Trôi dạt lục địa là một trong những ý tưởng về kiến tạo được đưa ra vào cuối thế kỷ 19 đầu thế kỷ 20. Năm 1915, Alfred Wegener đã đưa ra các luận cứ nghiêm túc về ý tưởng trong ấn bản đầu tiên của quyển sách "Die Entstehung der Kontinente und Ozeane". Trong quyển sách này ông lưu ý rằng bờ biển phía đông Nam Mỹ và bờ biển phía tây Châu Phi được nhìn thấy như là chúng đã từng có thời gắn liền với nhau. Wegener không phải là người đầu tiên ghi nhận dấu hiệu này (những người đã nêu vấn đề này trước ông như Abraham Ortelius, Francis Bacon, Benjamin Franklin, Snider-Pellegrini, Roberto Mantovani và Frank Bursley Taylor) nhưng ông là người đầu tiên đã đưa ra các hóa thạch quan trọng cũng như các chứng cứ cổ địa hình cũng như cổ khí hậu để hỗ trợ cho ý tưởng này. Wegener đã sử dụng bằng chứng về biến đổi khí hậu để hỗ trợ giả thuyết của mình. Khi một lục địa di chuyển về phía xích đạo, khí hậu của nó trở nên ấm hơn. Khi một lục địa di chuyển về các cực, khí hậu của nó trở nên lạnh hơn. Nhưng lục địa này mang theo những hóa thạch và đá hình thành tại các địa điểm trước đây của nó. Ví dụ, hóa thạch của các loài thực vật nhiệt đới được tìm thấy trên Spitsbergen, một hòn đảo ở Bắc Băng Dương. Khi những loài thực vật này sống cách đây khoảng 300 triệu năm, hòn đảo này hẳn đã có khí hậu ấm áp và ôn hòa. Theo Wegener, Spitsbergen phải nằm gần đường xích đạo hơn. Wegener cũng bị thu hút bởi sự xuất hiện của các cấu trúc địa chất bất thường và các hóa thạch động thực vật được tìm thấy trên các đường bờ biển trùng khớp của Nam Mỹ và Châu Phi, hiện đang bị chia cắt rộng rãi bởi Đại Tây Dương. Ông lý giải rằng về mặt vật lý, hầu hết các sinh vật này không thể bơi hoặc được vận chuyển qua các đại dương rộng lớn. Đối với ông, sự hiện diện của các loài hóa thạch giống hệt nhau dọc theo các vùng ven biển của châu Phi và Nam Mỹ là bằng chứng thuyết phục nhất cho thấy hai lục địa đã từng được nối với nhau. Theo nhận định của Wegener, sự trôi dạt của các lục địa sau khi Pangea bị chia cắt không chỉ giải thích cho sự xuất hiện của các hóa thạch phù hợp mà còn là bằng chứng về sự thay đổi khí hậu mạnh mẽ trên một số lục địa. Ví dụ, việc phát hiện ra hóa thạch của các loài thực vật nhiệt đới (dưới dạng các mỏ than) ở Nam Cực đã dẫn đến kết luận rằng vùng đất băng giá này trước đây phải nằm gần đường xích đạo hơn, trong một khí hậu ôn hòa hơn, nơi có thể phát triển các thảm thực vật đầm lầy tươi tốt. Các điểm không phù hợp khác về địa chất và khí hậu bao gồm hóa thạch dương xỉ đặc biệt (Glossopteris) được phát hiện ở các vùng bây giờ là địa cực, và sự xuất hiện của trầm tích băng ở châu Phi khô cằn ngày nay, chẳng hạn như thung lũng sông Vaal của Nam Phi. Hình 1. Sự phân bố của các hóa thạch tương tự trên khắp các lục địa, cho thấy chúng đã từng được kết nối thành một siêu lục địa duy nhất Sự phân bố của các vùng khí hậu trên Trái đất được kiểm soát bởi sự tương tác phức tạp của nhiều hiện tượng, bao gồm: Vĩ độ, hướng gió, dòng hải lưu, độ cao và các rào cản địa hình. Phần lớn những hiện tượng này chỉ ít được biết đến trong hồ sơ địa chất. Tuy nhiên, trên phạm vi rộng, vĩ độ là yếu tố kiểm soát chính của khí hậu và việc nghiên cứu các chỉ số khí hậu trong đá cổ có thể được sử dụng để suy ra vĩ độ cổ đại của chúng. Do đó, cổ sinh học, nghiên cứu về khí hậu trong quá khứ (Frakes, 1979), có thể được sử dụng để chứng minh rằng các lục địa đã trôi dạt ít nhất theo nghĩa Bắc-Nam. Tuy nhiên, cần phải nhận ra rằng Trái đất hiện đang ở trong một thời kỳ xen kẽ, và do đó sự tương đồng giữa khí hậu hiện đại và cổ đại có thể không hoàn toàn chính đáng. Các chỉ số quan trọng về cổ khí hậu được liệt kê dưới đây. 1. Cacbonat và trầm tích san hô: Những trầm tích này bị hạn chế ở vùng nước ấm và xảy ra trong phạm vi 30 ° của xích đạo vào ngày nay, nơi nhiệt độ rơi vào phạm vi hẹp 25–30 ° C. 2. Evaporit: Được hình thành trong điều kiện khô hạn nóng ở những vùng có lượng bốc hơi vượt quá lượng nước biển hoặc lượng mưa và thường được tìm thấy ở các lưu vực giáp biển với sự kết nối hạn chế hoặc không liên tục với đại dương thích hợp. Ngày nay, chúng không hình thành gần đường xích đạo, mà là ở các vùng áp suất cao cận nhiệt đới khô cằn trong khoảng từ 10 ° đến 50 °, nơi các điều kiện cần thiết chiếm ưu thế, và người ta tin rằng hóa thạch Evaporit hình thành trong một phạm vi vĩ độ tương tự (Windley, 1984). 3. Trầm tích đỏ: Chúng bao gồm arko, cát kết, đá phiến sét và các khối kết tụ có chứa hematit. Chúng hình thành trong điều kiện oxy hóa, nơi có đủ sắt. Khí hậu nóng là cần thiết cho sự mất nước của limonite thành hematit và hiện tại chúng bị giới hạn ở vĩ độ dưới 30 °. 4. Than đá: Than được hình thành do sự tích tụ và phân hủy của thảm thực vật, nơi tốc độ tích tụ vượt quá tốc độ loại bỏ và mục nát. Điều này xảy ra ở các khu rừng mưa nhiệt đới, nơi có tốc độ tăng trưởng rất cao, hoặc ở các khu rừng ôn đới, nơi tốc độ tăng trưởng chậm hơn nhưng sự phân hủy bị kìm hãm bởi mùa đông lạnh giá. Do đó, than có thể hình thành ở vĩ độ cao hoặc vĩ độ thấp, mỗi loại có một vị trí riêng biệt. Trong bộ sưu tập dữ liệu cổ sinh của Wegener cho kỷ Cacbonic và kỷ Permi (Hình 2), than kim loại chủ yếu thuộc loại vĩ độ thấp, trong khi than đá Permi của Gondwana thuộc loại vĩ độ cao. Các loại than trẻ hơn thường được hình thành ở vĩ độ cao. Hình 2. Sự tái tạo của Wegener các lục địa (Pangea), với các chỉ số cổ sinh, cổ sinh và đường xích đạo cho (a) kỷ Carbon và (b) kỷ Permi. I- băng; C-than đá; S-muối; G-thạch cao; D- cát kết sa mạc; các khu vực gạch ngang, các khu khô cằn 5. Photphorit: Ngày nay photphorit hình thành trong phạm vi 45 ° của đường xích đạo dọc theo rìa phía tây của các lục địa hoặc trong các khu vực khô cằn ở vĩ độ thấp dọc theo đường biển đông tây. 6. Bauxit và laterit: Các oxit nhôm và sắt này chỉ tạo thành trong môi trường có tính oxi hóa mạnh. Người ta tin rằng chúng chỉ có nguồn gốc trong điều kiện thời tiết nhiệt đới hoặc cận nhiệt đới. 7. Trầm tích sa mạc: Cần phải cẩn thận khi sử dụng bất kỳ trầm tích nào trong số này vì điều kiện sa mạc có thể xảy ra ở cả môi trường ấm và lạnh. Tuy nhiên, lớp nền cồn cát bằng đá sa mạc có thể được sử dụng để suy ra hướng cổ xưa của gió thịnh hành. So sánh chúng với hướng của các hệ thống gió hiện đại được tìm thấy ở vĩ độ hiện tại của chúng có thể cho biết lục địa đã trải qua bất kỳ vòng quay nào hay chưa. 8. Trầm tích băng: Các sông băng và các tảng băng, không bao gồm các băng có kích thước hạn chế được hình thành trong các dãy núi, được giới hạn trong các khu vực nằm trong khoảng 30 ° so với các cực vào ngày nay. Kết quả của việc áp dụng các bằng chứng cổ khí hậu đã chỉ ra rằng các lục địa đã thay đổi vị trí vĩ độ của chúng trong suốt thời gian địa chất. Ví dụ, trong kỷ Permi và Carbon, các lục địa Gondwana đã trải qua quá trình băng hà rộng rãi (Martin, 1981) và chắc chắn phải nằm gần cực nam. Đồng thời ở châu Âu và miền đông Hoa Kỳ, các mỏ than đá và đá ngầm rộng lớn đang hình thành, sau đó nhường chỗ cho các sa mạc nóng với các trầm tích Evaporit bay hơi. Do đó, các lục địa phía bắc đã trải qua khí hậu nhiệt đới ở vĩ độ xích đạo.
