Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Позднеордовикское оледенение является первой частью Анд Сахары оледенения . Он был сосредоточен в регионе Сахара в позднем ордовике , около 440–460 млн лет назад (миллион лет назад). Крупное оледенение в этот период считается основной причиной ордовикско-силурийского вымирания . [1] Свидетельства этого оледенения можно увидеть в таких местах, как Марокко , Южная Африка , Ливия и Вайоминг.. Больше доказательств, полученных на основе изотопных данных, состоит в том, что во время позднего ордовика температура тропического океана была примерно на 5 ° C ниже, чем сегодня; это было бы главным фактором, способствовавшим процессу оледенения. [2]

Поздний ордовик - единственный ледниковый период, который, по-видимому, совпал с крупным массовым исчезновением почти 61% морской жизни. [3]

Оценки пикового объема ледяного покрова колеблются от 50 до 250 миллионов кубических километров, а его продолжительность - от 35 миллионов до менее 1 миллиона лет. Также было две вершины оледенения. [2] Кроме того, оледенение северного полушария было минимальным, потому что большая часть суши находилась в южном полушарии.

Доказательства [ править ]

Изотопный [ править ]

Ордовикская временная шкала Carbon 13
На этом графике период времени, представляющий поздний ордовик, находится на самом верху. Происходит резкое изменение содержания углерода 13, а также резкое снижение температуры поверхности моря. [4]
  • Изотопные данные указывают на глобальный хирнантский положительный сдвиг в морском карбонате 18 O и почти в то же время сдвиг в 13 C в органическом и неорганическом углероде. Этому свидетельству дополнительно способствует наблюдение, что как 18 O, так и 13 C резко падают в начале силурия . [5]
  • Направление сдвига 18 O может означать ледниковое охлаждение и, возможно, увеличение объема льда, и величина этого сдвига (+ 4 ‰) была необычайной. Направление и величина изотопного индикатора 18 O потребуют падения уровня моря на 100 метров и падения температуры тропического океана на 10 ° C. [5]
  • Сдвиг 13 C подразумевает изменение углеродного цикла, ведущее к большему захоронению углерода или, по крайней мере, производству большего количества углерода с удалением 12 C в поверхностных водах. Это уменьшение указывает на снижение уровней CO 2 в атмосфере, что будет иметь обратный парниковый эффект, что позволит легче происходить оледенению. [5]

Литологические индикаторы [ править ]

  • Седиментологические данные показывают, что ледниковые щиты позднего ордовика покрыли ледниковую зону бассейна Эль-Куфра. Ледяные щиты также, вероятно, образовали сплошной ледяной покров над Северной Африкой и Аравийским полуостровом. Во всех областях Северной Африки, где встречаются сланцы раннего силура , под ними залегают гляциогенные отложения позднего ордовика, вероятно, из-за аноксии, создаваемой в этих бассейнах. [6]
  • Судя по тому, что мы знаем о тектоническом движении, временной промежуток, необходимый для движения Гондваны на юг к Южному полюсу, был бы слишком большим, чтобы вызвать это оледенение. [7] Тектоническое движение, как правило, занимает несколько миллионов лет, но масштабы оледенения, кажется, произошли менее чем за 1 миллион лет, но точные временные рамки оледенения колеблются от менее 1 миллиона лет до 35 миллионов лет, поэтому Возможно, тектоническое движение еще могло спровоцировать этот ледниковый период. [7]
  • Последовательность стратиграфической архитектуры Бигхорнского Доломита (который представляет конец ордовикского периода) согласуется с постепенным нарастанием ледникового льда. Последовательности Толсторогих Доломитов демонстрируют систематические изменения в составляющих их циклах, и изменения в этих циклах интерпретируются как переход от климата теплицы к климату переходного ледникового дома. [8]
  • Хотя биостратиграфическое датирование ледниковых отложений в Гондване было проблематичным, некоторые свидетельства предполагают начало оледенения уже на песчаном ярусе (приблизительно 451–461 млн лет назад). [8]

Возможные причины [ править ]

Ордовикский метеорит [ править ]

Распад материнского тела L-хондрита вызвал дождь из внеземного материала на Землю, названный ордовикским метеорным событием . Это событие увеличило количество стратосферной пыли на 3 или 4 порядка и могло вызвать ледниковый период, отражая солнечный свет обратно в космос. [9]

Снижение CO 2 [ править ]

Одним из факторов, препятствовавших оледенению, была концентрация CO 2 в атмосфере , которая в то время была где-то в 8-20 раз выше доиндустриальных уровней. [7] Считается, что за это время концентрация CO 2 значительно упала, что могло привести к дальнейшему оледенению, но методы удаления CO 2 в течение этого времени малоизвестны. [5] Оледенение могло возникнуть при высоких уровнях CO 2 , но это сильно зависело от конфигурации континента. [7]

Одна из теорий состоит в том, что в большой вулканической провинции Катиана произошло затопление базальтов, вызванное высокой континентальной вулканической активностью в тот период. Это привело бы к выбросу большого количества CO 2 в атмосферу, но оставило бы базальтовые равнины, заменяющие гранитную породу. Базальтовые породы выветриваются значительно быстрее, чем гранитные породы, которые быстро удаляют CO 2 из атмосферы до более низких уровней, чем до-вулканическая активность. [10]

Уровни CO 2 также могли снизиться из-за ускоренного силикатного выветривания, вызванного распространением наземных несосудистых растений. [11] [12]

Изменение уровня моря [ править ]

Одна из возможных причин падения температуры в этот период - понижение уровня моря. Уровень моря должен понизиться до образования обширных ледяных щитов, чтобы это могло стать возможным спусковым крючком. Падение уровня моря позволяет освободить больше земли для роста ледяного покрова. О сроках изменения уровня моря ведутся широкие споры, но есть некоторые свидетельства того, что падение уровня моря началось до ашгилльского периода , что сделало бы это фактором, способствующим оледенению. [7]

Перенос тепла в океане к полюсу [ править ]

Перенос тепла океаном является основной движущей силой потепления полюсов, забирая теплую воду с экватора и распределяя ее в более высокие широты. Ослабление этого переноса тепла могло позволить полюсам достаточно остыть для образования льда в условиях высокого содержания CO 2 . [7]

К сожалению, из-за палеогеографической конфигурации континентов считается, что глобальный перенос тепла океаном был сильнее в позднем ордовике [13], но исследования показывают, что для возникновения оледенения перенос тепла к полюсам должен был быть ниже, что создает несоответствие в том, что известно. [7]

Палеогеография [ править ]

Возможная установка палеогеографии в период от 460 до 440 млн лет попадает в интервал между карадосским и ашгилльским веками. Выбор установки важен, потому что карадосская установка с большей вероятностью будет производить ледниковый лед при высоких концентрациях CO 2 , а ашгилльский более вероятно произвести ледниковый лед при низких концентрациях CO 2 . [7]

Высота суши над уровнем моря также играет важную роль, особенно после образования ледяных щитов. Более высокая высота позволяет ледяным щитам оставаться более стабильными, но более низкая высота позволяет ледяным щитам легче развиваться. Считается, что поверхность Карадока ниже возвышается, и, хотя он был бы лучше для инициирования во время высокого уровня CO 2 , ему было бы труднее поддерживать ледниковый покров. [14]

Параметры орбиты [ править ]

Параметры орбиты могли действовать в сочетании с некоторыми из вышеперечисленных параметров, чтобы способствовать началу оледенения. Изменение прецессии и эксцентриситета Земли могло стать переломным моментом для начала оледенения. [7] Считается, что в это время орбита находилась на холодной летней орбите южного полушария. [7] Этот тип орбитальной конфигурации представляет собой изменение орбитальной прецессии таким образом, что летом, когда полушарие наклонено к Солнцу (в данном случае к Земле), Земля находится дальше всего от Солнца, и эксцентриситет орбиты такой, что орбита Земли более удлиненная, что усилило бы эффект прецессии.

Совместные модели показали, что для того, чтобы поддерживать лед на полюсе в южном полушарии, Земля должна быть в конфигурации для холодного лета. [13] Скорее всего, оледенение началось в холодный летний период, потому что такая конфигурация увеличивает шансы на выживание снега и льда в течение всего лета. [7]

Конец мероприятия [ править ]

Причины [ править ]

Причина окончания позднего ордовика оледенения является предметом интенсивных исследований, но данные показывают, что оно могло произойти внезапно, поскольку силурийские толщи знаменуют собой значительные изменения по сравнению с ледниковыми отложениями, оставшимися во время позднего ордовика. Большинство свидетельств указывают на резкое изменение, а не на постепенное изменение. [15]

Обрушение льда [ править ]

Одна из возможных причин окончания этого ледникового события - во время максимума ледникового покрова, лед вытянулся слишком далеко и начал разрушаться сам по себе. Ледяной щит сначала стабилизировался, когда достиг Гхата в Ливии.и разработал большую прогляциальную систему веер-дельта. Гляциотектоническая складка и пояс надвигов начали формироваться в результате повторяющихся мелкомасштабных колебаний льда. Гляциотектоническая складка и пояс надвигов в конечном итоге привели к обрушению ледяного покрова и отступлению льда к югу от Гхата. После стабилизации к югу от Гхата ледяной щит снова начал продвигаться на север. Этот цикл каждый раз медленно сжимался все дальше к югу, что приводило к дальнейшему отступлению и дальнейшему разрушению ледниковых условий. Эта рекурсия привела к таянию ледяного покрова и повышению уровня моря. Эта гипотеза подтверждается ледниковыми отложениями и крупными образованиями суши, обнаруженными в Гхате, Ливия, который является частью бассейна Мурзук . [15]

CO 2 [ править ]

По мере того, как ледяные щиты начали увеличивать выветривание силикатных пород и базальтов, важных для связывания углерода (силикаты через карбонатно-силикатный цикл , базальт за счет образования карбоната кальция ) уменьшились, что вызвало снова повышение уровня CO2, что, в свою очередь, помогло подтолкнуть дегляциация. Эта дегляциация вызывает преобразование силикатов на воздухе (что дает возможность связываться с его СО2) и выветривание базальтовой породы, чтобы начать снова, что вызвало повторное оледенение. [4]

Значение [ править ]

Позднеордовикское оледенение совпало со вторым по величине из 5 крупных вымираний , известным как ордовикско-силурийское вымирание.. Этот период - единственное известное оледенение, которое произошло наряду с массовым вымиранием. Событие экстинкции состояло из двух дискретных импульсов. Считается, что первый импульс вымирания произошел из-за быстрого охлаждения и увеличения оксигенации водяного столба. Этот первый импульс был более сильным из двух и вызвал вымирание большинства видов морских животных, существовавших в мелководных и глубоких океанах. Вторая фаза вымирания была связана с сильным повышением уровня моря, и из-за атмосферных условий, а именно уровня кислорода, равного или ниже 50% от современного уровня, высокие уровни бескислородных вод были обычным явлением. Эта аноксия убила бы многих из оставшихся в живых после первого импульса вымирания.[16]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Delabroye, A .; Веколи, М. (2010). «Оледенение в конце ордовика и хирнантский ярус: глобальный обзор и вопросы о стратиграфии событий позднего ордовика». Обзоры наук о Земле . 98 (3–4): 269–282. Bibcode : 2010ESRv ... 98..269D . DOI : 10.1016 / j.earscirev.2009.10.010 .
  2. ^ а б Финнеган, С. (2011). "Масштабы и продолжительность оледенения позднего ордовика-раннего силура" (PDF) . Наука . 331 (6019): 903–906. Bibcode : 2011Sci ... 331..903F . DOI : 10.1126 / science.1200803 . PMID 21273448 .  
  3. Перейти ↑ Sheehan, Peter M (1 мая 2001 г.). «Позднее ордовикское массовое вымирание». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 29 (1): 331–364. Bibcode : 2001AREPS..29..331S . DOI : 10.1146 / annurev.earth.29.1.331 .
  4. ^ а б Сет А Янг, MR (2012). «Совпадали ли изменения содержания CO2 в атмосфере с последними ордовикскими ледниково-межледниковыми циклами?». Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология . 296 (3–4): 376–388. DOI : 10.1016 / j.palaeo.2010.02.033 .
  5. ^ а б в г Бренчли, П.Дж.; JD (1994). «Батиметрические и изотопные свидетельства кратковременного позднеордовикского оледенения в тепличный период». Геология . 22 (4): 295–298. Bibcode : 1994Geo .... 22..295B . DOI : 10.1130 / 0091-7613 (1994) 022 <0295: baiefa> 2.3.co; 2 .
  6. ^ Heron, DP; Ховард, Дж. (2010). «Свидетельства позднего ордовика оледенения бассейна Аль Куфра, Ливия». Журнал африканских наук о Земле . 58 (2): 354–364. Bibcode : 2010JAfES..58..354L . DOI : 10.1016 / j.jafrearsci.2010.04.001 .
  7. ^ a b c d e f g h i j k Herrmann, AD; Пацковский, МЭ; Поллард, Д. (2004). «Влияние палеогеографии, pCO2, переноса тепла океана к полюсу и изменения уровня моря на глобальное похолодание в позднем ордовике». Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология . 206 (1–2): 59–74. Bibcode : 2004PPP ... 206 ... 59H . DOI : 10.1016 / j.palaeo.2003.12.019 .
  8. ^ a b Голландия, СМ; Пацковский, ME (2012). "Последовательная архитектура Доломита Бигхорн, Вайоминг, США: переход к леднику позднего ордовика". Журнал осадочных исследований . 82 (8): 599–615. Bibcode : 2012JSedR..82..599H . DOI : 10,2110 / jsr.2012.52 .
  9. ^ Шмитц, Биргер; Фарли, Кеннет А .; Годерис, Стивен; Heck, Philipp R .; Bergström, Stig M .; Боски, Самуэле; Клэйс, Филипп; Дебай, Винчиан; Дронов Андрей; Ван Гиннекен, Матиас; Харпер, Дэвид А.Т.; Икбал, Фейсал; Фриберг, Йохан; Ляо, Шиюн; Мартин, Эллинор; Мейер, Матиас ММ; Пекер-Эренбринк, Бернхард; Соенс, Бастьен; Вилер, Райнер; Терфельт, Фредрик (18 сентября 2019 г.). «Внеземной триггер для ледникового периода среднего ордовика: пыль от распада материнского тела L-хондрита» . Наука продвигается . 5 (9): eaax4184. DOI : 10.1126 / sciadv.aax4184 . PMC 6750910 . PMID 31555741 .  
  10. ^ Lefebvre, V .; Servais, T .; Francois, L .; Авербух О. (2010). «Была ли большая магматическая провинция Катия спровоцировала оледенение позднего ордовика? Гипотеза проверена с помощью модели углеродного цикла». Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология . 296 : 310–319. DOI : 10.1016 / j.palaeo.2010.04.010 .
  11. ^ Гош, Pallab (2 февраля 2012). «Скромный мох„принес на оледенения “ » . BBC News . Проверено 27 марта 2020 года .
  12. ^ Лентон, Тимоти М .; Крауч, Майкл; Джонсон, Мартин; Пирес, Нуно; Долан, Лиам (февраль 2012 г.). «Первые растения охладили ордовик» . Природа Геонауки . 5 (2): 86–89. DOI : 10.1038 / ngeo1390 . ISSN 1752-0908 . Проверено 27 марта 2020 года . 
  13. ^ а б Пуссар, П.Ф .; Уивер, AJ; Беймс, CR (1999). «Позднеордовикское оледенение при высоком уровне СО2 в атмосфере; анализ сопряженной модели». Палеоокеанография . 14 (4): 542–558. Bibcode : 1999PalOc..14..542P . DOI : 10.1029 / 1999pa900021 .
  14. ^ Скотезе, CR; МакКерроу, WS (1990). «Пересмотренные карты мира и введение. В: Scotese, CR, McKerrow, WS (Eds.), Palaeozoic Palaeogeography and Biogeography» . Мемуары Лондонского геологического общества . 12 : 1–21. DOI : 10,1144 / gsl.mem.1990.012.01.01 .
  15. ^ a b Моро, Дж. (2011). «Позднеордовикская дегляциация ЮЗ». Бассейновые исследования . 23 : 449–477. DOI : 10.1111 / j.1365-2117.2010.00499.x .
  16. ^ Хаммарлунд, ЕС (2012). "Сульфидный драйвер массового вымирания в конце ордовика". Письма о Земле и планетах . 331–332: 128–139. Bibcode : 2012E и PSL.331..128H . DOI : 10.1016 / j.epsl.2012.02.024 .