동부, 인도 남부에 영향을 미쳤다. 이 과정에서 신원생대 인도는 이미 결합된 아자니아와 콩고-탄자니아-방웨울루 블록과 충돌하여 모잠비크 대를 따라 봉합되었다.[17]
3. 2. 곤드와나 집합의 최종 단계
곤드와나 대륙의 형성은 신원생대와 고생대에 걸쳐 오랜 시간에 걸쳐 진행된 과정으로, 범아프리카 조산운동으로 알려진 여러 조산 운동들이 훨씬 오래된 초대륙 로디니아의 대륙 조각들을 합쳐 놓았다. 곤드와나 집합의 마지막 단계는 로렌시아와 서곤드와나 사이에 아이페투스 해가 열리는 시기와 겹쳤다.[12] 이 기간 동안 캄브리아기 대폭발이 일어났다.
모잠비크 해는 중앙 아프리카의 콩고–탄자니아–방웨울루 블록을 신원생대 인도(인도, 마다가스카르 동부의 안통길 블록, 세이셸, 그리고 동남극의 네이피어와 레이너 복합체)와 분리했다. 아자니아 대륙[14](중앙 마다가스카르, 아프리카의 뿔, 그리고 예멘과 아라비아의 일부)는 모잠비크 해의 섬이었다.
오스트레일리아/모손 대륙은 경까지 인도, 동아프리카, 칼라하리로부터 여전히 분리되어 있었고, 서곤드와나의 대부분은 이미 합쳐져 있었다. 경에 인도는 곤드와나 위치에 도달하여 쿠웅가 조산 운동(핀자라 조산 운동으로도 알려짐)을 시작했다. 한편, 새로 형성되고 있는 아프리카의 반대편에서 칼라하리는 콩고와 리오 데 라 플라타와 충돌하여 아다마스토르 해를 폐쇄했다. 에 모잠비크 해의 폐쇄는 인도를 오스트레일리아-동남극 옆에 위치하게 했고, 남중국과 북중국 모두 오스트레일리아 근처에 있었다.[15]
4. 곤드와나 주변부의 발달: 고생대 열곡 작용과 부가
곤드와나 대륙이 존재하는 동안, 많은 터레인이 유라시아 대륙에 부가되었지만, 이들 터레인의 많은 부분이 캄브리아기 또는 선캄브리아기 기원을 가지는지 여부는 불확실하다. 예를 들어, 현재 중앙아시아를 구성하는 일부 고생대 터레인과 소대륙(흔히 "카자흐" 및 "몽골 터레인"이라고 함)은 후기 실루리아기에 카자흐스타니아 대륙에 점진적으로 합쳐졌다. 이러한 지괴가 곤드와나 대륙의 해안에서 기원했는지 여부는 알려져 있지 않다.[20]
초기 고생대에, 현재 프랑스의 대부분을 형성하는 아모리카 터레인은 곤드와나 주변부 또는 곤드와나 핵심부에 속해 있었다. 렌 조산대는 그 앞에서 닫히고 팔레오-테티스 해는 그 뒤에서 열렸다. 이베리아 반도의 선캄브리아기 암석은 석탄기-페름기 경계 근처의 바리스칸 조산 운동에서 오로클라인으로 분리되기 전에 이 반도 역시 곤드와나 핵심부를 형성했음을 시사한다.[21]
곤드와나에서 로라시아로 이동하는 아시아 지괴의 여정. 0°S, 105°E를 중심으로 본 모습.
4. 1. 동남아시아 대륙 조각
동남아시아는 중생대와 신생대에 형성된 곤드와나와 카타이시아 대륙 조각으로 이루어져 있다. 이 과정은 곤드와나 북쪽 가장자리를 따라 일어난 세 단계의 열곡 작용으로 나눌 수 있다. 첫째, 데본기에 북중국과 남중국이 타림과 퀴담(중국 북서부)과 함께 열곡 작용을 일으켜 그 뒤에 팔레오-테티스 해를 열었다. 이러한 터레인들은 후기 데본기와 페름기에 아시아에 부가되었다. 둘째, 후기 석탄기부터 초기 페름기에 킴메리아 터레인이 메조-테티스 해를 열었다. 시부마수와 창탕은 후기 페름기와 초기 쥐라기에 동남아시아에 추가되었다. 셋째, 후기 트라이아스기부터 후기 쥐라기에 라사, 서부 버마, 워일라 터레인이 네오-테티스 해를 열었다. 라사는 초기 백악기에, 서부 버마와 워일라는 후기 백악기에 아시아와 충돌했다.[22]4. 2. 히말라야 조산 운동에 관련된 터레인
곤드와나의 긴 북쪽 가장자리는 고생대 동안 대부분 수동 대륙 가장자리로 남아 있었다. 초기 페름기에 이 가장자리를 따라 네오-테티스 해가 열리면서 많은 터레인이 생성되었는데, 이들 중 많은 터레인이 히말라야 조산 운동에서 변형되고 있다.[23] 터키에서 인도 북동부까지 이르는 이러한 터레인들은 다음과 같다.[23]| 터레인 | 위치 |
|---|---|
| 타우리드 | 터키 남부 |
| 소 코카서스 터레인 | 조지아 |
| 사난드, 엘부르즈, 루트 터레인 | 이란 |
| 망기슬락 또는 코페트다그 터레인 | 카스피해 |
| 아프가니스탄 터레인 | 아프가니스탄 |
| 카라코람 터레인 | 파키스탄 북부 |
| 라사와 창탕 터레인 | 티베트 |
5. 곤드와나 남서부의 부가
신원생대부터 고생대에 걸쳐 일어난 오스트랄리스 조산대(Terra Australis Orogen) 형성 과정에서, 여러 지괴들이 이아페투스 해가 열리면서 원시 안데스 대륙 주변부에서 떨어져 나왔다가, 그 해양이 닫히면서 다시 곤드와나 대륙에 부가되었다.[24] 고생대 동안 남아메리카 남부 원뿔(Southern Cone)의 일부를 형성하는데 기여한 일부 지괴들은, 곤드와나 대륙의 서쪽 가장자리가 오르도비스기에 로렌시아 남동쪽 가장자리에 부딪히면서 로렌시아로부터 이동된 조각을 포함한다.[25]
5. 1. 쿠야니아 지괴와 칠레니아 지괴
쿠야니아(Cuyania) 또는 프레코르디예라(Precordillera) 지괴는 아팔라치아 산맥의 남쪽 연장선일 가능성이 있으며, 로렌시아에서 이동된 조각을 포함한다.[26] 칠레니아(Chilenia) 지괴는 나중에 쿠야니아 지괴에 부가되었다.[27]5. 2. 파타고니아 지괴
신원생대부터 고생대에 걸쳐 일어난 오스트랄리스 조산대(Terra Australis Orogen) 형성 과정에서 일련의 지괴들이 이아페투스 해(Iapteus Ocean)가 열리면서 원시 안데스 대륙 주변부에서 떨어져 나왔다가, 그 해양이 닫히면서 다시 곤드와나 대륙에 부가되었다.[24] 파타고니아 지괴와 곤드와나 대륙 남서부의 충돌은 고생대 후기에 발생했다. 노르테 파타고니아 지괴(North Patagonian Massif) 아래의 섭입 관련 화성암은 3억 2천만 년~3억 3천만 년 전으로 연대 측정되었는데, 이는 섭입 과정이 초기 석탄기(Carboniferous)에 시작되었음을 나타낸다.[28] 이 과정은 비교적 단명(약 2천만 년 지속)했으며, 두 대륙의 초기 접촉은 중기 석탄기에 발생했고,[28][29] 보다 광범위한 충돌은 초기 페름기(Permian)에 일어났다.[29] 데본기(Devonian)에는 차이테니아(Chaitenia)라는 섬호가 현재의 칠레 중남부에 있는 파타고니아에 부가되었다.[30]6. 판게아의 일부로서의 곤드와나: 고생대 후기 ~ 중생대 초기
곤드와나와 로라시아는 석탄기에 판게아 초대륙을 형성했다. 판게아는 중기 쥐라기에 중앙 대서양이 열리면서 분열되기 시작했다.[32]
판게아 서쪽 끝에서는 곤드와나와 로라시아의 충돌로 레익 해와 팔레오-테티스 해가 닫혔다. 이로 인해 일부 북부 지괴는 마라톤, 우아치타, 알레게니아, 바리스칸 조산 운동과 연결되었다. 반면 코르티스와 오악사 등 남부 지괴는 로렌시아 남쪽 해안을 따라 발생한 충돌의 영향을 크게 받지 않았다. 유카탄과 플로리다 등 일부 페리곤드와나 지괴는 주요 돌출부에 의해 충돌로부터 완충되었고, 캐롤라이나와 메구마 등은 충돌에 직접 관여했다. 최종 충돌은 현재 멕시코에서 남유럽까지 뻗어 있는 바리스칸-애팔래치아 산맥을 형성했다. 한편, 발티카는 시베리아 및 카자흐스탄과 충돌하여 우랄 조산 운동과 로라시아를 형성했다. 판게아는 석탄기 후기-페름기 초기에 최종적으로 합쳐졌지만, 트라이아스기에 판게아가 균열되기 시작할 때까지 사면력은 계속되었다.[33]
동쪽 끝에서는 충돌이 약간 늦게 발생했다. 북중국, 남중국, 인도차이나 지괴는 고생대 중기에 곤드와나에서 분리되어 프로토-테티스 해를 열었다. 북중국은 석탄기-페름기에 몽골과 시베리아와 연결되었고, 그 뒤를 남중국이 따랐다. 킴메리아 지괴는 곤드와나에서 분리되어 석탄기 후기에 팔레오-테티스 해와 네오-테티스 해를 형성하고 트라이아스기와 쥐라기에 아시아와 연결되었다. 서쪽 판게아는 동쪽 끝이 아직 조립되는 동안 균열되기 시작했다.[34]
판게아의 형성과 그 산맥은 전 지구적 기후와 해수면에 큰 영향을 미쳐 빙하 작용과 대륙 규모의 퇴적 작용을 초래했다. 북아메리카에서는 압사로카 시퀀스의 기저부가 알레게니아와 우아치타 조산 운동과 일치하며 판게아 조산 운동에서 멀리 떨어진 곳에서 광범위한 퇴적 방식의 변화를 나타낸다. 이러한 변화는 페름기-트라이아스기 멸종 사건에 기여했고, 다량의 탄화수소, 석탄, 증발암, 금속 광상을 남겼다.[35]
판게아의 분열은 남아메리카, 아프리카, 북아메리카, 유럽 사이의 중앙 대서양 마그마 지역(CAMP)에서 시작되었다. CAMP는 수백만 년에 걸쳐 7백만 평방킬로미터가 넘는 지역을 덮었고, 최고조에 달했으며 트라이아스기-쥐라기 멸종 사건과 일치한다.[36] 재형성된 곤드와나 대륙은 판게아가 형성되기 전과 정확히 같지 않았다. 예를 들어, 플로리다 대부분과 남부 조지아주 및 앨라배마주는 원래 곤드와나의 일부였던 암석으로 이루어져 있지만, 중앙 대서양이 열릴 때 북아메리카에 부착된 채로 남아있었다.[37]
6. 1. 판게아 형성 과정
석탄기 후기에 곤드와나는 북상하여 적도 부근에 있던 유라메리카 대륙과 충돌하여 판게아 대륙의 일부가 되었다.[2] 페름기에는 판게아가 시베리아 대륙과도 충돌하여 지구상 거의 모든 육지가 하나의 초대륙이 되었다.[2]7. 곤드와나의 분열
쥐라기 중기인 약 1억 8천만 년 전 무렵, 판게아는 로라시아 대륙과 곤드와나 대륙으로 분열되었다. 곤드와나는 다시 현재의 아프리카 대륙, 남아메리카 대륙 등을 포함하는 '''서곤드와나 대륙'''과 남극 대륙, 인도 아대륙, 오스트레일리아 대륙을 포함하는 '''동곤드와나 대륙'''으로 분열되었다.
백악기에는 서곤드와나 대륙이 아프리카 대륙과 남아메리카 대륙으로 분열되어 대서양이 형성되었고, 동곤드와나 대륙은 인도 아대륙 및 마다가스카르 섬과, 남극 대륙 및 오스트레일리아 대륙으로 분열되었다. 백악기 후기에는 인도 아대륙과 마다가스카르 섬이 갈라졌고, 인도 아대륙은 유라시아 대륙을 향해 빠르게 북상했다.
공룡 멸종 후 신생대에는 남극 대륙에서 오스트레일리아 대륙이 분열되어 북상했고, 인도 아대륙은 계속 북상하여 약 4천 5백만 년 전에 유라시아 대륙과 충돌해 히말라야 산맥을 형성했다. 히말라야 산맥 정상 부근에서는 해양 생물의 화석이 다수 발견된다.[53] 대서양은 계속 넓어지면서 현재의 대륙 배치가 형성되었다.
7. 1. 중생대
카루-페라르 마그마 지대의 분출은 곤드와나 분열의 주요 원인이었으며, 이 분열은 남극 대륙을 중심으로 시계 방향으로 진행되었다. 이 마그마 지대는 약 2억 년 전에서 1억 7천만 년 전 사이에 발생했지만, 남아메리카, 아프리카, 남극 대륙 사이에서 가장 오래된 자기 이상은 현재 남쪽 웨들 해(Weddell Sea)에서 발견된다. 초기 분열은 쥐라기 시대 약 1억 8천만 년 전에서 1억 6천만 년 전 사이에 발생했다.[38]쥐라기 중기인 약 1억 8천만 년 전 무렵, 곤드와나는 로라시아 대륙과 곤드와나 대륙으로 분열되었다. 이후 곤드와나는 현재의 아프리카 대륙, 남아메리카 대륙 등을 포함하는 '''서곤드와나 대륙'''과 남극 대륙, 인도 아대륙, 오스트레일리아 대륙 등을 포함하는 '''동곤드와나 대륙'''으로 다시 분열되었다.
백악기에 들어서면서 서곤드와나 대륙은 아프리카 대륙과 남아메리카 대륙으로 분열되었고, 그 사이에 대서양이 형성되었다. 동곤드와나 대륙은 인도 아대륙 및 마다가스카르 섬과, 남극 대륙 및 오스트레일리아 대륙으로 분열되었다. 백악기 후기에는 인도 아대륙과 마다가스카르 섬이 갈라졌고, 인도 아대륙은 유라시아 대륙을 향해 빠르게 북상하기 시작했다.
7. 1. 1. 서인도양의 열림
초기 쥐라기 시대에 카루 플룸(Karoo plume)이 아프리카와 남극 대륙 사이에 균열을 일으키면서 곤드와나가 분열되기 시작했다.Karoo plume영어 약 1억 8400만 년 전의 일이다.[39] 이 균열이 발생하기 전, 곤드와나 대륙 남부에서는 원시 태평양 연변(현재 남극횡단산맥 지역)에서 여러 작은 대륙 지괴들이 분리되었다. 여기에는 남극 반도, 메리 버드 랜드, 질랜디아, 서스턴 섬이 포함되며, 포클랜드 제도와 엘스워스-휘트모어 산맥(남극)은 서로 반대 방향으로 90° 회전했다. 가스트레 단층 이남의 남아메리카(흔히 파타고니아라고 불림)는 서쪽으로 이동했다.[39] 아프리카-남극 대륙 분열의 역사는 남서인도양 해령을 따라 있는 단층대와 자기 이상을 통해 매우 상세하게 연구할 수 있다.[40]마다가스카르 지괴와 세이셸에서 레위니옹까지 뻗어 있는 마스카렌 고원은 인도에서 분리되어 마다가스카르와 인도 대륙이 별개의 육지가 되었다. 이 분열은 백악기-팔레오세 멸종 사건과 거의 일치한다. 인도-마다가스카르-세이셸 분리는 데칸 트랩(데칸 현무암)의 분출과 일치하는 것으로 보이며, 그 분출 지점은 레위니옹 핫스팟으로 남아 있을 수 있다. 세이셸과 몰디브는 현재 중앙인도양 해령으로 분리되어 있다.
초기 쥬라기 시대의 초기 분열 동안 해침이 아프리카의 뿔 지역을 덮쳐 트라이아스기 평탄면을 사암, 석회암, 셰일, 이회암, 증발암으로 덮었다.[41][42]
7. 1. 2. 동인도양의 열림
동곤드와나(남극, 마다가스카르, 인도, 오스트레일리아)는 아프리카에서 분리되기 시작했다.[43] 이후 동곤드와나는 약 1억 3250만 년 전~9600만 년 전에 인도가 오스트레일리아-남극 대륙에서 북서쪽으로 이동하면서 분열되기 시작했다.[43] 인도판과 오스트레일리아판은 현재 염소자리판과 그 확산 경계로 분리되어 있다.[44]인도양의 개열 동안, 케르겔렌 열점은 먼저 남극판 위에 케르겔렌 고원을 형성했고, 약 1억 1800만 년 전~9500만 년 전에 인도판 위에 동경 90도 해령을 형성했다.[45] 케르겔렌 고원과 동경 90도 해령의 남쪽 끝인 브로큰 리지는 현재 인도양 남동부 해령으로 분리되어 있다.
오스트레일리아와 동남극의 분리는 약 1억 3200만 년 전에 시작되었고, 해저 확장은 약 9600만 년 전에 발생했다. 초기 신생대 동안 남태스만 해저 고원 위에 얕은 해로가 발달했고, 에오세 동안 대륙을 분리하기 시작한 해양 지각으로 인해 전 지구적인 해양 온도가 크게 떨어졌다.[46]
약 1억 년 전~8400만 년 전에 뉴질랜드, 캠벨 고원, 채텀 해저 고원, 로드하우 해저 고원, 노퍽 해저 고원, 뉴칼레도니아를 포함한 지란디아를 서남극으로부터 분리시켰다.[47]
7. 1. 3. 남대서양의 열림
남대서양의 열림은 서곤드와나(남아메리카와 아프리카)를 분리시켰지만, 이 분리의 정확한 시기에 대해서는 논쟁이 있다. 열곡(리프팅) 작용은 트라이아스기-쥐라기 초기의 선형 구조를 따라 남쪽에서 북쪽으로 전파되었지만, 쥐라기-백악기 퇴적 분지 내의 두 대륙 내부에서도 대륙 내부 열곡이 발달하기 시작하여 각 대륙을 세 개의 소규모 판으로 세분화했다. 열곡 작용은 약 1억 9000만 년 전 포클랜드 위도에서 시작되어 파타고니아가 남아메리카와 아프리카의 나머지 부분에 대해 이동하게 했으며, 이 서쪽 이동은 백악기 초기(약 1억 2670만 년 전)까지 지속되었다.[48] 그 후 열곡 작용은 쥐라기 후기(약 1억 5000만 년 전) 또는 백악기 초기(약 1억 4000만 년 전)에 북쪽으로 전파되어 양쪽의 소규모 판 사이에 우향이동을 일으켰을 가능성이 높다. 왈비스 해저산맥과 리우그란데 해저산맥 남쪽에서는 파라나 및 에텐데카 마그마 활동으로 인해 약 1억 3000만 년 전에서 1억 3500만 년 전에 해저 확장이 더욱 진행되었고, 중앙아프리카 열곡계와 중앙아프리카 전단대를 포함한 양 대륙에서 열곡 시스템이 발달하여 약 8500만 년 전까지 지속되었다.[48] 브라질 위도에서는 고지자기 자료가 부족하여 확산을 평가하기가 더 어렵지만, 약 1억 1800만 년 전 나이지리아의 베누에 트러프에서 열곡 작용이 발생했다. 적도 북쪽에서는 열곡 작용이 약 1억 2040만 년 후에 시작되어 약 9600만 년 전까지 계속되었다.[48] 브라질과 카메룬의 남대서양 반대편에서 발견되는 동일한 종 조합을 나타내는 공룡 발자국은 약 1억 2000만 년 전의 시대를 나타내는데, 이는 아프리카와 남아메리카 사이에 초기 압티안만큼 최근까지 어떤 형태의 육지 연결이 존재했음을 시사한다.[49]7. 1. 4. 초기 안데스 조산 운동
안데스造山運動의 초기 단계(쥐라기와 초기 백악기)에는 신장성 구조운동, 열곡 작용, 후궁 분지의 발달, 그리고 거대한 배토리스의 관입이 특징적으로 나타났다.[50][51] 이러한 발달은 차가운 해양 지각 암석권의 섭입과 관련이 있는 것으로 추정된다.[51] 중기에서 후기 백악기(약 9000만 년 전)에 안데스 조산 운동은 성격이 크게 변하였다.[50][51] 이 시기부터 더 따뜻하고 젊은 해양 암석권이 남아메리카 대륙 아래로 섭입하기 시작했던 것으로 여겨진다. 이러한 섭입은 다양한 암석들이 받았던 강렬한 수축 변형뿐만 아니라 후기 백악기부터 발생했던 융기와 침식에도 영향을 준 것으로 여겨진다.[51] 백악기 중기 이후의 판 구조론적 재구성은 남대서양의 열림과 관련이 있을 수도 있다.[50] 백악기 중기의 판 구조론적 재배열과 관련된 또 다른 변화는 약 9000만 년 전에 해양 암석권의 섭입 방향이 남동 방향 운동에서 북동 방향 운동으로 변화한 것이다.[52] 섭입 방향이 바뀌었지만, 남아메리카 해안에 대해 사선(수직이 아님)으로 유지되었고, 이 방향 변화는 아타카마 단층(Atacama Fault), 도메이코 단층(Domeyko Fault), 리키녜-오프키 단층(Liquiñe-Ofqui Fault)을 포함한 여러 섭입대 평행 단층에 영향을 미쳤다.[51][52]7. 2. 신생대
인도 대륙이 아시아와 충돌하여 히말라야-티베트 조산대가 형성되었다. 이 과정에서 인도 아대륙이 형성되기 시작했으며, 1400km가 넘는 지각이 조산대에 흡수되었다. 신생대 동안 남쪽의 테티스 히말라야와 북쪽의 쿤룬 산맥 및 칠리안 산맥 사이에 티베트 고원이 형성되었다.[53]남아메리카는 파나마 지협을 통해 북아메리카와 연결되어 대미주 생물 교류가 일어났다. 이로 인해 따뜻한 해류의 순환이 차단되면서 북극이 더 추워졌다.[54]
곤드와나의 분열은 아파르 삼중합점에서 동아프리카에서 계속되었으며, 아라비아 판, 누비아 판, 소말리아 판을 분리하여 홍해와 동아프리카 지구대에서 리프팅을 일으켰다.[55]
7. 2. 1. 오스트레일리아-남극 분리
초기 신생대에 오스트레일리아는 현재 위치보다 남쪽으로 약 35~40° 떨어진 곳에 남극과 연결되어 있었고, 두 대륙 모두 대부분 빙하가 없었다. 두 대륙 사이에는 지각 열곡이 발달했지만, 에오세-올리고세 경계에서 남극 순환류가 발달하고 남극의 빙하 작용이 시작될 때까지 만(embayment)으로 남아 있었다.[56]오스트레일리아는 팔레오세 시대에 따뜻하고 습했으며 열대 우림이 지배적이었다. 에오세-올리고세 경계(약 33Ma)에서 태즈먼 게이트웨이가 열리면서 급격한 냉각이 발생했지만, 올리고세는 오스트레일리아 남동부에 늪이 있는 고강수량 시대가 되었다. 마이오세 시대에는 따뜻하고 습한 기후가 발달하여 오스트레일리아 중앙부에 열대 우림이 산재했지만, 그 시대가 끝나기 전에 더 차갑고 건조한 기후로 인해 이 열대 우림이 심각하게 감소했다. 플라이스토세 시대의 짧은 강우량 증가 기간 이후 건조한 기후가 초원을 선호하게 되었다. 그 이후로 습윤한 간빙기와 건조한 빙하기 사이의 변동이 현재의 건조한 환경으로 발전했다. 따라서 오스트레일리아는 1,500만 년에 걸쳐 강수량이 점차 감소하는 다양한 기후 변화를 경험했다.[57]
오스트레일리아와 남극 사이의 태즈먼 게이트웨이는 약 4000만 년 전부터 3000만 년 전 사이에 열리기 시작했다. 고생물학적 증거는 남극 순환류(ACC)가 후기 올리고세(약 23Ma)에 드레이크 해협이 완전히 열리고 태즈먼 게이트웨이가 깊어지면서 확립되었음을 나타낸다. 그러나 드레이크 해협에서 가장 오래된 해양 지각은 약 3400만 년 전부터 2900만 년 전 사이의 것이므로 남극판과 남아메리카판 사이의 확장은 에오세/올리고세 경계 부근에서 시작되었음을 나타낸다.[58]
에오세 이후 오스트레일리아판의 북쪽 이동으로 인해 호상열도-대륙 충돌이 필리핀과 캐롤라인 판과 충돌하여 뉴기니 고지가 융기했다.[60] 올리고세부터 후기 마이오세까지, 이 충돌 이전에는 따뜻하고 습한 열대 우림이 지배적이었던 오스트레일리아의 기후는 개방된 숲과 열대 우림 사이에서 번갈아 나타나기 시작하여 현재와 같은 건조하거나 반건조한 풍경이 되었다.[61]
8. 생물지리학
생물지리학에서 "곤드와나"라는 용어는 생물 분포 패턴을 설명하는 데 자주 사용된다. 남극 식물상[8], 프로테아과 식물[62], 글로소프테리스(Glossopteris)[69] 등이 곤드와나 분포를 나타내는 대표적인 예시이다. 곤드와나는 고생대, 중생대, 신생대를 거치면서 생물 다양성이 크게 변화했다.
- 고생대:
- 실루리아기 곤드와나는 적도에서 남극까지 뻗어 있었으며, 후기 오르도비스기 빙하기 이후 오르도비스기 말 멸종을 겪었다.[63][64]
- 데본기에는 양치류와 같은 육상 식물이 곤드와나에 정착하여 다양화되었다.[66]
- 석탄기에는 판게아 형성으로 빙하기가 시작되었고, 곤드와나에서는 빙하와 화산 활동으로 데본기 식물상이 감소했다.[68]
- 페름기에는 글로소프테리스류가 곤드와나에 정착하여 숲을 이루었고, 볼츠이알레스가 진화하여 페름기 말 멸종에서 살아남았다.[69]
- 중생대:
- 트라이아스기 중기에서 후기에는 온실 기후와 함께 생물 다양성이 정점에 달했다. 소나무과와 아라우카리아과 구과식물이 곤드와나 대륙을 지배했다.[70]
- 쥐라기는 대부분 온실 기후였으며, 은행나무과(Cheirolepidiaceae) 구과식물과 카이토니알레스(Caytoniales) 및 다른 종자 고사리 그룹을 제외하고는 식물이 이러한 발전에 대한 증거를 거의 남기지 않았다.[71]
- 백악기에는 속씨식물이 등장하여 곤드와나 서부(남아메리카-아프리카)에서 진화했을 것으로 추정된다.[72] 곤드와나테리아(Gondwanatheria)는 백악기 후기와 고제3기에 곤드와나 대륙에 분포했던 멸종된 포유류 그룹이다.[73]
- 신생대:
- 남극 너도밤나무(Nothofagus) 속은 곤드와나 대륙에서 기원하여 오늘날 호주, 뉴질랜드, 뉴칼레도니아, 남아메리카의 남부 원뿔(Southern Cone)에 서식한다.[75]
8. 1. 고생대 생물 다양성
실루리아기 동안, 곤드와나는 적도(오스트레일리아)에서 남극(북아프리카와 남아메리카)까지 뻗어 있었다.[63] 후기 오르도비스기 빙하기 이후 실루리아기 열대 지구 시대가 뒤따랐다.[63] 빙하기에서 열대 지구로의 이러한 변화 동안 오르도비스기 말 멸종이 발생하여 해양 무척추동물의 27%의 과와 57%의 속이 멸종되었다.[64]오르도비스기 말엽에 가는 지표 피복 식물인 ''쿡소니아''가 최초로 알려진 관속 식물로 육지에 정착했다. 이 최초의 육지 식물 정착은 당시 로라시아와 곤드와나의 오스트레일리아에 국한된 육지에서 적도 주변에서만 일어났다. 후기 실루리아기에 조스테로필과 리니오피테스라는 두 가지 독특한 계통이 열대 지방에 정착했다. 전자는 오랜 기간 동안 곤드와나 식물을 지배하게 될 석송류로 진화했고, 후자는 속새와 겉씨식물로 진화했다. 이 기간 동안 곤드와나 대부분은 적도에서 멀리 떨어져 있었고, 생명이 없는 불모의 땅으로 남아 있었다.[65]
데본기 동안 서곤드와나가 북쪽으로 이동하면서 곤드와나와 로라시아가 가까워졌다. 전 세계적인 냉각은 후기 데본기 멸종(해양 과의 19%, 속의 50%가 멸종)에 기여했고, 남아메리카에서는 빙하 작용이 발생했다. 판게아가 형성되기 전에 양치류와 같은 육상 식물이 빠르게 다양화되면서 곤드와나에 정착했다. 오스트레일리아 빅토리아주의 예아층에서만 발견되는 바라그와나티아 플로라(Baragwanathia Flora)는 30Ma로 분리된 두 개의 지층에서 발견된다. 상부 집합체는 더욱 다양하며 조스테로필에서 진화한 최초의 원시 초본 석송류인 바라그와나티아를 포함한다. 데본기 동안 거대한 석송류가 바라그와나티아 플로라를 대체하여 최초의 나무를 도입했고, 후기 데본기에는 최초의 숲과 함께 최초의 큰 나무 ''아르카이옵테리스''를 포함한 전겉씨식물이 나타났다.[66] 후기 데본기 멸종은 그린란드와 러시아에서 골즐목 어류가 양서류 사지동물로 진화하는 데에도 영향을 미쳤을 것이다. 곤드와나에서 이러한 진화의 흔적은 양서류 발자국과 오스트레일리아에서 발견된 단 하나의 턱뼈뿐이다.[67]
석탄기에 레익 해양이 폐쇄되고 판게아가 형성되면서 해류의 경로가 변경되어 빙하기가 시작되었다. 곤드와나가 시계 방향으로 회전하기 시작하면서 오스트레일리아는 남쪽으로 더 온화한 위도로 이동했다. 처음에는 남아프리카와 남아메리카 대부분을 덮고 있던 빙관이 결국 북쪽 아프리카-남아메리카와 동부 오스트레일리아를 제외한 거의 모든 초대륙을 덮었다. 거대한 석송류와 속새 숲은 열대 로라시아에서 계속 진화했고, 다양한 진정한 곤충들이 함께 나타났다. 반대로 곤드와나에서는 빙하와 오스트레일리아의 화산 활동이 데본기 플로라를 낮은 다양성의 종자 양치류 플로라로 감소시켰다. 양치류는 중생대 중기까지 지배하게 될 겉씨식물로 점차 대체되었다. 그러나 오스트레일리아는 초기 석탄기 동안에도 적도 근처에 위치해 있었고, 이 기간 동안 템노스폰딜류와 레포스폰딜류 양서류와 최초의 양막류 파충류가 진화했는데, 모두 로라시아 동물상과 밀접한 관련이 있었지만, 결국 퍼지는 빙하로 인해 이 동물들이 곤드와나에서 완전히 사라졌다.[68]
곤드와나 빙상이 녹고 페름기와 트라이아스기 전 세계적인 온난화 동안 해수면이 하강했다. 이 기간 동안 멸종된 글로소프테리스류가 곤드와나에 정착하여 석탄 생성 숲이 곤드와나 대부분을 덮었던 후기 페름기에 최고 다양성에 도달했다. 이 기간에는 볼츠이알레스가 진화했는데, 이는 페름기 말 멸종(해양 과의 57%, 속의 83%가 멸종)에서 살아남은 몇 안 되는 식물 목 중 하나이며, 후기 페름기에 지배적인 위치를 차지하고 진정한 침엽수가 진화했다. 키 큰 석송류와 속새류가 초기 페름기 곤드와나의 습지를 지배했다. 곤충은 곤드와나 전역에서 글로소프테리스류와 함께 공진화하여 후기 페름기까지 21목 이상의 200종 이상으로 다양화되었으며, 그중 많은 종이 남아프리카와 오스트레일리아에서 알려져 있다. 딱정벌레와 바퀴벌레는 이 동물상에서 부차적인 요소로 남아 있었다. 초기 페름기의 사지동물 화석은 로라시아에서만 발견되었지만, 나중 페름기에는 곤드와나에서 흔해졌다. 치료류의 출현으로 최초의 식물-척추동물-곤충 생태계가 형성되었다.[69]
고생대 페름기의 식물인 글로소프테리스(Glossopteris)는 곤드와나 대륙에 서식했던 것으로 알려져 있으며, 그 화석은 남아메리카, 아프리카, 인도, 남극, 오스트레일리아 등지에서 발견된다. 또한 이 지역에 분포하는 생물을 곤드와나 요소라고 한다. 예를 들어 폐어는 아프리카와 오스트레일리아, 그리고 남아메리카에 각각 다른 속이 분포하며, 전형적인 곤드와나 요소이다. 이 외에도 식물로는 바오밥나무가 아프리카, 마다가스카르, 오스트레일리아에 분포한다. 이와 같이 곤드와나 요소는 현재 남반구 대륙에 격리 분포한다. 그것들은 신생대 초기까지 출현한 육상 생물로 생각된다.
8. 2. 중생대 생물 다양성
트라이아스기 중기에서 후기에는 온실 기후 조건과 생물 다양성이 정점에 달했다. 소나무과와 아라우카리아과 구과식물이 트라이아스기 초기 곤드와나 대륙을 지배했지만, 멸종된 속인 ''디크로이디움(Dicroidium)''(포크잎 종자 고사리)이 트라이아스기 대부분 동안 곤드와나 대륙의 삼림과 숲을 지배했다.[70] 구과식물은 이 시기에 진화하고 다양하게 퍼져나가 현존하는 8개 과 중 6개 과가 트라이아스기 말 이전에 이미 존재했다.[70] 멸종된 두 종자식물 목인 벤네티테스목(Bennettitales)과 펜톡실레스목(Pentoxylales)은 트라이아스기 후기에 진화하여 쥐라기와 백악기에 중요한 역할을 했다.[70]트라이아스기-쥐라기 멸종 사건 동안 짧은 빙하기는 공룡에 큰 영향을 미쳤지만 식물에는 거의 영향을 미치지 않았다.[71] 쥐라기는 대부분 온실 기후였으며, 은행나무과(Cheirolepidiaceae) 구과식물과 카이토니알레스(Caytoniales) 및 다른 종자 고사리 그룹을 제외하고는 식물이 이러한 발전에 대한 증거를 거의 남기지 않았다.[71] 생물량 측면에서 쥐라기 식물상은 트라이아스기에 진화한 구과식물과 다른 종자식물이 지배했다.[71]
백악기에는 속씨식물 또는 꽃 피는 식물이 등장했는데, 이는 아마도 곤드와나 서부(남아메리카-아프리카)에서 진화했을 것이다.[72] 거기서 속씨식물은 두 단계로 다양화되었다.[72] 외떡잎식물(Monocotyledon)과 마그놀리아류(magnoliids)는 백악기 초기, 그리고 조록나무과(Hamamelidaceae) 쌍떡잎식물(Dicotyledon)이 이어졌다.[72] 공룡은 계속 번성했지만, 속씨식물이 다양화됨에 따라 구과식물, 벤네티테스류, 펜톡실레스류는 곤드와나에서 사라졌다.[72] 곤드와나테리아(Gondwanatheria)는 백악기 후기와 고제3기에 곤드와나 대륙(남아메리카, 아프리카, 마다가스카르, 인도, 질랜디아, 남극)에 분포했던 멸종된 비수아강(theria) 포유류 그룹이다.[73]
남극 너도밤나무(Nothofagus) 속은 곤드와나 대륙에서 기원하여 오늘날 호주, 뉴질랜드, 뉴칼레도니아, 남아메리카의 남부 원뿔(Southern Cone)에 서식하는 분류군의 좋은 예이다.[75]
8. 3. 곤드와나계 생물의 예 (일본어 위키백과 참고)
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