Messinská krize slanosti

Reliéfní mapa středomořské pánve a přilehlých regionů

Messinian slanost krize (anglicky: Messinian slanost krize , zkráceně MSC ) je část historii Země , v níž Středomoří byla částečně nebo zcela vyschla. Zde byly v nejhlubších mořských pánvích uloženy až tři kilometry silné odpařovací horniny ( vapority ). Stalo se to asi před šesti miliony lety a asi před pěti miliony let na konci Messinu , poslední etapy miocénu .

Objevný příběh

Již v roce 1833 si britský geolog Charles Lyell všiml stávkujícího faunálního úseku v různých fosilních lokalitách v Itálii , kde zmizelo mnoho živých tvorů, které dříve obývali Středomoří, a byly vysídleny jinými organismy. Dnešní fauna by se měla z velké části vynořit. Touto pozoruhodnou událostí Lyell stanovil hranici mezi geologickými epochami miocénu a pliocénu .

První stopy

Na konci 19. století, kdy se na nížině Valence v jižní Francii stavěla studna na pitnou vodu, byla objevena rokle ukrytá pod kvartérním štěrkem, která byla nevysvětlitelně zaražena hluboko do krystalického podloží. Později bylo možné prokázat tuto soutěsku v celém údolí Rhone mezi Lyonem a Camargue , kde byla plná mořských sedimentů pliocénu. Dokonce i tehdy někteří francouzští a italští paleontologové uvažovali o dočasném vysušení Středozemního moře, aby tento jev vysvětlili. Na počátku 20. století byly takové myšlenky stále rozšířené, ale byly považovány za vysoce spekulativní. Sci-fi autor HG Wells , který studoval geologii s Vincentem Illing v Londýně v mládí , používal nápad v jeho povídce hroznou Folk .

V roce 1958 odhalily seismické měření severoamerickým oceánografem Brackettem Herseyem dosud neznámou geologickou strukturu, která byla vždy asi 100 až 200 metrů pod dnem Středozemního moře. Jelikož tento povrch, takzvaný „M-reflektor“, těsně sledoval současný profil mořského dna, bylo zřejmé, že jde o vrstvu tvrdého kamene, která se v určitém časovém okamžiku rovnoměrně a soudržně ukládala po celé Středomoří. Kromě toho konstrukce se objevil v seismických profilů, které byly připomínající solných dómů, které se zvedly z hlubin a propíchnuté nadložních sedimentů . Mnoho geologů v té době tušilo, že sůl musela pocházet z období permu nebo triasu , protože během těchto geologických dob se v mnoha částech světa před více než 200 miliony let vytvořila hojná ložiska soli . také série Zechstein ve střední Evropě. Vzhledem k tomu, že dříve známá permská a triasová ložiska solí se nacházejí v relativně mělkém Epicontinental Sea , tj. H. nad kontinentální kůrou a ne v hluboké oceánské pánvi byly nově objevené struktury považovány za důkaz, že středomořská pánev se potopila někdy během 200 milionů let po triasu.

Pouze několik geologů spekulovalo, zda se tyto solné dómy nemohly vytvořit současně s malými rozptýlenými nalezišti vaporitů , jako jsou například ty, které byly vystaveny ve městě Messina na Sicílii (a které pojmenovaly scénu Messin). Další solné a sádrové útvary tohoto věku byly nalezeny v Piemontu , Toskánsku , Kalábrii a také ve Španělsku , Maroku , Alžírsku , Tunisku , Řecku , Turecku , na Kypru a v Izraeli .

Objev

Stromatolity v přesolených tropických vodách (zde: Shark Bay , Austrálie)

První hmatatelné důkazy o bývalém vysychání Středomoří se objevily v létě roku 1970 v rámci expedice Nohy 13 hlubinné vrtné lodi Glomar Challenger . Geologové pod vědeckým vedením Williama Ryana a Kennetha Hsü objevili vrtná jádra v Baleárské pánvi, která odhalila překvapivou povahu „M-reflektoru“. Menší zbytky dolomitu (hornina podobná vápenci , pouze s uhličitanem bohatým na hořčík ) a sádrové oblázky byly již vyvrtány v otvorech 121 až 123, ale z nich nebyly vyvozeny žádné další závěry. Omítka byla koneckonců již byla vyprázdněna z nedaleké pevniny. Ve vrtu 124 však byly stromatolity a anhydrit nalezeny v hloubce asi 2000 metrů pod hladinou moře . Stromatolites jsou nyní jemné střídají vrstvy ztuhlého kalu a vápna nanesené od řasy rohože v přílivové zóny mělkých tropických vodách. Takzvaný anhydrit „kuřecího drátu“ je naproti tomu síran vápenatý  - jako sádra, ale bez uzavřené křišťálové vody  - který se vysráží téměř výlučně v „ slaniskách “ ( Sabchas ), velmi horkých a suchých pobřežních pláních, ve kterém dokonce dosáhly teploty podzemní vody nad 30 ° C. Při nižších teplotách se tvoří pouze sádra. Tyto fosilie (v tomto případě mikroskopické vápencové ulity foraminifera ) v mořských usazenin pod sedimenty Sabcha ne data z permu, ale pocházejí z mnohem nedávná fáze messin.

Pokusy o vysvětlení

Na první pohled se tato zjištění jevila jako zcela nekompatibilní. Na jedné straně vyvrtané kameny a usazené struktury jasně ukazovaly ložisko pod velmi mělkou vodou. Na druhou stranu seismické údaje naznačovaly, že „M-reflektor“ pokrýval hluboká dna Středozemního moře, jako by se tam formoval na místě ve velkých hloubkách. Kromě toho se odpařovače měly najednou vytvořit současně s velkým počtem malých izolovaných ložisek na okolní pevnině, které byly dříve považovány pouze za bezvýznamné místní události a těžko se navzájem spojovaly.

Pokus o vysvětlení, který představoval také člen expedice Leg-13 , sedimentolog Vladimir Nesteroff , zněl: Když byly uloženy Messinianské odpařeniny , Středomoří muselo být mělkým přilehlým mořem, které se po odříznutí proměnilo v jedno. z atlantické velké solné pánve. Potopení oceánské pánve by pak již v určitém okamžiku v průběhu mezozoika nebo kenozoika nemohlo dojít , ale mělo k němu dojít velmi rychle, před méně než pěti miliony let.

Jiní vědci, například sám vůdce expedice Bill Ryan, však o možnosti tak rychlé „zaoceánizace“ kontinentální kůry pochybovali. V klasické teorii geosynklinů byly takové představy o „povodích kolapsu“ a „žlabech poklesů“ stále obhájitelné, ale od vzniku nového geotektonického modelu deskové tektoniky v 60. letech se stále více zdiskreditovaly. Byl proto učiněn závěr, že anhydrit se musel nějakým způsobem vytvořit v hluboké vodě. Ve skutečnosti byly při pozdějším vrtání nalezeny hlubinné sedimenty nejen nad solemi, ale také pod nimi. Z tohoto důvodu se uvažovalo o modelech, jak by se mohly akumulovat těžké solanky nebo solanky na základně velkého sloupce vody , který by byl dostatečně koncentrovaný, aby vysrážel snadno rozpustné minerály .

Gibraltarský průliv a západní Středomoří (Alboranské jezero) při pohledu z vesmíru

Nakonec však zvítězil nápad, který by mohl protichůdná zjištění konečně spojit. Odpařovače se ukládaly pod mělkou vodou (řasové rohože, které vytvořily stromatholity, koneckonců nemohly nikdy existovat v hlubokém moři bez světla), ale stále byly několik tisíc metrů pod úrovní světového moře. Zatímco byla Gibraltarská úžina uzavřena a bránila pronikání vody z Atlantiku, musely se odpařeniny vytvořit na dně velmi hlubokých pouštních nádrží.

Vrt 133 západně od Sardinie již poskytl důležitou indikaci. Pod „M-reflektorem“ nebyly žádné odpařeniny, ale střídavé vrstvy dobře zaobleného štěrku s intenzivně červenými a zelenými kameny . Zřejmě to byly nánosy pouštních řek, které stékaly po sardinském kontinentálním šelfu a vytvářely sutinové vějíře na jeho úpatí. Kamenná sůl , jeden z odpařovacích minerálů, který se téměř úplně vysráží , již byla nalezena ve vrtu 134 .

V důsledku toho vyšlo najevo více a více náznaků, že dlouho známé hlubinné kaňony před ústy Rhone a dalších řek se nejen v pleistocénu vytvořily působením podvodních lavin, jako jsou kaňony v Atlantiku. a Pacifik, ale již na konci miocénu byly strmé boky převážně vyschlé středomořské pánve rozřezány hluboko do dnešních hlubinných plání . Například koryto Nilu v Asuánu bylo již 750 metrů pod dnešní hladinou moře, jak bylo určeno při stavbě přehrady Nasser v letech 1959 až 1970, a v ústí poblíž Káhiry bylo hluboké dokonce 2 400 metrů.

Další zjištění

Obrovské množství získaných Messinianových odpařovačů, které, jak bylo později stanoveno, dosáhlo maximální tloušťky až tří kilometrů, však nemohlo být uloženo v průběhu jediného vysychání. Veškerá sůl rozpuštěná ve Středomoří by nikdy nebyla dost.

Depoziční cykly

Po důkladném prozkoumání vrtu 124 si Kenneth Hsü dva roky po ukončení vrtné kampaně uvědomil, že povaha vrstev jasně naznačuje několik cyklů, ve kterých bylo Středomoří vyschnuto a znovu naplněno. V této době si byl také vědom existence velkého brakického jezera ( Paratethys ) ve východní Evropě.

Nejstarší sediment v každém cyklu pocházel buď z hlubokého moře, nebo z velkého brakického jezera. Jemnozrnné sedimenty na půdách s klidnou vodou nebo z velkých hloubek vykazují dokonale jednotné pruhy. Jak bazén vysychal a hloubka vody se zmenšovala, pruhy byly čím dál nepravidelnější, jak se vlny zvětšovaly. A když místa, kde se usazovaly sedimenty, byla občas jen pod vodou, vytvořil se stromatolit. Nakonec po dalším vysušení byla dříve zaplavená oblast zcela suchá a ze slané podzemní vody Sabcha se nyní vysráží anhydrid. Najednou však přes Gibraltarský průliv pronikla mořská voda - nebo se z východoevropského brakického vodního jezera vniklo velké množství brakické vody. Nyní se Baleárská pánev znovu naplnila a jemnozrnné masy bahna, které s sebou nesla voda, náhle překrývaly „anhydrit kuřecího drátu“. V průběhu milionů let, které zahrnovaly takzvanou Messinovu fázi pozdního miocénu, se tento cyklus opakoval nejméně osmkrát až desetkrát.

chronologie

Paleogeografie západního Středomoří na počátku Messinianů: B = Betická úžina, G = dnešní Gibraltarská úžina, M = Alboránská pánev, S = Sorbasova pánev, R = Rifská úžina. Dnešní pobřeží jsou zobrazena červeně.

Před 20 miliony let předchůdce oceánu Středomoří, Tethys , stále tvořil širokou vodní cestu mezi Indickým oceánem a otevíracím Atlantikem. V průběhu následující doby se však Tethys stále více zužoval, dokud se africká deska srazila s Blízkým východem asi před 15 miliony let ve středním miocénu . To vedlo k rozvinutí řetězových hor na Středním východě a ukončilo spojení vznikajícího Středozemního moře s Indickým oceánem. Od této chvíle existovala pouze spojení s Atlantikem v podobě Betické úžiny na jihu Pyrenejského poloostrova ( Pyrenejský blok , Pyrenejský malý talíř nebo jednoduše Iberie ), severně od Betické Cordillery a Rifského průlivu v severozápadní Africe , jižně od pohoří Rif . Dnešní Gibraltarský průliv uzavřel horský oblouk, který spojoval Betic Cordillera a Rif ( Gibraltarský oblouk ).

Přesný proces a přesné důvody Messinské krize slanosti jsou stále kontroverzní. Lze však předpokládat, že by se Středomoří za několik desítek tisíc let vypařilo bez jakéhokoli přílivu. Zatímco v minulosti se většinou předpokládalo, že hladina moře globálně poklesne, nebo že zbývající oceánské silnice byly bočně zúženy kvůli tektonickým pohybům, od roku 2003 se diskutuje o modelu, podle kterého rozsáhlé pohyby v horním plášti vedly k uzavřeny námořní průchody mezi Atlantikem a Středozemním mořem.

V modelu autoři navrhují, aby subdukce oceánské litosféry pod Alboránským mořem (nejzápadnější Středomoří) odloupla pásy subkontinentální plášťové litosféry pod jižním okrajem Iberie a severozápadní Afriky. Na konci miocénu vedlo odstranění materiálu v dolní oblasti litosféry spolu s odtokem materiálu pláště do uvolněného prostoru k rychlému pozvednutí zbývající litosféry nahoře, včetně kůry a mořských průchodů jižní okraj Iberie a severozápadní Afrika. Tyto procesy v horním plášti byly rekonstruovány z časového a prostorového vývoje geochemického složení vulkanických hornin v jižním Španělsku, severním Maroku a mořském dně mezilehlé části Středozemního moře (Alboránské jezero). Na základě geochemických analýz a datování věku bylo možné ukázat, že složení vulkanických hornin v regionu se drasticky změnilo mezi 6,3 a 4,8 miliony let, tj. Převážně současně s vysycháním Středozemního moře (od subdukce do typu intraplate). Tato změna silně ukazuje na příčinnou souvislost mezi procesy v zemském plášti a Messinianskou slanou krizí. Model je podporován termomechanickými ( geofyzikálními ) výpočty, které ukazují, že procesy v horním plášti mohly způsobit nárůst oceánských silnic téměř o kilometr, a tedy nad hladinu moře. To vedlo k uzavření námořních chodeb, izolaci a nakonec k vysušení Středozemního moře.

Podle Clauzona a kol. (1996) krize slanosti začala před 5,75 miliony let, podle Krijksmana a kol. (1999) však již 5,96 Ma. Oba autoři navrhují rozdělit krizi slanosti na dvě části. Zatímco Clauzon předpokládá, že v první fázi (5,75–5,60 Ma) došlo pouze k mírnému poklesu hladiny moře, během kterého se odpařeniny ukládaly pouze v okrajových oblastech Středozemního moře, a že fáze (5,60–5,60 Ma) trvala místo nato, 32 Ma) následovalo úplné zúžení a odpaření, při kterém by se odpařeniny vytvořily v hlubokých povodích a obrovských kaňonech, Krijksman navrhuje, aby tyto byly již v první fázi (5,59-5,50 Ma), zatímco ve druhé fázi (5,50–5,33 Ma) se cyklická napařovací depozita vytvořila ve velké povodí Lago-Mare („mořské jezero“).

Rekonstrukce Gibraltarského průlivu na přelomu miocénu a pliocénu.

Asi před 5,33 miliony let, na přelomu miocénu a pliocénu , nejnovější poznatky naznačují, že pozemní most mezi Evropou a Afrikou byl zpočátku mírně snížen, takže po několik tisíciletí z Atlantiku proniklo do sušené vody jen malé množství vody - středomořská pánev. Voda se postupně hloubila hlouběji do pozemního mostu, až nakonec 200 kilometry dlouhým a až 11 kilometrů širokým kanálem protékalo asi 100 milionů metrů krychlových za sekundu a rychlostí 144 kilometrů za hodinu průtokový kanál o 40 centimetrů za sekundu se den prohloubil. Bylo vyplaveno celkem 500 kubických kilometrů horniny. Výsledkem bylo, že na vrcholu tohoto procesu stoupla hladina vody ve středomořské pánvi denně o více než 10 metrů, dokud nebylo Středozemní moře znovu naplněno po maximálně dvou letech. Od té doby je tato úžina jediným přirozeným spojením mezi Atlantikem a Středozemním mořem a Černým mořem.

V druhém případě by obnovené a konečné zaplavení pánve pravděpodobně relativně úzkým, ale hlubokým kanálem v Gibraltarském průlivu bylo mnohem méně efektním procesem, než se dříve myslelo. Grandiózní obraz tisíce metrů vysokého vodopádu, tisíckrát tak silného jako Niagarské vodopády , který se řevem vrhá do hluboké pouštní pánve, jak jej obzvláště popularizoval Kenneth Hsü, by musel být trochu přepracován. Nálezy na Sicílii přinejmenším v závěrečné fázi hovoří pouze ve prospěch rychlých, nikoli však katastrofických povodní Středozemního moře.

Izolovaná naleziště vaporitů na pevninách kolem Středozemního moře jsou většinou sedimenty v menších, ale také výše položených okrajových pánvích, které byly vyvýšeny nad hladinu moře během pozdějších fází formování hor, například v Itálii, na Sicílii a na Krétě. Povodí v jižním Španělsku a severozápadní Africe naopak tvořila jediné spojení s Atlantikem, dokud se neotevřel Gibraltarský průliv. I mírné tektonické pohyby nebo eustatické výkyvy hladiny moře v této oblasti by mohly zablokovat nebo obnovit spojení s Atlantikem, se Středozemím, ale také s jednotlivými dílčími povodími. Tektonický a sedimentární vývoj Betické úžiny a Rifské úžiny pravděpodobně tvoří klíč ke konečnému pochopení Messinské krize slanosti.

Účinky

Tento článek nebo následující oddíl není dostatečně vybaven podpůrnými dokumenty ( např. Individuálními důkazy ). Informace bez dostatečných důkazů mohly být brzy odstraněny. Pomozte Wikipedii prozkoumáním informací a zahrnutím dobrých důkazů.
Pohled přes okraj hlubokého závrtu v krasu pohoří Orjen v Černé hoře

Kromě eroze podmořských kaňonů je vysoušení Středomoří také odpovědné za hlubokou krasovění na severu a východě Jadranu a za rychlou erozi Alp .

Při hodnocení klimatických důsledků Messinské krize slanosti je často obtížné rozlišit příčinu a následek. Spustila zvýšená tvorba ledovců globální snížení hladiny moře a způsobila tak odtržení Středozemního moře? Nebo vazba enormního množství soli snížila slanost světových oceánů, čímž zvýšila bod mrazu mořské vody a podpořila tvorbu ledu? V každém případě bylo během miocénu v některých částech střední Evropy patrné suchější podnebí podobné stepi, zatímco v pliocénu po zaplavení Středozemního moře bylo klima stále vlhčí a chladnější, až do poslední doba ledová .

Zatímco středomořská podlaha byla převážně suchá a podobná poušti, z okolních náhorních plošin se po kontinentálních svazích šířily jehličnaté lesy. Dnešní středomořské ostrovy tvořily vysoké vrcholky hor s alpskou flórou . Po povodních tato sdružení přežila například na Sardinii a na Korsice , zatímco jinde ustoupila do vysokých hor. Vysušení podle všeho také umožnilo migraci mnoha druhů zvířat z Afriky do Evropy, například divokých koní a dokonce i hrochů , které se po záplavách někdy, podobně jako kozí na Baleárských ostrovech ( Myotragus balearicus ), vyvinuly do trpasličích forem. Hsü dokonce spekuloval, zda by dezertifikace velké části Afriky, která je často obviňována z raných hominidů „slézajících ze stromů“, nemohla být způsobena krizí slanosti.

Budoucí vývoj

Například Středozemní moře je již výrazně slané než severní Atlantik, například kvůli vysoké rychlosti odpařování a nízkému otevření Gibraltarského průlivu. Podobně Gibraltarský průliv je již opět mělčí než v pliocénu. Lze předpokládat, že se pravděpodobně znovu uzavře za dva nebo tři miliony let.

Maličkosti

Ve svém oceněném sci-fi románu Poslední den stvoření z roku 1981 autor Wolfgang Jeschke umožňuje lidem cestovat zpět do doby Messinské krize slanosti.

Viz také

literatura

  • Kenneth J. Hsü: Středomoří byla poušť. Na výzkumných cestách s Glomar Challenger. Harnack, Mnichov 1984. ISBN 3-88966-012-6

Individuální důkazy

  1. ↑ Kenneth J. Hsü: Středomoří byla poušť. Na výzkumných cestách s Glomar Challenger. 112, Harnack, Mnichov 1984.
  2. ↑ Svend Duggen, Kaj Hoernle, Paul van den Bogaard, Lars Rüpke, Jason Phipps Morgan: Hluboké kořeny mezininské krize slanosti . In: Nature , sv. 422, 2003, s. 602-606. doi: 10,1038 / nature01553
  3. ^ S. Duggen, K. Hoernle, P. van den Bogaard, D. Garbe-Schönberg: Post-kolizní přechod od subduction- do intraplate typu magmatismus v nejzápadnější Středomoří: Důkaz pro kontinentální hranou delaminaci subkontinentálních litosféry . In: Journal of Petrology , sv. 46, 2005, č. 6, str. 1155-1201, doi: 10,1093 / petrology / egi013
  4. ↑ Garcia-Castellanos, D., A. Villaseñor: Messinská krize slanosti regulovaná konkurenční tektonikou a erozí v Gibraltarském oblouku. In: Nature , sv. 480, 2011, str. 359–363, doi: 10,1038 / nature10651 ( alternativní odkaz na PDF ( memento z 9. července 2015 na WebCite ); 3,7 MB)
  5. ↑ Georges Clauzon, Jean-Pierre Suc, Francois Gautier, André Berger, Marie-France Loutre: Alternativní interpretace Messinské krize slanosti: Vyřešena kontroverze? . In: Geology , sv. 24, 1996, č. 4, str. 363-366. doi: 10.1130 / 0091-7613
  6. ^ W. Krijgsman, FJ Hilgent, I. Raffi, FJ Sierros, DS Wilson: Chronologie, příčiny a průběh Messinské krize slanosti . In: Nature sv. 400, 1999, s. 652-655. doi: 10.1038 / 23231
  7. ^ A b c D. Garcia-Castellanos et al.: Katastrofická povodeň Středomoří po Messinské krizi slanosti. In: Nature , sv. 462, 2009, str. 778-781, doi: 10,1038 / nature08555

webové odkazy

Commons : Messinian Salinity Crisis  - Sbírka obrázků, videí a zvukových souborů