科學新證5.5億年前存在超級大陸：大岡瓦納，囊括天下八分之陸地

引言：2026年9月9日，中國地質科學院地質研究所領銜、中外團隊合作完成的一項研究，在線發表於《Science Advances》。研究者用深部地殼探測的手段，在亞洲、歐洲和北美年輕的造山帶深部，識別出大量岡瓦納大陸解體後被掩埋的古老地殼碎片。

把這些碎片逐一還原併疊加回重建模型，岡瓦納的面積從過去認爲的約64%，躍升到全球大陸地殼的約80%，跨過了學界通行的75%超大陸門檻。團隊據此把它稱爲「大岡瓦納」（Greater Gondwana）。

論文提出，大岡瓦納的聚合與周緣俯衝驅動了5.5億至5億年前那場全球尺度的環境劇變，變化最終指向寒武紀生命大爆發。不過，同位素數據能不能證明這些碎片當年真的連在一起，學界還有不同意見。

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一、超大陸門檻

岡瓦納是南半球拼起來的一塊大陸，今天的名單上有南美洲、非洲、阿拉伯半島、馬達加斯加、印度、澳大利亞和南極洲。

1885年，奧地利地質學家愛德華·修斯（Eduard Suess）根據一種植物化石提出這塊大陸的存在。化石在印度的岡瓦納省被找到，此後又在澳大利亞、非洲、南極洲和南美洲相繼出現，說明這些地塊曾經相連。

超大陸這個概念出現在1980年代中期。地質學家在岩層記錄裏發現全球海平面的週期性漲落，追溯回去至少有20億年歷史，於是把大陸的聚散和這些週期聯繫了起來。

被普遍承認的超大陸有四個：20億至16億年前的努納、約10億年前的羅迪尼亞、5.5億至5億年前的岡瓦納，以及3億至2.5億年前的「潘吉亞」。

2012年，美國佛羅里達大學的古地理學家約瑟夫·米爾（Joseph Meert）在《Gondwana Research》上劃出一條線。超大陸至少要佔相關時段保存下來的大陸地殼的約75%。

這條線後來被廣泛引用，岡瓦納卻始終卡在門外。按當時的重建，它只由五塊核心陸塊組成，也就是印度、南美、非洲、澳大利亞和南極洲，加起來約佔已知大陸地殼的64%。

此後陸續有人把美國東部、南歐、土耳其、伊朗和巴基斯坦的陸塊加進來，面積仍然不夠。岡瓦納也就一直是超大陸名單外的那一個。

二、深部地殼測年

這次研究換了一條路徑。

團隊沒有繼續在古地磁和地表岩層上死磕，而是往下探究，去看造山帶底下的深部地殼是什麼時候形成的。

方法的核心是利用釤和釹兩種元素。釤（Sm）會以固定速率衰變成釹（Nd），這個衰變過程可以當時鍾用，算出一塊地殼最初從地幔裏分出來是什麼年代。

具體測的是花崗岩。絕大多數花崗岩是更古老的陸殼被熔融後形成的，通過測驗它的釹同位素組成，就能反推出下面那塊老地殼的年齡，也就是TDM2模式年齡。

論文用的是全巖釤釹數據，不是鋯石的鉿同位素。

文獻裏的全巖數據覆蓋範圍更廣，而且全巖代表整體岩石成分，避開了單顆粒鋯石取樣的偏差。

數據積累來自「深時數字地球」國際大科學計劃。團隊依託「DDE-OnePetrology」全球岩漿岩數據庫，把研究從亞洲擴展到全球，覆蓋亞洲、中歐、北美和澳洲。

大量歷史數據只有文字描述和圖件，沒有經緯度。團隊與之江實驗室合作，用智能化技術從老文本和無座標圖件裏提取樣品位置，最終得到25346條帶經緯度的高質量全巖釹同位素數據。

這些數據被畫成大陸尺度的等值線圖，得到兩張：一張是地表地質圖，一張是深部地殼的年齡圖，也就是團隊所說的基底物質圖。

論文共同通訊作者、澳大利亞科廷大學的比爾·柯林斯（Bill Collins）提到，即使岩石所在的山脈只有2000萬年歷史，同位素信號也能幫研究者認出5億年前的古老地塊。

以喜馬拉雅爲例。那裏的花崗岩有的形成於2000萬年前，有的形成於5000萬年前，還有的1.2億年前，但它們的源區都指向同一個約7億至5.5億年前形成的陸塊，那個陸塊屬於岡瓦納。

三、從亞洲到北美

結果出乎意料。

在歐亞和北美顯生宙造山帶的深部，出現了大量前寒武紀古老地殼，這些碎片本來不該出現在那裏。

它們是岡瓦納邊緣解體後被搬走、增生，又被年輕山系蓋住的殘片，被稱爲失落的岡瓦納大陸碎片。

其中一塊在哈薩克斯坦下方。這是一片連貫的古老陸殼，面積約220萬平方公里，同位素特徵與塔里木克拉通一致，也和地質對比的結果吻合。

更西邊，歐洲特提斯山系和北美阿巴拉契亞山下也找到了同一來源的碎片。論文追蹤的這條線索，從印度、東南亞出發，穿過中國大部，一直延伸到哈薩克斯坦。

這些區域過去大多被當作古老洋殼或者火山島弧。柯林斯在《對話》網站撰文稱，這片今天山地密佈、被年輕岩層覆蓋的地方，原本屬於岡瓦納。

把碎片一塊塊拼回去。新識別出來的碎片合計約2270萬至2780萬平方公里，相當於現今全球大陸地殼的15%左右，疊加在傳統重建里約1億平方公里的核心岡瓦納之上。

重建後的總面積約1.227億至1.278億平方公里，佔全球大陸地殼的78.6%至82.0%，平均約80%，相當於地球總表面積的約25%。

也就是說，新重建的大岡瓦納面積約1.23億平方公里，佔全球大陸的80%，遠超傳統岡瓦納的約1億平方公里與64%。

而估算仍然是保守的：沉沒的陸塊、部分大陸架，以及被改造進年輕地殼或重新回到地幔的物質，都沒有計入。

四、俯衝環帶與寒武紀大爆發

測算了面積後，還剩一個棘手的問題：

5.5億至5億年前，地球爲什麼會出現一次跨圈層的劇變？

那段時間，海水裏的鍶和鉿同位素劇烈震盪，海平面和大氣揮發分大幅波動，後生動物門類集中出現，寒武紀生命大爆發就此拉開序幕。這次劇變通常被歸因於超大陸旋迴，但前提是當時真有一個夠格的超大陸。

研究重建的圖景是：大岡瓦納聚合之後，周緣形成了一條全球尺度的俯衝環帶。約5.25億年前，這條火山弧鏈的長度約31700千米，相當於地球周長的79%，寬度約300至500千米。

它從後來的俄羅斯、中國、澳大利亞、南極洲、非洲、歐洲一直延伸到美洲。柯林斯說，這相當於一個遠古版的環太平洋火環。

火山活動持續釋放二氧化碳和水蒸氣，改變大氣與海洋的碳循環，把地球從新元古代末期的寒冷乾旱推向溫溼環境。

大陸隆升和侵蝕同時把磷、鐵等營養送進海洋，海洋氧化還原狀態反覆震盪，營養供給脈衝式增加，浮游植物繁盛、氧氣在局部富集。

大岡瓦納裂解過程中擴張的淺海陸架和被隔開的島嶼鏈，又給物種分化提供了空間。論文認爲，這幾條線索的時間窗口和寒武紀生命大爆發吻合。

需要說明的是，這是一條被提出的因果鏈條，不是已證實的結論。關於寒武紀大爆發，學界還有大氣含氧量上升、海水鈣離子濃度變化、生態競爭加劇等多種解釋，它們未必互相排斥。

五、目前存在的一些爭議

論文發表後，《科學》雜誌採訪多位獨立古地理學家，評價存在明顯分歧。

耶魯大學戴維・埃文斯持保留態度：一是同位素數據無法唯一證明這些地塊在5.5 億年前曾物理相連，他更傾向稱之爲“巨大陸”；二是從命名邏輯看，傳統定義裏岡瓦納只是潘吉亞超大陸的一部分，沿用“岡瓦納”命名並不妥當。

奧斯陸大學特龍・託斯維克則持支持觀點，他一直認爲岡瓦納的實際範圍更大，其形成階段可能對應地球史上規模最大的一次造山運動。

學者米爾則聚焦劃分標準本身，指出 75% 的超大陸閾值本就是人爲劃定，並非精確的量化標準。

論文作者回應稱，結論並非僅依託同位素數據；結合既有古地理模型重建後，這些亞洲地塊構成了沿岡瓦納已知邊緣分佈的連續帶狀結構。

另有學者柯林斯指出，這些地塊後續已從岡瓦納漂離，超大陸的重建模型或將因此調整。從方法層面看，通過同位素間接反推地塊歸屬存在多解性，大岡瓦納能否被正式認定爲超大陸，仍需更多獨立證據驗證。

六、總結一下

岡瓦納是否爲超大陸，學界爭議了數十年，核心都是卡在75%的大陸地殼佔比閾值上。 此次研究轉向深部地殼探測，在亞、歐、北美年輕造山帶之下識別出大量前寒武紀陸殼碎片；經同位素定年與古地理重建後，岡瓦納的面積佔比從傳統認知的64%提升至約80%。 但該結論仍依賴同位素間接證據，大岡瓦納能否正式確立超大陸地位，仍有待更多獨立驗證。

本期話題：超大陸有沒有可能存在超級文明？

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本期參考文獻：

[1] Wang T, Collins W J, Wang C Y, Hou Z Q, Tong Y, Huang H, Ye J P. Buried fragments reveal a Greater Gondwana supercontinent[J]. Science Advances, 2026, 12(37): eaeh6155. DOI: 10.1126/sciadv.aeh6155.

[2] 中國地質科學院地質研究所官網（2026-09-16）：透視深部，發現失蹤陸塊，重建大岡瓦納超大陸。

[3] Meert J G. What's in a name? The Columbia (Paleopangaea/Nuna) supercontinent[J]. Gondwana Research, 2012, 21(4): 987-993. DOI: 10.1016/j.gr.2011.12.002.

[4] 《科學》新聞欄目報道（2026-09-09）：Pangaea's little brother may finally qualify as a supercontinent. https://www.science.org/content/article

[5] Collins W J（2026-09-09）：Gondwana really was a supercontinent, and it may have helped kickstart life on Earth. The Conversation.

[6] Wang C, Mitchell R N, Murphy J B, Peng P, Spencer C J. The role of megacontinents in the supercontinent cycle[J]. Geology, 2021, 49(4): 402-406. DOI: 10.1130/G47988.1.

[7] 光明日報（2026-09-17）：破解5億年前地球鉅變之謎，我科學家重建大岡瓦納超大陸。記者楊舒。