Grænserne for den paleoproterozoiske pause er afklaret - Jordens "middelalderen" krise • Vladislav Strekopytov • Videnskabsnyheder om "Elements" • Geologi, Geografi

Klargør grænserne for den paleoproterozoiske pause – Jordens “middelalderen” krise

Fig. 1. Rekonstruktion af det hypotetiske superkontinent Colombia eller Nun (1,59 milliarder år siden). Det antages, at perioden for paleoproterozoisk geologisk roen blev erstattet for 2,2 milliarder år siden af ​​et udbrud af en hidtil uset magmatisk aktivitet. Det magmatiske materiale, der blev transporteret fra mantlen til overfladen, fastgjorde de kontinentale blokke af jordskorpen, der eksisterede på det tidspunkt (kratoner, konturer; i gråt De ældste af dem blev oversvømmet – over 2,3 milliarder år gammel) til en enkelt superkontinent, hvis dannelse blev fuldstændig afsluttet ved udgangen af ​​den paleoproterozoiske (1,59 milliarder år siden). cirkler viser migmatitis i forskellige aldre (gul – 1,38-1,35 milliarder år gul rød – 1,6-1,3 milliarder år). Billede fra ru.wikipedia.org

Tilsyneladende var den geologiske udvikling af vores planet ujævn. Perioder med aktivering af tektonisk-magmatiske processer, hvorom omstruktureringen af ​​planets udseende finder sted, blev erstattet af perioder med ro. Der er ikke noget synspunkt på denne score, da de gamle klipper er ujævnt bevarede, og dating metoder giver dårligt konsekvente resultater. I mellemtiden er det vigtigt at forstå tidsintervallerne for sådanne pauser og aktiveringsperioderperiodicitet af Jordens udvikling og dens overfladestrukturer. Forfatterne af en nylig undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Natur geovidenskabopsummerer dataene om et stort antal værker og supplerer dem med deres egne resultater, bestemt de nøjagtige grænser for den paleoproterozoiske tektonisk-magmatiske pause efterfulgt af aktivering, hvilket førte til dannelsen af ​​det første nogensinde superkontinent i jordens historie.

Geologer har længe antaget, at der i den paleoproterozoiske æra var en periode (ca. 2,3-2,2 milliarder år siden), da de magmatiske og orogeniske aktiviteter (bjergdannende) næsten helt ophørte. Dette skyldes, at næsten ingen steder på Jorden er der ingen kløfter, der tilhører denne periode, og der er ingen gamle bjergstrukturer og produkter af deres ødelæggelse af en given tidsalder (selv om der er mange meget mere gamle steder på jordens overflade – de såkaldte geologiske skjolde, se Skjold ). I nogle undersøgelser er spørgsmålet om eksistensen af ​​denne periode imidlertid blevet stillet spørgsmålstegn ved forklaringen af, at det stadig er uvist, hvor jævnt de gamle klipper forblev på Jordens overflade.Indtil for nylig blev der ikke udført en generaliserende undersøgelse, som gav os mulighed for at afslutte geologernes drøftelser om, hvor klart den paleoproterozoiske pause var manifesteret, og hvad dens præcise tidsmæssige grænser var.

En gruppe forskere fra Australien og Canada ledet af Christopher J. Spencer fra John Kurtin University (Bentley, Western Australia) foretog en grundig analyse af tilgængelige geologiske oplysninger, der går tilbage til 2,4-2,0 milliarder år siden. Opgaven var ikke alene at bestemme grænserne for den paleoproterozoiske pause, som forfatterne genialt kaldte "Middle Age Crisis of the Earth", men også at forsøge at forbinde nedgangen i eksterne manifestationer af geologiske processer med global tektonik. Forskningsresultaterne offentliggjort i tidsskriftet Natur geovidenskab.

Fig. 2. Aldersfordeling af stenede sten af ​​kontinenter. skraverede en periode på 52 millioner år, da der næsten ikke var nogen magmatisk aktivitet på globalt plan. ovenfra intervallerne er vist: fraværet af magmatisk aktivitet inden for den store igennemgangsprovinsen (stor kløft i provinsen) sedimenteringsbrud på passive kontinentale margener (passiv marginforskel); mangel på bjergbygning (Orogen gap). Ned nedenfor Rockens alder (i millioner år) og de tilsvarende geologiske perioder af Paleoproterozoic er indikeret (der opstod en pause i begyndelsen af ​​Riasia). Figur fra den diskuterede artikel i Natur geovidenskab

De vigtigste manifestationer af tektono-magmatisk aktivitet omfatter:
1) magmatism;
2) bjergdannelse (orogenese), som regel begrænset til aktive kontinentale margener, hvor sådanne tektoniske processer som kollision og subduktion forekommer;
3) intensiv sedimentering på grund af riftdannelse på passive kontinentale margener.

Forfatterne forsøgte at opsummere dataene på alle tre noterede tegn på tektono-magmatisk aktivitet. For at gøre dette sammenbragte de resultaterne af et stort antal artikler, der fastslog alderen af ​​paleoproterozoiske stenede stenarter. Det viste sig, at magmatisk aktivitet i perioden fra 2 326 til 2 237 mio. År siden (dvs. over 92 mio. År) var fuldstændig fraværende i de store vulkanprovinser og i 53 mio. År (fra 2 266 til 2 214 mio. År siden) der var næsten ingen lokale manifestationer af magmatisme på planeten (figur 2). Kun fire prøver af stenede sten (tre fra Tandil-regionen i Argentina og en fra Mineiro-Bælt-regionen i Brasilien) er dateret inden for dette interval.

Derefter analyserede forfatterne intensiteten af ​​bjergbygningen (orogenese) i intervallet 2,4-2,0 milliarder år. Hovedindikatorerne for disse processer er metamorfe klipper, især dem der tilhører lavtemperaturfaserne. Sidstnævnte indikerer en regional manifestation af processerne for opvarmning og deformation af jordskorpen, forud for foldningen og væksten af ​​bjergstrukturer. Hvileperioden (fravær af orogen aktivitet) var 60 millioner år (fra 2.260 til 2.200 millioner år siden).

Endelig var det muligt at identificere en pause i sedimentation fra 2 308 til 2 175 millioner år siden (varighed – 133 millioner år). Intensiteten af ​​sedimentering på kontinentale margener er direkte relateret til intensiteten af ​​fjernelsen af ​​terrigenous materiale fra kontinentet, og dette til gengæld med intensiteten af ​​tektoniske bevægelser inden for sine grænser (tektonisk aktivitet). Alderen af ​​sediment i de fleste af de værker, der henvises til af forfatterne af artiklen under drøftelse, blev bestemt af uran-blymetoden baseret på den zircon, der er til stede i sedimenterne.

Således afslørede i alt alle tre indikatorer for tektono-magmatisk aktivitet en pause i området fra ca. 2,3 til 2,2 milliarder år.Det er i Paleoproterozoic i omkring 50-100 millioner år, syntes planetens liv at stoppe.

Som en anden bekræftelse af deres resultater nævner forfatterne data om bevægelseshastigheden for litosfæriske plader opnået på basis af paleomagnetisk dating. Lineære magnetiske anomalier under betingelserne for periodiske inversioner af jordens magnetfelt kan betragtes som isochroner (tidsisoliner), da den geomagnetiske polaritetsskala er bundet til den geokronologiske skala. Bandmagnetiske anomalier svarer til områder af jordskorpen der er dannet over en vis tidsperiode, når litospheriske plader divergerer, og bredden af ​​disse anomalier indikerer bevægelseshastigheden af ​​disse plader. Metoden er beskrevet detaljeret i artiklen Chronology of the distant past. Paleomagnetiske data.

I fig. 3 det ses tydeligt, at under Paleoproterozo-pause blev pladernes bevægelseshastighed reduceret, og før og efter det var de ikke kun meget højere, men også bimodalitet observeret i fordelingen af ​​deres værdier, hvilket også er karakteristisk for moderne plade-tektonik og betyder samtidig tilstedeværelse og langsomt bevæger sig.

Fig. 3. Diagram over gennemsnitshastigheden (i cm / år) af litosfæriske plader i Paleoproterozoic. Sorte prikker Viser værdier for individuelle plader, rød linje – gennemsnittet over disse værdier. Blå baggrund en periode med paleoproterozoisk pause fremhæves. Ned nedenfor klippernes alder er angivet (i millioner år). Figur fra den diskuterede artikel i Natur geovidenskab

Ca. 2,1 milliarder år siden blev den rolige periode erstattet af en usædvanlig høj magmatisk aktivitet, som varede op for 1,9 milliarder år siden. Forfatterne mener, at den juvenile (dybtliggende) magmatiske flash skyldtes udgivelsen af ​​betydelig termisk energi akkumuleret i mantlen i den hvile periode. De mener, at denne strøm af mantelenergi og den dermed forbundne emission af materiel medførte en kraftig stigning i den kontinentale skorpe og dannelsen af ​​den første i Jordis halvkugleformede superkontinent Colombia (eller Nuna, Fig. 1), der giver anledning til den såkaldte superkontinentale cyklus, hvorefter de kontinentale blokke Jordens overflade med en vis periodicitet kombineret til et enkelt superkontinent, og divergerer derefter igen. Tilsyneladende skyldes dette omstruktureringen af ​​mekanismen for global tektonik i denne periode: hvis det i tidligere perioder kun er kendt om dannelsen af ​​kratoner (gamle platforme) – store geologiske strukturer,oprindelige "kerner i kontinenterne", for 1,9 milliarder år siden, opstod det første superkontinent (dette er kontinenternes navn, der indeholder hele eller næsten hele verdens kontinentale jordskorpen), der ikke kun består af de kratoner, der er samlet sammen, men også af de foldede regioner (orogener) der forbinder dem, danner langs kraton grænserne. Tilstedeværelsen i kontinentet af foldede områder og skelner det fra kratonen, som kun omfatter platformen.

Derefter blev jordskorpenes kontinentale blokke samlet i superkontinenter flere gange: Rodinia (1 100-750 millioner år siden), Pannotia (600-540 millioner år siden), Lavrussia (ca. 300 millioner år siden), Pangea (335-175 millioner år siden). Tidligere var der sandsynligvis enkeltklynger af kontinentale blokke: Kenorland (2,7-2,1 mia. År gammel), Ur (3 mia. År gammel) og Baalbar (3,6-2,8 mia. År siden). Men disse var snarere craton-agglomerater – superkratoner, og ikke superkontinenter i fuld forstand. I den moderne skorpe er de bevaret meget fragmentarisk. For eksempel bevares kun to fragmenter fra Vaalbars førende superkragere: Kratten i Kaapvaal i Sydafrika og Pilbara-kratonen i Western Australia. Den kendsgerning, at de tidligere udgjorde en enkelt helhed, bekræftes af geokronologiske og paleomagnetiske undersøgelser såvel som tilfældigheden af ​​den stratigrafiske sekvens af klipperne, der komponerer dem.Det samme sæt metoder anvendes også til at bekræfte enhed af delene af alle senere superkontinenter, men for dem (efter fremkomsten af ​​spor af tilsyneladende liv) tilføjes også den "paleontologiske" egenskab som de vigtigste beviser – fund af repræsentanter for samme art i forskellige områder.

Arbejdet under drøftelse er den første generaliseringsundersøgelse, hvor alle faktorer af tekton-magmatisk aktivitet i en af ​​de "tavse" perioder i Jordens historie kombineres og analyseres, om hvilken meget ringe information der er bevaret i planetens geologiske rekord.

Kilde: Christopher J. Spencer, J. Brendan Murphy, Christopher L. Kirkland, Yebo Liu, Ross N. Mitchell. En paleoproterozoisk tektono-magmatisk stilk som en potentiel udløser til superkontinentcyklusen // Natur geovidenskab. 2018. V. 11. s. 97-101. DOI: 10,1038 / s41561-017-0051-y.

Vladislav Strekopytov


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: