7 Minutės
Raudonosios jūros dramatiškas išdžiūvimas ir staigus atgijimas
Nauji tyrimai, kuriuos vadovauja Karaliaus Abdulos mokslo ir technologijų universitetas (KAUST), rodo, kad Raudonoji jūra prieš maždaug 6,2 milijono metų visiškai išdžiūvo, o vėliau buvo staiga pripildyta katastrofinio potvynio iš Indijos vandenyno. Tyrimai atskleidžia, kad prieš tą įvykį baseinas buvo paverstas druskinga dykuma, o grįžimas į atvirą jūros aplinką įvyko per geologiškai labai trumpą laiką.
Integruodami seisminius reikšmių vaizdus, mikrofosilijų analizę ir didelio tikslumo geocheminį datavimą, KAUST mokslininkų komanda sudarė griežtą laiko juostą šiam ekstremaliam perėjimui: nuo visiško išdžiūvimo iki pilnų jūrinių sąlygų praėjo mažiau nei 100 000 metų — intervalas, kuris geologijoje yra beveik akimirka. Projekto vadovė dr. Tihana Pensa (KAUST) pažymi, kad baseino nuosėdų įrašas atspindi vieną iš staigiausių Žemės aplinkos pasikeitimų: nuo gyvybingo jūros kelio iki druskų apaugusių lygumų ir vėl atgal į atvirą jūrą.
Įrodymai ir taikyti metodai
Šis tarpdisciplininis tyrimas sujungė tris pagrindines duomenų grupes, kurios kartu sudarė aiškų įvykių sekos vaizdą. Kiekvienas metodas pateikė skirtingą, papildantį įrodymą apie desikaciją ir vėlesnį reflooding'ą, o jų sintezė leido išvengti vienpusiškų interpretacijų ir pagerino chronologinį tikslumą.
Seisminis vaizdavimas
Gilus prasiskverbimas seisminiais tyrimais atskleidžia Raudonosios jūros nuosėdų baseino architektūrą ir gerai išsaugotas dugno struktūras. Ypač išsiskiria 320 kilometrų ilgio povandeninis kanjonas, išraižytas pietiniame baseino pakraštyje — toks urvas nurodo didelio energijos erozinį įvykį. Tokios geomorfologinės formos paprastai susidaro, kai didelis vandens srautas greitai prapjauna minkštesnes nuosėdas arba perveria vulkaninius užtvarus, kaip tai galėjo įvykti prie Hanish salų. Seisminiai sluoksnių pjūviai rodo staigius nuosėdų aptvarų pokyčius, stipriai kontrastuojančius su lėtesnėmis sedimentacijos fázėmis prieš ir po įvykio.
Mikrofosilijų ir nuosėdų analizė
Mikrofosilijos — foraminiferos ir kiti planktoniniai likučiai — pateikia jautrų registrą apie biologines ir ekologines sąlygas praeityje. Nuoseklūs paviršutiniškai tyrinėti sluoksniai rodo ilgą periodą, kuriam būdingas sumažėjęs arba visiškai išnykęs jūrinių organizmų gyvybingumas nuosėdose, datuojamose maždaug nuo 15 iki 6 milijonų metų. Tai atitinka padidėjusią druskingumą, izoliaciją ir vietines rūšių išnykimo bangas. Virš šių stipriųjų evaporitinių (druskų ir gipso) sluoksnių staiga atsiranda normalios jūrinės faunos fosilijos, rodančios greitą recolonizaciją po potvynio — kai vandenynas grąžino įprastas jūrines sąlygas.
Geocheminiai ir amžiaus apribojimai
Isotopiniai nuosėdų datavimo metodai (pvz., urano–olovo, kalcio–indyžio arba kituose kontekstuose naudojami patikimi izotopiniai santykiai) kartu su geocheminėmis jūros vandens druskingumo žymėmis leido komandai susiaurinti šio proceso laiką iki maždaug 6,2 milijonų metų prieš dabar. Be to, sudėtinė geocheminių „žymenų“ analizė — tokių kaip izotopiniai druskos, kalcio, sieros ir mikroelementų santykiai — padėjo įvertinti, kiek greitai salinumas sumažėjo per reflooding'ą. Remiantis šiomis linijinėmis ir stratigrafinėmis indikacijomis, komanda nustatė, kad basinės perpildymo greitis galėjo būti mažesnis nei 100 000 metų, o potencialiai ir žymiai trumpesnis, jei potvynis buvo tikras vienkartinis erozinis įvykis.
Kaip Indijos vandenynas pripildė baseiną
Anksčiau Raudonoji jūra buvo prijungta į šiaurę prie Viduržemio jūros per seklią slenkstį, tačiau ši sąsaja vėliau nutrūko, o basinas tapo uždaru, intensyviai garavusiu druskingu rezervuaru. Pietinėje dalyje vulkaninis kalnagūbris netoli Hanish salų veikė kaip natūralus barjeras, atskiriantis baseiną nuo Indijos vandenyno. Nauja rekonstrukcija rodo, kad Indijos vandenyno vanduo per viršų arba pertrūkio vietą pralaužė šį vulkaninį užtvarą ir įsiveržė katastrofišku potvyniu. Šis srautas — labai intensyvus ir energingas — sukūrė minėtą 320 km kanjoną, greitai užliejo druskingus lygumus ir atstatė įprastinę jūrinę cirkuliaciją bei ekologinę struktūrą.
Tokių didelių vandens masių įsiveržimai gali vykti per kelias dešimtis arba šimtus metų vietovės mastu, tačiau geologinėje laiko skalėje jie užtrunka itin mažai — tai ir buvo pastebėta Raudonosios jūros registre. Svarbu pažymėti, kad šis reflooding'as, pagal tyrėjų chronologiją, įvyko beveik milijonu metų anksčiau už gerai žinomą Viduržemio jūros Zanclean potvynį (po Messiniečių sūrumo krizės), todėl Raudonoji jūra turi išskirtinę, ankstyvesnę atstatymo istoriją pasaulinių vandenų kontekste.
Geologinis kontekstas ir svarba
Raudonoji jūra yra „jaunas“ vandenyninis baseinas, susiformavęs, kai Arabijos plokštė atitraukėsi nuo Afrikos maždaug prieš 30 milijonų metų. Jos ankstyvosiose stadijose susiformavo rifto ežerai, o vėliau — platesnė įlanka, kai baseinas pirmą kartą užpildėse iš šiaurės maždaug prieš 23 milijonus metų. Viduriniojo–vėlyvojo mioceno laikotarpiu (maždaug 15–6 milijonų metų prieš dabar) ribota cirkuliacija ir intensyvus garavimas skatino plačius evaporitų (druskos, gipso) sluoksniavimus ir vietinius jūrinės faunos nuostolius.
6,2 milijono metų desikacija ir vėlesnis potvynis yra reikšmingi dėl kelių priežasčių. Pirma, jie demonstruoja, kaip tektonika (rifto vystymasis ir vulkaniniai barjerai), jūros lygio svyravimai ir regioninis klimatas gali sujungti jėgas, kad sukurtų ekstremalias jūrines sąlygas. Antra, Raudonosios jūros pavyzdys veikia kaip natūralus laboratorijos modelis, padedantis suprasti, kaip nauji vandenynų baseinai atidaromi, kaip formuojasi storos evaporitų sekos ir kaip ekosistemos atsigauna po katastrofiškų pokyčių. Trečia, tokie įvykiai dokumentuoja, kaip greitai gali pasikeisti geocheminės ir biologinės sąlygos globaliame kontekste, ir suteikia analogijų kitų rifto baseinų interpretacijoms visame pasaulyje.
Pasekmės ir tolesni tyrimai
Gilesnis šio greito reflooding'o supratimas turi platesnių pasekmių paleoklimato rekonstrukcijoms, vandenų cirkuliacijos modeliams ir nuosėdų sekų interpretacijai, kurios yra svarbios tiek angliavandenilių, tiek mineralų paieškai. Evaporitų sluoksniai, ypač kai jie susikaupė greitai ir intensyviai, gali užkoduoti informacijos apie ankstesnes chemiją ir temperatūrą, todėl tikslus datavimas bei geocheminis analizavimas yra būtinas. Ateities darbai apims detalesnį gręžinių ėmimą (coring), aukštesnės rezoliucijos seismines apžvalgas ir papildomus geocheminius proxy'us, kad būtų tiksliau apskaičiuoti potvynio tūriai bei greičiai, taip pat stebėti ekologinio atsistatymo tempą — įskaitant koralinių rifų atkūrimą, kurie šiandien vis dar gyvuoja baseine.
"Mūsų rezultatai plečia supratimą, kaip vandenynai kūrėsi ir vėl buvo sujungti geologinio laiko bėgyje," teigė KAUST bendraautorė profesorius Abdulkader Al Afifi. Tyrimas sustiprina KAUST lyderystę Raudonosios jūros tyrimuose ir pabrėžia šio baseino vaidmenį susiejant tektoniką, klimatą ir biosferos pokyčius. Tuo pačiu metu jis atveria naujus klausimus apie potvynio mechaniką, erozinius potencialus ir ilgalaikes pasekmes regioninei biologinei įvairovei.
Ekspertų įžvalgos
Dr. Lara Mitchell, jūrinė geologė, nedalyvavusi šiame tyrime, komentavo: "Seisminės architektūros ir fosilijų derinys sudaro įtikinamą argumentą, kad įvyko didelio masto užliejimas. Jei kanjonas iš tiesų yra vienkartinio, intensyvaus erozinio potvynio rezultatas, tai suteikia retą ir tiesioginį įrodymą, kaip greitai jūrinis baseinas gali pereiti nuo hipersalinės aplinkos iki visiškai marininių sąlygų — svarbus analogas kitiems pasaulio rifto baseinams."
Tokios nepriklausomos ekspertų nuomonės yra svarbios, nes jos padeda patvirtinti interpretacijų patikimumą ir nurodyti sričių, kur reikalingi papildomi duomenys. Pavyzdžiui, geochemikai norėtų platesnio izotopinių proxy'ų spektro, biologai — daugiau mikrofosilijų taksonominių tyrimų, o geofizikai — aukštesnės rezoliucijos seisminių duomenų, kad būtų galima išskirti potvynio eigos etapas.
Išvados
KAUST vadovaujama tyrimų programa perskaičiavo mūsų supratimą apie Raudonosios jūros istoriją: visiškas išdžiūvimas, po kurio maždaug prieš 6,2 milijono metų įvyko dramatiškas Indijos vandenyno potvynis — ir visa tai vyko geologiškai labai trumpoje laiko skalėje. Šis įvykis pakeitė baseino nuosėdų įrašą ir nustatė naują jo ekologinį kursą. Jis tampa vertingu atveju, leidžiančiu suprasti, kaip tektonika, jūros lygio svyravimai ir klimato sąlygos kartu gali sukelti ekstremalias jūrines aplinkas, kurių pėdsakai išlieka milijonus metų.
Ateities tyrimai, pagrįsti esamais rezultatais, turi galimybę dar labiau išplėsti mūsų žinias apie potvynio mechanikas, nuosėdų cheminę evoliuciją ir ekologinį atsistatymą, taip pat suteikti tvirtą pagrindą praktiškai svarbioms geologinėms interpretacijoms, reikalingoms energetikos ir žemės išteklių sektoriams.
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą