Western Interior Seaway anoksisi - Western Interior Seaway anoxia

Üç Western Interior Seaway anoksik olayları sırasında meydana geldi Kretase sığ iç deniz yolu Kuzey Amerika'yı iki ada kıtasına bölen Appalachia ve Laramidia (haritayı gör). Bunlar sırasında anoksik olaylar su sütununun çoğu çözünmüş oksijen içinde tükendi. Anoksik olaylar dünya okyanuslarını etkilerken, Batı İç Denizyolu anoksik olaylar, diğerlerine kıyasla benzersiz bir paleo ortam sergiler. havzalar. Batı İç Deniz Yolu'ndaki kayda değer Kretase anoksik olayları, Aptiyen -Albiyen, Senomaniyen -Turoniyen, ve Konyasiyen -Santoniyen aşamaları ve sırasıyla Okyanus Anoksik Olayları I, II ve III olarak tanımlanır. Anoksinin epizodları, çok yüksek deniz seviyelerinin yakınlardaki deniz seviyesiyle çakıştığı zamanlarda ortaya çıktı. Şiddetli orojenez Laramidia'yı batıda ve Karayipler'de etkileyen büyük volkanik bölge güneyde, su kolonuna besin maddeleri ve oksijen adsorbe edici bileşikler sağladı.

Çoğu anoksik olay, 13C izotopu belirtmek için bir vekil olarak toplam organik karbon tortul kayalarda korunmuştur. Çok az oksijen varsa, su sütununun dibine yerleşen organik malzeme, normal oksijen ayarlarına kıyasla kolayca bozunmaz ve kayaya dahil edilebilir. 13Corganik miktarı karşılaştırılarak hesaplanır 13C'den a'ya karbon izotop standardı ve birden fazla örnek kullanmak kayalar boyunca organik karbon içeriğindeki değişiklikleri (δ) izleyerek zamanla δ13Corganik eğri. Δ13Corganiksonuç olarak, bir Bentik oksijen eğrisi.

Bu art arda anoksik olayların getirdiği mükemmel organik karbon koruması, Batı İç Denizyolu katmanlarını en zengin kaynak kayalar petrol ve gaz için.

64 ila 74 milyon yıl önce Farallon, Kula ve North American Plate dağılımı. Oklar, plaka hareketinin vektörlerini (büyüklük ve yön) temsil eder.

Batı İç Denizyolu tektoniği ve coğrafyası

Kretase Dönemi boyunca, Batı İç Denizyolu'nun batı kıyısı boyunca aktif volkanizma ve Şiddetli orojenez okyanusun yakınsamasıyla oluşan Farallon ve Kula ile plakalar Kuzey Amerika plakası.[1] Sevier orojenezi sırasında aktif volkanizma, kısmi erime yiten Farallon ve Kula plakalarının bir kısmı: ortaya çıkan eriyik, üstteki Kuzey Amerika plakası boyunca ilerleyerek bir aktif volkanlar. En aktif volkanizma, Batı İç Denizyolu'nun batı kıyı şeridinin aşırı kuzey ve güney kısımlarında meydana geldi.[1]

Orojenezin doğusunda bir arka ark Kuzey Amerika plakasının, yiten okyanus plakalarının yatay gerilimine yanıt olarak eğrilmesi nedeniyle oluşan havza. Alçakta yatan alan, sıcak iklim nedeniyle gezegenin okyanus sularının genişlemesine ve kıtanın iç kısmına su basmasına neden olduğu için Kretase boyunca su altındaydı. Sırasında deniz seviyesi Senomaniyen-Turoniyen sınırında Okyanus Anoksik Olayı II yüksek küresel sıcaklıklar nedeniyle Kretase'nin en yüksek noktasındaydı. O sırada, Batı İç Denizyolu, Kuzey Denizi'nden (şimdiki Arktik Denizi) Tethys Denizi (şu anda Meksika Körfezi), 6000 km uzunluğunda ve 2000 km genişliğinde.[2][3][4] En derin kısımlar yaklaşık 500 m derinliğindeydi.[3]

Oluşumu Karayip Tabağı Batı İç Denizyolu'nun güney bölgesi yakınlarındaki Tethys Denizi'nde bir büyük volkanik bölge 95-87 milyon yıl önce su altı lav akıntıları üreten (Karayip Platosu olarak adlandırılır).[5]

Anoksik olaylar

Harici Görsel
görüntü simgesi nature.com Eser metaller, okyanus gübrelemesi, tabakalaşma ve anoksiye kaynaklı magmanın akış şeması.

Besin kaynağı bulma

Sevier ve Karayip püskürmelerinden kül ve çözünmüş eser metaller, Batı İç Deniz Yolunda anoksinin itici mekanizması olan su sütununa besin sağladı.[6] Volkanik püskürmelerden kaynaklanan kül, kalın bentonit Batı İç Denizyolu katmanlarında katmanlar. Kül içerir eser metaller düşük konsantrasyonda iken, su kolonunda yaşayan mikroorganizmalara besin sağlar. Karayip Platosu lavları kaynaklı hidrotermal sıvılar eser metaller ve sülfitler içerir. Her iki olay birlikte, okyanusun birincil üreticileri olan fotosentez yapan mikroorganizmaları gübreleyerek su kolonunun kimyasını zenginleştirdi. Artış birincil üretim su sütununun geri kalanını etkileyecektir. biyokütle (organizmaların belirli bir hacimdeki yoğunluğu), hem metabolizma sırasında hem de öldükten sonra çürüme süreçleri sırasında mevcut oksijenin çoğunu kullanacaktır. Ek olarak, çözünmüş oksijen pasif olarak metallere ve sülfitlere bağlanarak su kolonundaki oksijeni daha da tüketir.[6]

Tabakalaşma

Önemli bir oksijen kaybı, çevresel karışıklıklara yol açar. Su sütunu tabakalaşma aşağıdaki bölge olduğunda meydana gelebilir tortu-su arayüzü Normalde oksijensiz olan, tortunun üzerine ve su kolonuna doğru hareket eder. Bu, derin suda yaygın bir fenomen olsa da, bu, sığ Batı İç Deniz Yolundaki anoksik ortamlarda meydana geldiği şeklinde yorumlanmaktadır. Bentik fauna Senomaniyen-Turonyan Sınır Olayı Oceanic Anoxic Event II ile ortaya çıktı. Nesli tükenme, okyanus tabakalaşmasının denizde düşük oksijen koşullarına neden olmasıyla açıklanabilir. bentik bölge. Ayrıca, birincil denizcilik üretiminin artırılması plankton Aşırı miktarda metabolik atık ürüne neden olur, özellikle aşırı CO üretimi2 organik bozunma süreçleri sırasında. CO ne zaman2 su molekülleri ile birleşerek, alkalinite deniz suyu. Sonunda okyanus o kadar asitleşebilir ki kalsit kabuksuz organizmaların sert kısımlarına dahil edilemez (biyomineralize ) ve bu nedenle yaşamak zehirlidir.[7]

Oceanic Anoxic Event II sırasında Western Interior Seaway'e bir bakış. Kuzey Amerika levhasının yapısı ve deniz seviyesinin (mavi çizgi) Amerika Birleşik Devletleri (kırmızı çizgi) üzerinde, yakınsak kenar boyunca yanardağlardan gelen besleyici maddeler ve bunun sonucunda ortaya çıkan su sütunu tabakalaşması (yeşil) ve havza boyunca kapsamı (kesikli yeşil çizgi).
13Corganik Oceanic Anoxic Event II (OAE II, yeşille vurgulanmıştır) süresi için eğri 13Corganik Senomaniyen-Turoniyen Aşama Sınırı boyunca (yaklaşık 93.9 milyon yıl önce) zaman boyunca (y ekseni) bir standart (Viyana Pee Dee Belemnite) ile karşılaştırıldığında.

Western Interior Seaway'deki anoksik olaylara alternatif teoriler

Oceanic Anoxic Event II

Batı İç Denizyolu katmanları olumlu13Corganik Oceanic Anoxic Event II sırasında gezi, bu da organik karbonun mükemmel bir şekilde korunduğu anlamına geliyor. Bununla birlikte, diğer kanıtlar çelişkili. Molibden Oksijene duyarlı bir eser metal, yalnızca anoksi varsa, tabakalarda oksitlenmemiş formda bulunacaktır. Bir çalışma, Oceanic Anoxic Event II katmanlarında molibden eksikliğini gösterdi.[8] Diğer çalışmalar, Oceanic Anoxic Event II'nin tamamı boyunca anoksik ortamlarda yaşayamayan bentik organizmaların varlığını gösterdi.[7] Sonuç olarak, bentik oksijen koşulları arasındaki ilişki konusunda bir görüş farkı vardır ve 13Corganik eğri temsil eder. Oceanic Anoxic Event II sırasında Western Interior Seaway'deki Anoxia hala bir muammadır.

Anoksik ve disoksik hipotezi

Oceanic Anoxic Event II'nin, Western Interior Seaway tarihindeki en uzun süreli ve en güçlü su sütunu tabakalaşmasına neden olduğuna inanılıyor.[8] Batı İç Denizyolu katmanlarına adanmış birçok araştırma olmasına rağmen, Oceanic Anoxic Event II'nin bentik bölgenin oksijen içeriği üzerindeki etkisi hala tartışılmaktadır.[6][9][10] Nispeten yakın tarihli bazı araştırmalar, Oceanic Anoxic Event II sırasında Western Interior Seaway sularının dysoxic (2,0 - 0,2 mL O2/ L / H2O [oksik> 2,0 mL O2/ L]) anoksik (<0,2 mL O2/ L / H2Ö).[11] Disoksik su, oksik ve anoksik, oksik ve disoksik veya dysoksik ve anoksik koşullar arasında zamanla değişen orta miktarda oksijen veya oksijene sahip olarak yorumlanabilir. Bentik oksijen değişkense, oksijendeki değişim oranları organik karbon korumasını, bentik fosil bolluğunu ve çeşitliliğini ve oksijene duyarlı eser metal konsantrasyonlarını etkileyecektir.

Dolaşım modelleri

Western Interior Seaway'in anoksi lekelerine veya suyun katmanlaştığı yerlere sahip olabileceği iddia edildi. Bu, içindeki varyasyonlarla temsil edilecektir. 13Corganik deniz yolunun farklı yerlerinde aynı anda biriken kayalardaki seviyeler.[7]

Western Interior Seaway su sirkülasyonunun bazı modelleri, suların homojen bir şekilde karıştığını ve tabakalaşmadığını göstermektedir.[12] Deniz yolu, büyük bir koy olarak modellendiğinde, doğu kıyısı boyunca Tethys'ten kuzeye doğru ılık tuz bakımından zengin suyun ve batı kıyısı boyunca güneye doğru soğuk Boreal sularının hareket etmesinden oluşan çok geniş bir döneme sahip olabilir. Farklı tuzluluk ve sıcaklıklara sahip sular katmanlaşabilirken, modeller deniz yolunun dolaşım girdabı nedeniyle iyi karıştığını tahmin ediyor.

Referanslar

  1. ^ a b Shurr, G.W., Ludvigson, G.A., Hammond, R.H. 1994. Kretase Batı İç Havzasının Doğu Kenarı Üzerine Perspektifler. Amerika Jeoloji Derneği, Boulder: Özel Makale # 287, 264 s.
  2. ^ Slingerland, R.L., Kump, L.R, Arthur, M.A., Fawcett, P.J., Sageman, B.B. ve Barron, E.J. 1996. Amerika Jeoloji Derneği Bülteni, 108, 941-952.
  3. ^ a b Bowman, A.R. ve Gale, A.S., Hardenbol, J., Hathaway, B., Kennedy, W.J., Young, J.R. ve Phansalkar, V. 2002. Senomanian (Üst Kretase) dizilerinin küresel korelasyonu: Deniz seviyesinde Milankovitch kontrolü için kanıt. Jeoloji, 30, 291-294.
  4. ^ Bralower, T.J. 2005. ABD, Western Interior ve New Jersey kıyı düzlüğünde Senomaniyen-Turoniyen sınırı boyunca yüksek çözünürlüklü karbon izotop kayıtlarının paleo oşinografik önemi. Deniz Jeolojisi, 217, 305-321.
  5. ^ Bralower, T.J. 2008. Felaketin volkanik nedeni. Doğa, 454, 285-287.
  6. ^ a b c Sageman, B.B., Meyers, S.R. ve Arthur, M.A. 2006. Orbital zaman ölçeği ve Senomaniyen-Turonian sınır stratotipi için yeni C-izotop kaydı. Jeoloji, 34, 125-128.
  7. ^ a b c Henderson, R.A. 2004. Orta Kretase kabuk yatakları ve organik zengin şeyl birliği: besin açısından zengin, anoksik deniz tabanı ortamının çift kabuklu sömürüsü. Palaios, 19, 156-169.
  8. ^ a b Meyers, S.R., Sageman, B.B. ve Lyons, T.W. 2005. Organik karbon gömü hızı ve molibden temsili: Teorik çerçeve ve Senomaniyen-Turoniyen okyanusal anoksik olayına uygulama 2. Paleoceanografi, 20, PA2002. doi: 10.1029 / 2004PA001068
  9. ^ Keller, G., Berner, Z., Adatte, T., ve Stueben, D. 2004. Senomaniyen-Turoniyen ve δ13C ve δ18O, Pueblo, Colorado'da deniz seviyesi ve tuzluluk varyasyonları. Paleocoğrafya, Paleoklimatoloji, Paleoekoloji, 211, 19-43.
  10. ^ Kennedy, WJ, Walaszczyk, I. ve Cobban, WA 2005. Küresel Sınır Stratotip Kesiti ve Kretase Turon Evresinin tabanı için Nokta: Pueblo, Colorado, ABD Episodes: Journal of International Geoscience, 28, 93-104 .
  11. ^ Tyson, R.V. ve Pearson, T.H. 1991. Modern ve antik kıta sahanlığı anoksisi: genel bir bakış. Jeoloji Derneği, Londra, Özel Yayınlar, 58, 1-24. doi: 10.1144 / GSL.SP.1991.058.01.01
  12. ^ Slingerland, R.L., Kump, L.R, Arthur, M.A., Fawcett, P.J., Sageman, B.B. ve Barron, E.J. 1996. Geological Society of America Bulletin, 108, 941-952.