Vào đầu thế kỷ 20, nhà khoa học người Đức Wegener dựa trên hình dạng các châu lục trên Trái Đất cùng với tài liệu về địa tầng và cổ sinh học đã đề xuất lý thuyết trôi dạt lục địa. Ông cho rằng, trong khoảng thời gian khá dài từ cuối kỷ than đến kỷ tam điệp, ít nhất là các khối lục địa hiện nay chủ yếu nằm ở bán cầu nam như châu Phi, Nam Mỹ, Australia, lục địa Nam Cực và tiểu lục địa Ấn Độ đã từng là một khối thống nhất. Ông gọi khối lục địa này là Gondwana cổ đại. Từ kỷ Jura, khối Gondwana này đã bắt đầu tan rã và dần trôi dạt đến vị trí hiện tại.
Trôi dạt lục địa
Đến những năm 1960, với những tiến bộ trong nghiên cứu địa chất đại dương và địa vật lý đáy biển, khái niệm về mở rộng đáy biển và sự giảm sút lớp vỏ đã xuất hiện, cuối cùng dẫn đến việc các nhà khoa học Pháp, Mỹ và Anh vào cuối thập niên 1960 cùng đề xuất lý thuyết kiến tạo mảng. Lý thuyết này không chỉ làm cho sự vận động lục địa trở thành một thực tế không thể tranh cãi mà còn đưa ra nhiều giải thích cho vấn đề động lực thúc đẩy sự trôi dạt của các mảng kiến tạo. Nhiều vấn đề khó khăn trong ngành khoa học trái đất đã được giải quyết, đồng thời các ngành khoa học khác nhau cũng tiếp tục xác nhận và bổ sung cho nó, trong đó có cổ sinh học.
Thủy long thú
Thủy long thú trong nhóm động vật hai răng là một trong những hóa thạch cổ sinh vật nổi tiếng nhất được coi là bằng chứng cho lý thuyết trôi dạt lục địa. Thủy long thú là một loại động vật giống bò sát với chiều dài khoảng 1 mét, các hóa thạch của nó được phát hiện ở Nam Cực, Nam Phi, Ấn Độ và Trung Quốc.
Tình trạng phát hiện các hóa thạch cổ sinh vật giống nhau ở các lục địa khác nhau đã kích thích mạnh mẽ đam mê của các nhà khoa học ủng hộ lý thuyết trôi dạt lục địa vào thời điểm đó. Bắt đầu từ những năm 1950, nhiều bằng chứng hóa thạch mới liên tục được phát hiện và thông tin báo cáo tràn ngập.
Trung long
Tại phía đông Nam Phi và Nam Mỹ đã phát hiện một loại động vật bò sát nước có tên là Trung long. Các nhà khoa học khi đó cho rằng loại bò sát nhỏ này sống trong môi trường nước ngọt và không thể bơi qua đại dương rộng lớn giữa Nam Phi và Nam Mỹ, vì vậy họ xác định đây là bằng chứng mạnh mẽ cho lý thuyết trôi dạt lục địa.
Các nhà khoa học cho rằng, từ 230 triệu năm đến 195 triệu năm trước, kỷ tam điệp là một giai đoạn quan trọng cho sự trôi dạt lục địa, do đó họ đã dày công theo dõi các hóa thạch cổ sinh vật của giai đoạn này. Bắt đầu từ những năm 1950 đến những năm 1970, ngoài việc liên tục phát hiện hóa thạch Thủy long thú từ kỷ tam điệp sớm ở Nam Cực, Nam Phi, Ấn Độ và tỉnh Tân Cương của Trung Quốc, họ còn tìm thấy nhiều điểm tương đồng giữa các hóa thạch của Crocodyliformes và nguyên crocodile ở kỷ tam điệp muộn tại bang Arizona của Mỹ và giả crocodyliformes cùng một số nhóm khác ở Argentina, Nam Mỹ. Hơn nữa, họ còn phát hiện hóa thạch động vật bò sát thuộc nhóm Phalangeridae từ kỷ tam điệp muộn ở Mỹ, Scotland, Đức, Ấn Độ và Argentina.
Đông phương bần răng thú
Bằng chứng tìm thấy ở nước ta không chỉ có Thủy long thú. Tại bồn địa Nam Hiểu tỉnh Quảng Đông phát hiện Đông phương bần răng thú đã làm lung lay nghiêm trọng kết luận trước đây của các nhà cổ sinh học cho rằng “cũng giống như loài thú có túi là biểu tượng hiện đại của Australia, bần răng thú là biểu tượng của lục địa Nam Mỹ cổ đại”. Chính vì vậy, một số nhà khoa học cho rằng bồn địa Nam Hiểu tỉnh Quảng Đông của nước ta đã từng là một phần của lục địa Nam Mỹ, sau đó đã trôi dạt hàng ngàn cây số về phía Nam để hợp nhất với lục địa cổ tại đây. Các bằng chứng khác còn bao gồm một loại cá nguyên thủy có tên là Cá vảy rãnh được phát hiện trong tầng địa chất kỷ Devon sớm ở vùng núi Ngọc Khốn, Nam Cực, không chỉ thường xuất hiện trong các tầng địa chất cùng thời ở miền Nam Trung Quốc, mà còn được tìm thấy xa xôi ở miền Bắc tại tỉnh Cam Túc.
Cá vảy rãnh
Trong số các hóa thạch thực vật, loài cây hạt trần nguyên thủy – Thủy tề là một “phân tử nổi tiếng thế giới” trong việc hỗ trợ lý thuyết trôi dạt lục địa. Loài cây này từng phân bố rộng rãi ở Australia, miền nam Nam Mỹ, quần đảo Malvinas, Nam Cực, miền trung Nam Phi và Ấn Độ là những khu vực hiện tại đã phân tách rất xa nhau. Là một loài thực vật hạt trần, hạt của Thủy tề không thể nhanh chóng phát tán qua gió hoặc dòng hải lưu; trong thời kỳ kỷ Perm (cách đây khoảng 280 triệu năm đến 230 triệu năm), chưa có sự tiến hóa của các loài chim, vì vậy cũng không thể trở thành những người mang hạt của loài thực vật này đi xa.
Đối với động vật không xương sống, một số nhà khoa học sau khi phân tích đã phát hiện ra rằng trong các nhóm động vật giáp xác sống ở bồn địa ven biển Brazil vào đầu kỷ Kreta có 20 loài hoàn toàn giống nhau với 20 loài sống ở bồn địa ven biển Gabon, châu Phi cùng thời. Cũng phát hiện hóa thạch những loài nổi tiếng như “Inoceramus” và một loại côn trùng cánh lớn ở lớp địa chất thuộc kỷ Perm tại dãy núi Ohio của Nam Cực mà trước đó đã phân bố tại Australia, Nam Mỹ và châu Phi. Trong lớp địa chất kỷ Cambri tại dãy núi Xuyên Bắc của Nam Cực cũng đã phát hiện 11 loài trilobite hoàn toàn tương đồng với các loài cùng thời ở nước ta. Tất cả những phát hiện này đều trở thành bằng chứng cho lý thuyết trôi dạt lục địa.
Tất nhiên, lý thuyết trôi dạt lục địa và lý thuyết kiến tạo không phải là hoàn hảo, trong lĩnh vực cổ sinh học cũng có một số nhà khoa học sử dụng các bằng chứng khác để nghi ngờ thậm chí phản bác về nó. Đây chính là quy trình phát triển bình thường của khoa học.
Nhóm động vật: Thủy long thú, Cá vảy rãnh, Trung long, Đông phương bần răng thú
