Современная Земля состоит из шести или семи континентов и четырех или пяти океанов, в зависимости от того, кого вы спросите. Но так было не всегда. В течение геологического времени континенты «дрейфовали» на тектонических плитах — больших участках земной коры, которые плавают на нагретом пластичном слое мантии и периодически врезаются друг в друга и разрываются на части. Время от времени (то есть раз в несколько сотен миллионов лет или около того) условия складываются таким образом, что большинство или все континенты собираются вместе, образуя единую большую сушу, называемую суперконтинентом. Среди известных суперконтинентов прошлого можно назвать Лауразию, Гондвану (или Гондваналенд) и мать всех суперконтинентов — Пангею, которая существовала с начала пермского периода (примерно 299 миллионов лет назад) до начала юрского периода (примерно 200 миллионов лет назад).
Но откуда нам знать, что Пангея существовала на самом деле? Ведь человек появился всего несколько сотен тысяч лет назад, так что никто не был свидетелем этого геоморфологического чудовища. Как же ученые «открыли» Пангею и другие суперконтиненты прошлого? Сегодня они изучают геологические данные и с помощью радиоактивного датирования, сейсморазведки и других технологий строят карты того, как выглядел мир в разные периоды истории Земли. Однако впервые идея существования Пангеи была выдвинута в 1912 году, задолго до изобретения этих инструментов и разработки современной теории тектоники плит.
Немецкий метеоролог Альфред Вегенер впервые представил концепцию Пангеи (что означает «все земли») вместе с первой всеобъемлющей теорией дрейфа континентов — идеей о том, что земные континенты медленно перемещаются относительно друг друга, — на конференции в 1912 году, а затем в своей книге «Происхождение континентов и океанов» (1915). Как и многие другие ученые до него, например, немецкий натуралист XIX века Александр фон Гумбольдт, Вегенер был поражен сходством береговых линий восточной части Южной Америки и западной Африки и задумался, не были ли эти земли когда-то соединены вместе. Примерно в 1910 году он задумался о том, что все современные континенты Земли когда-то давно образовали единую большую массу, или суперконтинент, и впоследствии распались на части. Представление Вегенера шло вразрез с господствующей в то время парадигмой, которая предполагала, что большие части континентов с течением времени оседают и погружаются под воду океанов.
Вегенер отметил, что очертания, геоморфология (горные породы и формы рельефа) и климатические пояса восточной части Южной Америки схожи с таковыми на юго-западном побережье Африки. Он также утверждал, что окаменелости некоторых растений и животных встречаются на обоих континентах, и что, пока они были живы, эти организмы не могли преодолеть ширину Южной Атлантики, которая сейчас разделяет два континента. Таким образом, логика подсказывала, что Южная Америка и Африка когда-то были частью одной суши. Вегенер пришел к выводу, что Южная Америка и Африка (а также другие континенты) были соединены друг с другом, возможно, с помощью сухопутных мостов, около 250 миллионов лет назад. Он также считал, что Пангея существовала на протяжении большей части истории Земли. Вегенер опирался на работы австрийского геолога Эдуарда Зюсса, который (хотя и был большим сторонником существования опускающихся континентов) впервые разработал концепцию Гондваналенда — суперконтинента, существовавшего от 600 до 180 миллионов лет назад и состоявшего из современных Африки, Южной Америки, Австралии, Индии и Антарктиды. Зюсс заметил в Индии скальные образования, которые по возрасту и составу хорошо сопоставлялись с аналогичными образованиями на разных континентах Южного полушария. Вегенер использовал работу Зюсса для поддержки собственной гипотезы дрейфа континентов и считал Гондваналенд южной половиной Пангеи.
Несмотря на наличие таких геологических и палеонтологических доказательств, теория Вегенера о дрейфе континентов не была принята научным сообществом, поскольку его объяснения движущих сил перемещения континентов (которые, по его мнению, проистекают из силы притяжения, создающей экваториальную выпуклость Земли, или гравитационного притяжения Луны) были опровергнуты. Вегенер умер в 1930 году, задолго до того, как многие его идеи относительно Пангеи и дрейфа континентов были подтверждены. Однако другие ученые, такие как южноафриканский геолог Александр Дю Туа, продолжали собирать доказательства в пользу дрейфа континентов. В своей книге «Наши блуждающие континенты» (1937) Дю Туа выдвинул идею Лауразии — древнего суперконтинента в Северном полушарии, включавшего Северную Америку, Европу и Азию (кроме полуостровной Индии).
Развитие датировки горных пород и минералов, гидролокации и геофизики в конечном итоге подтвердило правоту Вегенера. Позднее было установлено, что горные породы восточной части Северной Америки, Западной Европы и северо-западной Африки имеют общее происхождение, и они совпадают по времени с периодом существования Гондваналенда. В совокупности эти открытия подтвердили существование Пангеи. Кроме того, в XX веке накапливались доказательства, подтверждающие дрейф континентов, и к 1960-м годам ученые описали механизм, который, казалось, объяснял движение континентов и который был включен в современную теорию тектоники плит. Этим механизмом оказался процесс мантийной конвекции — когда нагретая мантия из недр Земли поднимается к поверхности и раздвигает тектонические плиты в противоположных направлениях. Хотя было доказано существование так называемых центров спрединга (линейных границ между расходящимися плитами на дне океана, характеризующихся подъемом магмы), объяснение того, как на самом деле работает мантийная конвекция, остается неуловимым до сих пор.
Современная геология показала, что Пангея действительно существовала. Однако в противовес мнению Вегенера геологи отмечают, что Пангее, скорее всего, предшествовали другие суперконтиненты, подобные Пангее, в том числе Родиния (около 1 миллиарда лет назад) и Паннотия (около 600 миллионов лет назад). Сегодня тектонические плиты Земли продолжают двигаться, и их движения постепенно вновь объединяют континенты. В ближайшие 250 миллионов лет Африка и Северная и Южная Америка объединятся с Евразией и образуют суперконтинент, приближающийся по размерам к Пангее. Такое эпизодическое объединение мировых континентов получило название суперконтинентального цикла или, в честь Вегенера, вегенерианского цикла.
