8904 подписчика

Потоп мощнее этого науке не известен

10 минут

704 прочтения

27 декабря 2017

Если кто-то думает, что наука не занимается изследованием потопов, случавшихся в стародавние времена, он основательно заблуждается, так как историей потопов занимаются не только изучающие старинные източники историки, но и геологи, и климатологи и многие другие учёные. Представляю вашему вниманию историю, разсказанную одним из учёных - Даниэлем Гарсиа-Кастельяносом (Daniel Garcia-Castellanos) . Поскольку я не переводчик, и в английском ни в зуб ногой,я возпользовалась услугами гугля, постаралась малость причесать, немного дополнила из других мест, и вот, что получилось:

Как пополнилось Средиземное море

Позвольте мне рассказать вам историю, которая включает в себя эволюцию ландшафта Земли и наводнения беспрецедентного масштаба. Это связано с исследованием нашей собственной группы здесь, в CSIC 1.

Классические авторы, такие как Аристотель, Галилео или Леонардо да Винчи, описывали рождение Средиземного моря в результате огромного потока воды, который заполнил высохший бассейн, через Гибралтарский пролив. Все подобные истории можно проследить до 3-го тома самой старой известной энциклопедии: Historia Naturalis (I век н.э.). Там Плиний Старший рассказал легенду из южной Испании, которая приписывала образование пролива Гибралтар Гераклу, который «позволил войти океану туда, где он прежде был исключен». «Океан не довольствовался размывом суши и сносом части ее, увеличив тем пустые пространства; ему мало было ворваться через размытые горы и, оторвав Кальпе [Гиблартар] от Африки, поглотить гораздо больше земли, чем оставить»

Как ни удивительно, геофизические и геологические исследования, проведенные в последние десятилетия, похоже, поддерживают это древнее видение о происхождении Средиземного моря.

В августе 1970 года судно DSDP Challenger находилось в западном Средиземноморье, к югу от Балеарских островов, где глубина воды почти в 3000 м. Геологи на его борту искали источник видной сейсмической характеристики на морском дне, называемой М-рефлектором, и к их большому удивлению они просверлились в толстый слой ангидрита - первое свидетельство огромного запаса эвапоритовых пород, простирающиеся в Средиземном море.

С момента идентификации мессинского яруса австрийским натуралистом Карлом Майером (конец девятнадцатого века) мы знаем, что морская связь между Средиземным морем и Атлантическим океаном к концу миоцена стала мизерной. В современной хроностратиграфии это датируется временем 6 миллионов лет назад, когда наши ранние предки начали ходить в Центральной Африке на двух ногах. В результате Средиземное море стало огромной соляной кастрюлей, в которой во время так называемого Мессинского кризиса солености накопилось около 10% соли, растворенной в Мировом океане,

Сухие периоды длились тысячелетиями, в течении который вода изпарялась, а соль из неё оседала, образуя слой. "Впоследствии слой соли на дне заполненного моря уже не растворялся, так как был защищён осадочными отложениями. Бурение морского дна, выполненное американским исследовательским судном «Гломар Челленджер» (англ. Glomar Challenger), обнаружило 11 слоёв соли, разделённых осадочными породами, которые образуют двухкилометровую толщу[2]." membrana

***

Продолжающееся тектоническое поднятие области Гибралтарской дуги, перекрыло оба пролива: Бетик и Рифан и, наконец, этим образовало атлантическое море и полностью изолировало Средиземное море от океана, около 5,6 миллионов лет назад. Затем Средиземное море в значительной степени испарилось в результате сухого климата на территории его водораздела. Наконец, около 5,3 миллионов лет назад Средиземное море было заполнено водой из Атлантики через Гибралтарский пролив. Найденные свидетельства того, что это произошло геологически очень быстро (а именно, резкое изменение от миоцена до плиоценовых осадочных слоев), сделали это событие известным как Занклинский потоп (Zanclean flood).

Потоп вдоль Гибралтарского порога может быть вызван его опусканием ниже уровня Атлантики или землетрясением или эрозией (или комбинацией этих трех предложенных механизмов). Но помимо причин для наводнения, еще одним неизвестным является природа, внезапность и эволюция самого наводнения: от резкого перехода в записи осадочного слоя широко считается (хотя и не единогласно), что событие было очень быстрым. Но в геологии быстрый может означать сто тысяч лет. Поскольку мало известно о ее динамике, и, возможно, потому, что для геологов быстрые крупные события редки и бросают вызов принципу униформизма, продолжительность наводнения претерпевала широкий диапазон оценок от десятков до десятков тысяч лет.
Моделирование заполнения водой через пролив Гибралтара Стивеном Н. Уордом. Обратите внимание на распределение скорости воды около 1:27.

Прежде чем знать что-либо о мессианском Средиземноморье, я интересовался ролью озер в управлении долговременной эволюцией топографии крупных континентальных регионов. Озера - это те водоемы, которые собирают осадки в местных топографических минимумах. Озера обычно эфемерны по геологическим временным шкалам: если не существует тектонического процесса, расширяющего этот топографический бассейн, они вскоре заполняются осадком, переполняя свои берега. Когда вода находит выход, она поднимается вдоль него, поднимая уровень озера и распространяя эту эрозию по течению потоков, стекающих из озера. В наших эволюционных моделях ландшафта этот переход был систематически очень быстрым, но этот результат не был достаточно убедителен по двум причинам: во-первых, данные об озерах для сравнения с ними были скудными, и мы нуждались в сценарии более масштабного случая, где следы эрозии были более очевидны. Во-вторых, наши модели не учитывали переменный поток воды, а вместо этого вычислялся устойчивый поток (то есть, осаждение воды равно потерям воды за счет испарения на каждом временном шаге моделирования).

Затем я случайно узнал о кризисе солености в Мессинии, о его влиянии на эволюцию Средиземноморья и о гипотезе мегапотопа в его окончании. Мне показалось, что обратная связь между потоком воды и разрезом, которую мы предусмотрели для озер, должна быть похожа на поток в Занклине, рассматривая глобальный океан, как огромное озеро. Объединив формулировку разреза реки с правильными гидродинамическими уравнениями, мы построили простую, но прочную математическую формулу для наводнений. Мы использовали тогда эрозионные параметры, полученные в результате исследования или разреза горной реки, а затем включили реконструкцию геометрии морского дна Средиземного моря. Затем мы начали запускать виртуальные потоки.

Первые результаты были настолько удивительными, что мы думали, что что-то, вероятно, не так с кодом. Все происходило гораздо быстрее, чем в тех сценариях озера, к которым мы привыкли. Средиземноморье заполнилось всего за несколько лет, и через Гибралтарский пролив был промыт большой канал эрозии глубиной в сотни метров . К сожалению, мы мало знали об эрозийности горных пород, чтобы иметь убедительные результаты. Но если бы это было правильно, мы могли бы найти следы эрозии в процессе наводнения, сохраненные под осадочными слоями в проливе.

Мы обратились к ранее опубликованным исследованиям и обнаружили два свидетельства: первый - это старое сейсмическое изображение, показывающее поперечное сечение осадочных слоев около области пролива. Оно показало четкий канал, идущий с запада на восток от пролива в Море Альборана, высеченное в досеманских отложениях. Ранее считалось, что этот канал является результатом речной эрозии высохшего пролива, но очевидной большой реки, которая могла бы привести к этой эрозии, нет. Вторая часть доказательств была получена из месторождений горных пород, пробуренных в проливе, в рамках исследования туннельного проекта «Африка-Европа», который будет строить связь (мост?) между Испанией и Марокко. Эти керны также показали канал глубиной 200 м, шириной более 3 км и заполненный пост-мессианским осадком. В целом задокументированная эрозионная долина, соединяющая Восточную Атлантику и Западное Средиземноморье, составляет более 200 километров. Если бы это было результатом речной эрозии, было бы странно видеть эрозию по обе стороны от нынешнего водного разрыва между Атлантическим и Средиземным морями. Более того, сейсмические данные показывают огромный пандус, несколько километров в ширину, который постепенно спускается из Атлантики в Средиземное море.

С этими данными мы снова обратились к моделям. Используя наблюдаемую глубину и ширину эрозии в качестве граничных условий, модель оценила теперь, что наводнение, возможно, началось медленно, и потребовалось несколько тысяч лет до того, как произошло значительное повышение уровня Средиземноморья. Но важно то, что они также показывают, что 90% воды, должно быть, влились за период, не превышающий двух лет, и что при максимальном сбросе вода вливалась со скоростью 100 миллионов кубических метров в секунду, в тысячу раз больше самой большой сегодняшней реки на Земле. Если бы использовались «более жесткие» параметры эрозии, то прогнозировалось бы, что пополнение Средиземноморья будет медленнее, но расчетная эрозия в конце наводнения будет недостаточной для воспроизведения геофизической картины. Чтобы соответствовать наблюдениям, канал затопления должен был вырубать в скале почти половину метра в день, что привело к большому входному потоку, который увеличивал бы уровень Средиземного моря более чем на 10 метров в день.

Этот метод не позволяет ограничить путь и скорость начальных этапов. Это означает, что первоначальный триггер, возможно, был геологически скромным событием, таким большим штормом, цунами или частичным коллапсом разделительного барьера. Но результаты гарантировали, что для учета окончательного размера эрозионного канала 90% воды должно быть быстро перенесено в течение периода от нескольких месяцев до двух лет.

Если эти наблюдения и результаты будут независимо подтверждены, наводнение в Занклине станет крупнейшим известным потопом в истории Земли. Наводнение в Занклине на порядок превышало поток воды, чем в мегапотопах, которые, как мы знаем, имели место во время последней деградации (например, наводнения в Миссуле или наводнение в Бонневиле).

Последствия такого быстрого наводнения неизбежно велики: глобальной флоре и фауне пришлось быстро адаптироваться к новым условиям окружающей среды. Морские разновидности быстро колонизировали огромную новую область, тогда как для наземных видов, особенно на островах, затопленное Средиземное море стало внезапным барьером, вызывающим видообразование. Если бы наземная связь континентов оставалась, это могло бы способствовать более раннему прибытию первых людей в Западную Европу. Вместо этого ранние люди должны были добираться в Западную Европу обходным путём и не прибыли до времени около полутора миллионов лет назад. Мессинский кризис солености также подчеркивает важность морских путей в понимании геологической записи: проливы ограничивают смешение с глобальным океаном, и их размер является ключевым параметром, модулирующим химический реестр, обнаруженный в осадках. Наводнение также может иметь тектонические последствия: вес затопляющих вод таков, что он должен был изменить вращение Земли, и это должно было привести к тому, что весь Средиземноморский регион опустился, по крайней мере, на один километр в мантии, согласно принципу Изостасии. На глобальный климат, безусловно, должен был повлиять кризис солености в Мессинии, и его быстрое прекращение, но пока это, пожалуй, самый неуловимый аспект кризиса, что-то замечательное, поскольку я не знаю других сценариев геологической истории, где климатические реакции на такие большие изменения окружающей среды могут быть лучше проверены.