База знаний
Высыхание Средиземного моря. Со Средиземным морем связано самое крупное геологическое открытие последних десятилетий. Открытие это оказалось настолько неожиданным, что, если бы его кто-нибудь предсказал лет за десять до того, его сочли бы несерьезным человеком. Оказалось, что на месте Средиземного моря совсем недавно (с точки зрения геологии, разумеется), каких-то 6 млн. лет назад, была огромная пустыня, поверхность которой находилась на несколько тысяч метров ниже уровня Мирового океана. История этого открытия связана с судном «Гломар Челленджер», отправившимся в августе 1970 года в двухмесячное плавание, 27-е по счету. Это плавание дало совершенно неожиданные результаты в изучении геологии Средиземного моря. До этого уже проводились геофизические исследования, во время которых методом сейсмического профилирования было установлено, что в породах дна под слоем рыхлых осадков толщиной в несколько сотен метров находится слой, отражающий звуковые волны. С помощью буров «Гломара Челленджера» удалось «прощупать» этот слой. Оказалось, что он образован каменной солью и другими эвапоритами, то есть минералами, образующимися вследствие испарения морской воды. Возраст этих эвапоритов насчитывает 6–8 млн. лет, то есть они относятся к верхнему миоцену. Труднейшей задачей оказались поиски объяснения их возникновения, ибо в самом начале многие считали невозможным существование такого слоя. Каким образом могли образоваться из морской воды эти минералы, если известно, что хлориды выпадают в осадок только в том случае, если морская вода резко уменьшает свой объем? Американский геолог Шмальц высказал вначале предположение, что эвапориты образовались на дне глубокого моря, где они могли концентрироваться в водяном слое с аномально высоким содержанием соли. Ведь существует море, где такой процесс происходит и в настоящее время, так что в этом нет ничего необычного. В Красном море на глубинах свыше 2 км в изолированных котловинах на дне, кроме других минералов, осаждаются и эвапориты, например ангидрит и гипс. Эта теория казалась приемлемой и для Средиземного моря, и у нее появилось много сторонников. Но постепенно обнаруживались новые факты, опровергавшие ее. Было установлено, что слои илов четко отделены от эвапоритов. Кое-где поверх эвапоритов были обнаружены типичные брекчии, образовавшиеся в результате разрушения твердых горных пород. Кроме того, между слоями эвапоритов были найдены осадки, принесенные ветром, то есть эоловые отложения. Геохимический анализ изотопов кислорода показал, что сульфаты эвапоритов Средиземного моря гораздо ближе мелководным сульфатам Персидского залива, чем глубоководным гипсам Красного моря. Распространение и латеральная изменчивость эвапоритов красноречиво свидетельствуют об их мелководном происхождении. По окраинам бассейна были найдены осадки, смытые с ближайших материковых склонов. Ближе к центру бассейна находятся карбонаты, кальцит и доломит, смешанные с песчаниками. Внутреннее кольцо образуют сульфаты, ангидрит и гипс, а в центре бассейна сосредоточены хлориды, преимущественно каменная соль. Такое расположение минералов объясняется степенью их растворимости в воде. Наименее растворимые карбонаты осаждаются во внешних районах бассейна, наиболее растворимые хлориды – в центре, когда испаряется почти вся вода. Такую картину можно наблюдать и в соленых озерах. И еще одно бесспорное доказательство мелководного происхождения слоя: в колонках бурения, соответствующих позднему миоцену, были обнаружены доломитовые строматолиты – осадочный материал из водорослей, который может образоваться только в тропическом или субтропическом поясе вблизи поверхности воды или на береговой кромке, которую покрывает приливная волна. С помощью микропалеонтологического анализа миоценового планктона в колонках бурения удалось установить, как приспосабливалась фауна к повышению солености моря. Концентрация соли в водах Средиземного моря росла по мере падения уровня воды и уменьшения объема воды в бассейне. Испарявшаяся вода не восполнялась свежим притоком, в результате чего море полностью высохло. Оно не было связано с Атлантическим океаном, поскольку Гибралтарский пролив был закрыт.
А что получилось бы, если бы Средиземное море высохло сейчас? Если считать, что средняя глубина моря равна 1500 м, то на дне оказался бы слой соли толщиной всего 25 м. Из них 20 м составляла бы каменная соль. Тогда почему же слой миоценной соли в несколько раз больше? Значит, Средиземное море высыхало и наполнялось неоднократно! Об этом свидетельствуют и прослойки глубоководного ила между слоями соли. Все это произошло в конце миоцена, с геологической точки зрения сравнительно недавно, но с точки зрения решения проблемы Атлантиды слишком давно.
Можем ли мы представить себе, сколько времени понадобилось бы для полного высыхания Средиземного моря, если бы вдруг прервалась его связь с Атлантическим океаном и Черным морем? Лишенное доступа вод Атлантического океана и Черного моря, Средиземное море высохло бы в течение 1118 лет. С геологической точки зрения это процесс мгновенный. Расчеты совершенно правильны, а «неверующий Фома» может проделать их сам (см. З. Кукал, 1973 а). Каждый раз, когда связь с Атлантическим океаном возобновлялась, через Гибралтарский пролив ежегодно протекало 3700 км 3 воды, что в 15 раз больше, чем протекает через водопад Виктория на реке Замбези. Это были самые большие водопады в мире. Гремящие воды Атлантики сначала заполняли депрессии, а потом уходили дальше к Балеарскому бассейну, дно которого было на 3 км ниже уровня Мирового океана.
Таким образом, удалось доказать невероятное. В конце миоцена, около 6 млн. лет назад, дно Средиземного моря было раскаленной пустыней, причем такой раскаленной, что ее даже нельзя сравнить с современными пустынями. Может быть, только условия котловины Мертвого моря или Долины Смерти в Калифорнии могут дать некоторое представление о том, каким было дно Средиземного моря 6 млн. лет назад.
Нас интересует, как за эти 6 млн. лет могла измениться морфология дна Средиземного моря. Сровнялись «неровности» дна в Балеарской котловине. Дно Тирренского моря опустилось на большую, «океаническую», глубину, образовались вулканические формы рельефа. На востоке произошло разрушение эгейской суши и сжатие всей области между европейской и африканской плитами, а также образование продольных хребтов и желобов. На юго-востоке начала расширяться огромная дельта Нила.
Нас также интересует, какое влияние оказывало неоднократное высыхание Средиземного моря на соседние материки. Ведь теоретически падение уровня воды в море составляло около 3 км. Уже давно были известны некоторые явления на соседних материках, которым геологи не могли дать объяснения; их связывали с чем угодно, но только не с колебаниями уровня воды в море. Например, глубоко врезанные долины рек. Известно, что при снижении базиса эрозии (то есть высоты уровня устья реки над уровнем моря), река начинает углублять свою долину и таким образом выравнивает наклон падения воды. В 60-х годах во время проведения изыскательских работ, связанных со строительством Асуанской плотины, советские геологи установили, что несколько миллионов лет назад долина Нила глубоко прорезала подстилающие породы. Позднемиоценовый каньон достигал глубины 1500 м. В настоящее время эта гигантская долина скрыта под отложениями плиоцена и четвертичного периода, в которых Нил проложил новое русло. Во время разведки на нефть в Ливии была обнаружена сеть погребенных каньонов третичного периода. Такие же долины были найдены в Сирии, Израиле и в других местах Средиземноморья. В настоящее время все эти явления, связанные с высыханием Средиземного моря, для нас абсолютно понятны, но еще совсем недавно геологи не могли найти им объяснения.
Хорошо известна система многоярусных карстовых пещер на Балканах. Их образование также связано с неоднократным высыханием Средиземного моря. С этим же явлением связана и одна из интереснейших проблем – проблема подводных каньонов, глубоко врезавшихся в шельф и материковый склон. Чаще всего они встречаются именно в Средиземном море. Здесь почти каждая крупная река имеет свое продолжение на дне моря в виде подводного каньона. Это, в частности, Рона, Эбро, реки на острове Корсика, вади Алжира и Марокко. Мы уже знаем, что эти каньоны возникли на суше. Несколько миллионов лет назад при низком уровне воды в море реки текли по обнажившемуся материковому склону, прорезав в нем глубокие долины. Позднее эти долины были перекрыты слоем более молодых отложений.
И еще один момент следует упомянуть. В связи с проблемой возможного исчезновения Атлантиды мы рассмотрим также вопрос о начале и конце периодов оледенения. Конечно, высыхание такого гигантского бассейна, каким является Средиземное море, и появление на его месте пустыни не могло не оказать серьезного влияния на климат Европы и Африки, а может быть, и всей Земли. Не явилось ли окончательное заполнение водой Средиземного моря той давно искомой причиной, которая вызвала начало ледникового периода? Известно, что наличие эвапоритов в геологических профилях связывается с продолжительными и кратковременными периодами оледенения. Этот вопрос, к сожалению, еще мало изучен, но тем не менее он представляет большой интерес.
Все вышеизложенное, бесспорно, является одним из крупнейших геологических открытий последнего времени. Но нас эти открытия интересуют прежде всего в их связи с Атлантидой.
В течение последних 11 500 лет должны были произойти определенные колебания уровня воды в Средиземном море. Это могло быть вызвано уменьшением притока воды из Атлантического океана и Черного моря, колебанием интенсивности испарения и, наконец, колебанием уровня воды в Мировом океане. Упоминавшийся расчет, что в течение 1118 лет Средиземное море может полностью высохнуть, является убедительным доказательством того, что теоретически за последние несколько тысяч лет могли обнажиться огромные площади материковых склонов и морского дна. Иной вопрос, были ли на дне Средиземного моря найдены следы резкого обмеления, относящиеся к концу третичного (плиоцену) и четвертичному периодам. К сожалению, ответ многих разочарует. Морские отложения ничего не говорят о резком обмелении или полном высыхании моря в четвертичном периоде. Колебания уровня воды происходили, но они не выходили за рамки эвстатических колебаний уровня Мирового океана.
Следующим интересным фактом является тектоническая нестабильность значительной части Средиземного моря. От устья Роны через Сардинию до Туниса и Ливии проходит одна из ветвей мировой рифтовой системы, соединяющая западноевропейскую и восточноафриканскую системы. Этот район характеризуется очень большой сейсмической и вулканической активностью. В четвертичном периоде между Сицилией и Тунисом, а также в Тирренском море происходит активная подводная вулканическая деятельность, здесь появляются и исчезают вулканические горы и острова. Кроме того, продолжающийся альпийский орогенез вызывает сжатие Восточного Средиземноморья, перемещение плит друг относительно друга и возникновение системы подводных желобов и островных дуг (рис. 21). Поэтому и здесь есть сейсмически активные зоны, которые могли и еще могут вызывать значительные изменения в распределении суши и моря.
Здесь говорилось только о фактах, которые трудно опровергнуть, во всяком случае на уровне современных знаний. Тем не менее далеко еще не все ясно с проблемой возникновения Средиземного моря. Существуют две точки зрения, одна мобилистская, а другая фиксистская, а соответственно и две геотектонические гипотезы возникновения континентов и океанов.
1. Согласно гипотезе «мобилизма», Средиземное море возникло в результате взаимодействия евразийской и африканской литосферных плит. В соответствии с процессом расширения Атлантического океана африканская и евразийская плиты то сближались, то удалялись друг от друга, то поворачивались. В настоящее время происходит сближение плит и поддвиг африканской плиты под евразийскую. Следствием этих движений было чередование напряжений сжатия и растяжения, а это приводило к тому, что были оторваны и вытеснены на поверхность части коры и даже мантии. Они представлены глыбами перидотитов и других ультраосновных пород, которые в настоящее время встречаются во многих местах Средиземноморья, например на Кипре и в Малой Азии.
2. Согласно гипотезе «фиксизма», Средиземное море возникло на месте большой трещины в земной коре. При тектоническом сдавливании в ней происходило выжимание пород мантии в верхние части коры. В местах ослабления давления ультраосновные породы нижней коры и верхней мантии выступали на поверхность, а в период альпийского орогенеза были смяты в складки вместе с более поздними отложениями.
Писать о гипотезах мобилистов и фиксистов, о возникновении океанической и материковой коры, о континентальном дрейфе, движении литосферных плит, расширении дна океана и других тектонических проблемах, конечно, интересно.
Рис. 21. Тектоническая схема восточной части Средиземного моря. Вверху: расположение подводного хребта. Стрелки показывают напряжение земной коры. Внизу: гипотетическая реконструкция тектонической структуры. Согласно этой схеме, происходит поддвиг африканской плиты под европейскую и распад ее на блоки. В результате возникает структура: подводный желоб – островная дуга. Подобная картина наблюдается и в Тихом океане. (По данным Д. Стэнли, 1972)
Темы эти привлекательны не только для геологов, но и для широкого круга читателей, однако к Атлантиде прямого отношения не имеют, поскольку в связи с проблемой Атлантиды мы оперируем тысячами лет, тогда как проблема дрейфа континентов предполагает сотни тысяч и даже миллионы лет. Кроме того, эти проблемы подробно рассмотрены нами в другой книге (З. Кукал, 1973 b), к которой мы и отсылаем интересующихся.
Источник
Мессинский кризис солености — Messinian salinity crisis
Messinian соленость кризис ( MSC ), также известный как Мессиниан событие , и в своей последней стадии , как событие Lago Маре , был геологическим событием , во время которого Средиземное море вошел в цикл частичного или почти полного иссушения в течение последней части в Мессиниан возрасте миоцена эпохи, от 5,96 до 5,33 млн (млн лет назад). Это закончилось наводнением в Занклине , когда Атлантика отворила бассейн.
Образцы донных отложений со дна Средиземного моря, которые включают эвапоритовые минералы, почвы и ископаемые растения, показывают, что предшественник Гибралтарского пролива плотно закрылся около 5,96 миллиона лет назад, отделяя Средиземное море от Атлантики. Это привело к периоду частичного высыхания Средиземного моря, первому из нескольких таких периодов в конце миоцена. После того, как пролив в последний раз закрылся около 5,6 млн лет назад, в целом сухой климат региона в то время высушил Средиземноморский бассейн почти полностью в течение тысячи лет. Это массивное высыхание оставило глубокий сухой бассейн, достигающий от 3 до 5 км (от 1,9 до 3,1 мили) ниже нормального уровня моря, с несколькими гиперсолеными карманами, похожими на сегодняшнее Мертвое море . Затем, около 5,5 млн лет назад, менее засушливые климатические условия привели к тому, что бассейн получал больше пресной воды из рек , постепенно заполняя и растворяя гиперсоленые озера в более крупные очаги солоноватой воды (во многом как в сегодняшнем Каспийском море ). Кризис солености в Мессинии закончился тем, что Гибралтарский пролив, наконец, вновь открылся на 5,33 млн лет, когда Атлантический океан быстро заполнил Средиземноморский бассейн в результате так называемого Занклинского наводнения .
Даже сегодня Средиземное море значительно соленее, чем Северная Атлантика , из-за его почти полной изоляции Гибралтарским проливом и высокой скорости испарения . Если Гибралтарский пролив снова закроется (что, вероятно, произойдет в ближайшем будущем в геологическом времени ), Средиземное море в основном испарится примерно через тысячу лет, после чего продолжающееся движение Африки на север может полностью стереть Средиземное море с лица земли .
Только приток атлантических вод поддерживает нынешний средиземноморский уровень. Когда он был отключен где-то между 6,5 и 6 млн. Долларов в год, чистые потери от испарения составили около 3300 кубических километров в год. При такой скорости 3,7 миллиона кубических километров воды в бассейне высохнут менее чем за тысячу лет, оставив обширный слой соли толщиной в несколько десятков метров и подняв глобальный уровень моря примерно на 12 метров.
СОДЕРЖАНИЕ
Именование и первые свидетельства
В 19 — м веке, швейцарский геолог и палеонтолог Карл Майер-Eymar (1826-1907) изучили ископаемые встроенные между гипсом водоносного, солоноватой , и пресноводные слои осадочных пород, и определили их как будто они были депонированы незадолго до конца миоцена эпохи. В 1867 году он назвал период Мессинией в честь города Мессина на Сицилии , Италия. С тех пор несколько других богатых солью и гипсом эвапоритовых слоев в Средиземноморском регионе были датированы тем же периодом.
Подтверждение и дополнительные доказательства
Сейсморазведка Средиземноморского бассейна в 1961 г. выявила геологические особенности на глубине 100–200 м (330–660 футов) ниже морского дна. Эта особенность, получившая название отражателя M , точно повторяла контуры современного морского дна, предполагая, что в какой-то момент в прошлом он был заложен равномерно и последовательно. Происхождение этого слоя в значительной степени интерпретировалось как связанное с отложениями солей. Однако были предложены разные интерпретации возраста соли и ее отложений.
Более ранние предположения, сделанные Денизо в 1952 г. и Руджиери в 1967 г., предполагали, что этот слой имеет возраст позднего миоцена , и тот же Руджери ввел термин « мессинский кризис солености» .
Новые высококачественные сейсмические данные по M-отражателю были получены в Средиземноморском бассейне в 1970 году, опубликованные, например, Auzende et al. (1971). В то же время, керн был заложен во время 13 этапа программы глубоководного бурения, проводимого с корабля Glomar Challenger под руководством соруководителей ученых Уильяма Б.Ф. Райана и Кеннета Дж. Хсу . Эти отложения были впервые датированы и интерпретированы как глубоководные продукты мессинского кризиса солености.
Первое бурение мессинской соли в более глубоких частях Средиземного моря произошло летом 1970 года, когда геологи на борту Glomar Challenger подняли керны, содержащие гравий арройо и красные и зеленые илы поймы ; и гипс , ангидрит , каменная соль и различные другие минералы эвапорита, которые часто образуются в результате высыхания рассола или морской воды, включая в некоторых местах поташ , оставшиеся там, где высохли последние горькие, богатые минералами воды. Один из керна содержал ветер косослоистого депозита глубоководных фораминиферовых ила , который сушит в пыль и был взорвана около на горячем сухом абиссальной равнине от песчаных бурь , смешанный с кварцевым песком вдуваемого из близлежащих континентов, и в конечном итоге в рассол озеро переслаивается между двумя слоями галита . Эти слои чередовались со слоями, содержащими морские окаменелости, что указывает на последовательность периодов высыхания и наводнения.
Большое количество соли не требует иссушения моря. Основным свидетельством испарения Средиземного моря являются остатки многих (ныне затопленных) каньонов, которые были врезаны в берега сухого Средиземноморского бассейна реками, стекающими в абиссальную равнину . Например, Нил сократил свое дно до нескольких сотен футов ниже уровня моря в Асуане (где Иван С. Чумаков обнаружил морские фораминиферы плиоцена в 1967 году) и на 2 500 м (8 200 футов) ниже уровня моря к северу от Каира .
Во многих местах Средиземного моря были обнаружены окаменевшие трещины там, где илистые отложения высохли и потрескались под солнечным светом и засухой. В серии Западного Средиземноморья присутствие пелагических илов, прослоенных в эвапоритах, предполагает, что этот район неоднократно затоплялся и высыхал на протяжении 700 000 лет.
Хронология
На основании палеомагнитных датировок мессинских отложений, которые с тех пор были подняты над уровнем моря в результате тектонической активности, кризис солености начался одновременно во всем Средиземноморском бассейне — 5,96 ± 0,02 миллиона лет назад. Этот эпизод составляет вторую часть того, что называют «мессинианской» эпохой миоценовой эпохи. Этот возраст характеризовался несколькими стадиями тектонической активности и колебаниями уровня моря, а также эрозионными и осадочными явлениями, все более или менее взаимосвязанными (van Dijk et al., 1998).
Средиземноморско-атлантический пролив снова и снова плотно закрывался, а Средиземное море, впервые, а затем неоднократно, частично пересыхало. Бассейн был окончательно изолирован от Атлантического океана на более длительный период, между 5,59 и 5,33 миллиона лет назад, что привело к значительному или меньшему (в зависимости от применяемой научной модели ) понижению уровня Средиземного моря. На начальных, очень засушливых стадиях (5,6–5,5 млн лет) произошла обширная эрозия, в результате которой образовалось несколько огромных систем каньонов (некоторые по своим масштабам напоминающие Большой каньон ) вокруг Средиземного моря. Более поздние стадии (5.50–5.33 млн лет назад) отмечены циклическими отложениями эвапоритов в большой бассейн «озеро-море» (событие «Lago Mare»).
Около 5,33 миллиона лет назад, в начале эпохи Занклина (в начале эпохи плиоцена ), барьер в Гибралтарском проливе сломался в последний раз, затопив Средиземноморский бассейн во время наводнения Занклин (Blanc, 2002; Garcia-Castellanos et al., 2009), способствуя дестабилизации склонов (Gargani et al., 2014). С тех пор таз не высыхал.
Несколько циклов
Количество мессинских солей оценивается примерно в 4 × 10 18 кг (но эта оценка может быть уменьшена на 50–75%, когда станет доступной больше информации) и более 1 миллиона кубических километров, что в 50 раз превышает количество соли, обычно содержащейся в водах Средиземного моря. Это предполагает либо последовательность высыханий, либо длительный период повышенной солености, в течение которого поступающая вода из Атлантического океана испарялась, при этом уровень средиземноморского рассола был аналогичен уровню Атлантического океана. Характер слоев четко указывает на несколько циклов полного высыхания и повторного заполнения Средиземного моря (Gargani and Rigollet, 2007), причем периоды высыхания коррелируют с периодами более низких глобальных температур ; которые поэтому были более сухими в Средиземноморском регионе. Предположительно, каждое повторное наполнение было вызвано открытием входа морской воды, либо тектонически , либо рекой, текущей на восток ниже уровня моря в «Средиземное море», урезавшей свою долину назад на запад, пока она не впустила море, аналогично захвату реки . Последнее наполнение произошло на границе миоцена и плиоцена , когда Гибралтарский пролив окончательно распахнулся. Внимательно изучив ядро Hole 124, Кеннет Дж. Хсу обнаружил, что:
Самые старые отложения каждого цикла откладывались либо в глубоком море, либо в большом солоноватом озере. Мелкие осадки, отложившиеся на тихом или глубоком дне, имели идеально равномерную слоистость. По мере того, как бассейн высыхал и глубина воды уменьшалась, расслоение становилось более неравномерным из-за увеличения волнения волн. Строматолит образовался тогда, когда место отложения попало в приливную зону. В конечном итоге приливная полость была обнажена в результате окончательного высыхания, когда ангидрит выпал в осадок из соленых грунтовых вод, лежащих под сабхасами . Внезапно морская вода разольется через Гибралтарский пролив , или будет необычный приток солоноватой воды из восточноевропейского озера. Тогда Балеарская абиссальная равнина снова окажется под водой. Таким образом, проволочный ангидрит будет внезапно погребен под тонкими илами, принесенными следующим наводнением. (Сюй, 1983)
С тех пор исследования показали, что цикл высыхания-затопления мог повторяться несколько раз в течение последних 630 000 лет миоценовой эпохи. Это могло объяснить большое количество отложенной соли. Однако недавние исследования показывают, что повторное высыхание и затопление маловероятно с геодинамической точки зрения.
Синхронизм против диахронизма — глубоководные и мелководные эвапориты
Остаются некоторые серьезные вопросы относительно начала кризиса в центральном Средиземноморском бассейне. Геометрическая физическая связь между эвапоритовыми рядами, выявленными в окраинных бассейнах, доступных для полевых исследований, таких как бассейны Табернас и Сорбас , и эвапоритовыми рядами центральных бассейнов никогда не проводилась.
Используя концепцию отложений как в неглубоких, так и в глубоких бассейнах во время Мессиниана (т. Е. Предполагая, что оба типа бассейнов существовали в этот период), очевидны две основные группы: одна, которая способствует синхронному отложению (изображение c) первых эвапоритов во всех бассейны перед основной фазой эрозии (Krijgsman et al., 1999); и другой, который способствует диахронному отложению (изображение а) эвапоритов через более чем одну фазу высыхания, которая сначала затронула бы окраинные бассейны, а затем центральные бассейны.
Другая школа предполагает, что высыхание было синхронным, но происходило в основном в более мелководных бассейнах. Эта модель предполагает, что уровень моря во всем бассейне Средиземного моря упал сразу, но только более мелкие бассейны высохли настолько, что образовались соляные пласты. См. Изображение b.
Как подчеркивается в работе van Dijk (1992) и van Dijk et al. (1998) история высыхания и эрозии комплексно взаимодействовала с событиями тектонического подъема и опускания, а также с эпизодами эрозии. Они также снова задались вопросом, как это делали некоторые предыдущие авторы, действительно ли бассейны, которые сейчас наблюдаются как «глубокие», были также глубокими во время мессинианского эпизода, и дали разные названия сценариям конечных членов, описанным выше.
Чтобы различать эти гипотезы, необходима калибровка гипсовых отложений. Гипс — это первая соль (сульфат кальция), которая откладывается из осушающего резервуара. Магнитостратиграфия предлагает широкие ограничения по времени, но без мелких деталей. Поэтому циклостратиграфия используется для сравнения дат отложений. В типичном тематическом исследовании сравниваются гипсовые эвапориты в основном Средиземноморском бассейне с таковыми в бассейне Сорбас , меньшем бассейне на флангах Средиземного моря, который в настоящее время обнажен на юге Испании . Предполагается, что отношения между этими двумя бассейнами представляют отношения более широкого региона.
Недавняя работа опиралась на циклостратиграфию для корреляции нижележащих слоев мергелей , которые, по-видимому, уступили место гипсу в обоих бассейнах в одно и то же время (Krijgsman, 2001).
Сторонники этой гипотезы утверждают, что циклические изменения в составе пластов регулируются астрономически, а величина пластов может быть откалибрована, чтобы показать, что они были современными, — сильный аргумент. Чтобы опровергнуть это, необходимо предложить альтернативный механизм для образования этих циклических полос или для того, чтобы эрозия случайно удалила только нужное количество осадка повсюду до того, как был отложен гипс. Сторонники утверждают, что гипс осаждался непосредственно над коррелированными слоями мергеля и оседал на них, создавая видимость несогласованного контакта. Однако их оппоненты ухватились за это очевидное несоответствие и утверждают, что бассейн Сорбас подвергся воздействию — следовательно, эрозии — в то время как Средиземное море откладывало эвапориты. Это приведет к заполнению бассейна Сорбас эвапоритами 5,5 миллионов лет назад (млн лет назад) по сравнению с основным бассейном 5,96 млн лет назад.
Недавние работы выдвинули на первый план предэвапоритовую фазу, соответствующую значительному эрозионному кризису (также называемому « мессинским эрозионным кризисом »; завершение последовательности отложений, связанных с несогласием «Mes-1», Ван Дейк, 1992), которая стала ответом на значительное снижение уровня Средиземноморская морская вода.
Предполагая, что это значительное снижение соответствует значительному мессинскому понижению, они пришли к выводу, что средиземноморская батиметрия значительно снизилась перед выпадением в осадок эвапоритов центральных бассейнов. В свете этих работ глубоководная формация кажется маловероятной. Предположение, что эвапориты центрального бассейна частично откладывались при высокой батиметрии и до основной фазы эрозии, должно предполагать наблюдение крупного детритового события над эвапоритами в бассейне. Такая геометрия осадконакопления не наблюдалась по данным. Эта теория соответствует одному из конечных сценариев, обсуждаемых van Dijk et al.
Причины
Рассмотрены несколько возможных причин серии мессинских кризисов. Хотя есть разногласия по всем направлениям, наиболее общий консенсус, кажется, согласен с тем, что климат сыграл роль в форсировании периодического заполнения и опорожнения бассейнов, и что тектонические факторы, должно быть, сыграли роль в регулировании высоты подоконников, ограничивающих поток между ними. Атлантический и Средиземноморский (Gargani, Rigollet, 2007). Однако величина и степень этих эффектов широко открыты для интерпретации (см., Например, van Dijk et al. (1998).
В любом случае причины закрытия и изоляции Средиземного моря от Атлантического океана должны быть найдены в районе, где сейчас находится Гибралтарский пролив . Здесь проходит одна из тектонических границ между Африканской плитой и Европейской плитой и ее южными фрагментами, такими как Иберийская плита . Эта пограничная зона характеризуется тектоническим элементом дугообразной формы — Гибралтарской дугой , которая включает юг Испании и север Африки . В настоящее время в районе Средиземного моря расположены три таких дугообразных пояса: Гибралтарская дуга , Калабрийская дуга и Эгейская дуга . Кинематика и динамика этой границы плит и Гибралтарской дуги в течение позднего миоцена строго связаны с причинами мессинского кризиса солености: тектоническая реконфигурация, возможно, закрыла и снова открыла проходы, как регион, где соединение с Атлантическим океаном был расположен, пронизан сдвигами и вращающимися блоками континентальной коры. Поскольку разломы приспособились к региональному сжатию, вызванному конвергенцией Африки с Евразией , география региона могла измениться в достаточной степени, чтобы открывать и закрывать морские пути. Однако точную тектоническую активность, стоящую за движением, можно интерпретировать по-разному. Подробное обсуждение можно найти в Weijermars (1988).
Любая модель должна объяснять множество особенностей местности:
- Укорачивание и удлинение происходят одновременно в непосредственной близости; осадочные толщи и их связь с деятельностью разломов довольно точно ограничивают скорость подъема и опускания.
- Континентальные блоки, ограниченные разломами, часто могут вращаться.
- Глубина и структура литосферы ограничены записями сейсмической активности, а также томографией.
- Состав магматических пород варьируется — это ограничивает место и степень любой субдукции .
Существуют три соперничающие геодинамические модели, которые могут соответствовать данным, модели, которые обсуждались в равной степени для других объектов дугообразной формы в Средиземном море (систематический обзор см. Van Dijk & Okkes, 1990):
- Движущаяся зона субдукции могла вызвать периодические региональные поднятия. Изменения в вулканических породах свидетельствуют о том , что зоны субдукции на крае моря Тетис , возможно, откат в западном направлении, изменяя химию и плотность в магмах , лежащую в основе западной части Средиземноморья (Lonergan & White, 1997). Однако при этом не учитывается периодическое опорожнение и повторное наполнение бассейна.
- Эти же особенности можно объяснить региональным расслоением или потерей слоя всей литосферы .
- Деблоббирование, потеря «капли» литосферной мантии и последующее восходящее движение вышележащей коры (которая потеряла свой «якорь» плотной мантии) также могли вызвать наблюдаемые явления (Platt & Vissers, 1989), хотя справедливость гипотеза «деблобирования» была поставлена под сомнение (Jackson et al., 2004).
Из них только первая модель, использующая откат, по-видимому, объясняет наблюдаемые повороты. Однако его трудно сопоставить с историей давления и температуры некоторых метаморфических пород (Platt et al., 1998).
Это привело к некоторым интересным комбинациям моделей, которые на первый взгляд выглядели причудливо, в попытках приблизиться к истинному положению вещей.
Почти наверняка следует ссылаться на изменения климата, чтобы объяснить периодический характер событий. Они происходят в прохладные периоды циклов Миланковича , когда меньше солнечной энергии достигло северного полушария. Это привело к меньшему испарению Северной Атлантики и, следовательно, к меньшему количеству осадков в Средиземном море. Это лишило бы бассейн водоснабжения из рек и допустило бы его высыхание.
Вопреки инстинктам многих людей в настоящее время существует научный консенсус в отношении того, что глобальные колебания уровня моря не могут быть основной причиной, хотя они, возможно, сыграли определенную роль. Отсутствие ледяных шапок в то время означает, что не было реального механизма, который мог бы вызвать значительные изменения уровня моря — воде некуда было уйти, а морфология океанических бассейнов не могла измениться за такой короткий промежуток времени.
Связь с климатом
Климат абиссальной равнины во время засухи неизвестен. На Земле нет ситуации, напрямую сопоставимой с засушливым Средиземным морем, и поэтому невозможно узнать его климат. Нет даже единого мнения относительно того, полностью ли высохло Средиземное море; кажется наиболее вероятным, что по крайней мере три или четыре больших соленых озера на абиссальных равнинах всегда оставались. О степени высыхания очень трудно судить из-за отражающей сейсмической природы соляных пластов и сложности бурения кернов, что затрудняет картирование их толщины.
Тем не менее, можно изучить силы, действующие в атмосфере, чтобы составить хорошее предположение о климате. Как ветры через «Средиземноморский мойкой », они будут нагревать или охлаждать адиабатически с высотой. В пустом Средиземноморском бассейне летние температуры, вероятно, были бы чрезвычайно высокими. Используя скорость адиабатического градиента в сухом состоянии около 10 ° C (18 ° F) на километр, максимально возможная температура области на 4 км (2,5 мили) ниже уровня моря будет примерно на 40 ° C (72 ° F) теплее, чем могла бы. быть на уровне моря. Согласно этому экстремальному предположению, максимумы будут около 80 ° C (176 ° F) в самых нижних точках сухой абиссальной равнины , не допуская постоянной жизни, кроме экстремофилов . Кроме того, высота на 3–5 км (2–3 мили) ниже уровня моря приведет к атмосферному давлению от 1,45 до 1,71 атм (от 1102 до 1300 мм рт. Ст.), Что еще больше усилит тепловой стресс. Хотя, вероятно, в бассейне было довольно сухо, нет прямого способа измерить, насколько он был бы суше. Можно представить, что участки, не покрытые оставшимся рассолом, были бы очень сухими.
Сегодня испарение из Средиземного моря обеспечивает влагу, которая выпадает во время фронтальных штормов, но без такой влажности средиземноморский климат, который мы ассоциируем с Италией, Грецией и Левантом, был бы ограничен Пиренейским полуостровом и западным Магрибом . Климат во всем центральном и восточном бассейне Средиземного моря и в прилегающих регионах к северу и востоку был бы суше даже выше современного уровня моря. Восточные Альпы , на Балканах , и венгерская равнина также будут гораздо суше , чем они сегодня, даже если западные преобладала , как они это делают сейчас. Однако океан Паратетиса обеспечивал водой территорию к северу от Средиземноморского бассейна. Валашско-Понтийский и Венгерский бассейны находились под водой в миоцене, что изменило климат нынешних Балкан и других областей к северу от Средиземноморского бассейна. Паннонский море было источником воды к северу от средиземноморского бассейна до среднего плейстоцена , прежде чем стать венгерской равниной. Существуют споры о том, имели ли воды Валашско-Понтийского бассейна (и, возможно, соединенного Паннонского моря) доступ (таким образом, доставляя воду) по крайней мере к восточному Средиземноморскому бассейну временами в миоцене.
Источник