Что такое геохронология?
Когда и в каком порядке происходили геологические события?
Ответ на этот вопрос очень важен для понимания того, что может быть движущей силой изменений в системе Земли, включая тектонические движения плит и изменение климата.
Для расшифровки правильного хронологического порядка событий используется целый ряд методов. Одним из важных инструментов является радиоизотопная датировка. Так как она может определить точный возраст образования пород.
Радиоактивные изотопы элементов по своей природе нестабильны. Это означает, что со временем они будут деградировать от одной формы к другой. Период полураспада (скорость радиоактивного распада) каждой системы колеблется от миллисекунд до миллиардов лет. Если рассматривать прошлые миллионы - миллиарды лет, то урановый свинец (U-Pb) является идеальным вариантом, так как период его полураспада составляет около 4,5 миллиардов лет.
Знакомство с урановым свинцом произошло благодаря прекрасному минералу - циркону. Цирконы образуются в виде кристаллов в охлаждающих магматических камерах. Их кристаллическая структура совместима со структурой урана, но крайне несовместима со свинцом. Это означает, что при образовании в кристаллах циркона достаточно много урана, но свинца нет.
На протяжении миллионов лет радиоактивный распад урана на свинец означает, что весь свинец в цирконе сегодня является полностью радиогенным продуктом радиоактивного распада. Поэтому соотношение урана и свинца может дать точный возраст образования кристаллов циркона от 10 до 1000 миллионов лет назад. Это означает, что если вулканические отложения, такие как лавы или слои вулканического пепла, сохраняются в составе пород, то их можно использовать для точной датировки последовательности.
Тектоника плит в палеоцене
Палеоценовая эпоха находилась между 66-55,8 млн. лет назад, после мелового периода. Переход с мелового в палеоценовый ознаменовался известной катастрофой, приведшей к исчезновению динозавров.
Палеоцен был важным периодом времени для тектонических движений плит в северном полушарии. В то время, когда динозавры вымерли, Северная Атлантика все еще находилась в зачаточном состоянии. В течение следующих нескольких миллионов лет Северная Америка и Евразия начали распадаться, что в конечном итоге привело к образованию морского пути, соединяющего Атлантический и Северный Ледовитый океаны. Однако разрыв был сложным процессом.
По мере миграции морского дна на север появились две отчетливые рифтинговые зоны.
Первая рифтовая зона была между Северной Америкой и Гренландией, на территории, которая сейчас является Лабрадорским морем и заливом Баффин.
Вторая рифтовая зона находилась между Гренландией и Евразией, что в итоге привело к расколу, сформировавшему северо-восточную часть Атлантического океана.
Броня Лабрадора разорвалась первой, но в какой-то момент времени обе рифтовые зоны оказались активными. Это означало, что в течение короткого периода времени (с геологической точки зрения) Гренландия представляла собой отдельную плиту, движущуюся независимо как от Северной Америки, так и от Евразии.
Центральный бассейн Свальбарда
Горы, которые сегодня составляют основную часть юго-центральной части Шпицбергена, это осадочные породы, которые когда-то оседали в дельтах и мелководных морях.
Выходы горных пород показывают, что среда отложений представляла собой длинный, но тонкий бассейн, который очень быстро оседал. Такие долины называются предгорными бассейнами и находятся в непосредственной близости от горных хребтов. Вес гор заставляет земную кору сгибаться, создавая долину рядом с горами.
Горы, которые находились рядом с Центральным бассейном Шпицбергена, называются Западно-Шпицбергенским складчатым поясом. Эти сильно деформированные породы показывают, что между Гренландией и Шпицбергеном происходило сжатие, за которым через некоторое время, когда северо-восточная часть Атлантического океана начала открываться, произошла транспрессия (сочетание сжатия и бокового движения).
Свидетельства сжатия и транспрессии можно также обнаружить вдоль северных окраин Гренландии и острова Элсмир на северо-востоке Канады. Важно отметить, что предгорные бассейны формируются одновременно с развивающейся горной цепью. Это означает, что любые вулканические отложения, сохранившиеся в толще, могут быть использованы для точной даты начала формирования бассейна, а значит, и горного хребта.
Что заставило Гренландию изменить направление?
Существует несколько возможных вариантов, которые могли бы стать причиной такой смены, как по отдельности, так и вместе.
Гренландия находилась между Североамериканской и Евразийской платформами, поэтому изменения в движении могут быть результатом действий сил, действующих на одной из этих гораздо более крупных платформ. Другой возможный вариант, появление мантийного шлейфа у основания коры.
Мантийные шлейфы приносят значительное количество тепла из глубин Земли, что приводит к расплавлению коры и вулканической активности.
Усиленное таяние продолжается и сегодня, хотя и значительно медленнее. По текущим оценкам, общее количество магматического материала составляет от 6 до 10 миллионов кубических километров. Большая часть этой активности по-прежнему проявляется вдоль окраин северо-восточной Атлантики, включая Британские острова, Фарерские острова и Восточную Гренландию. Поэтому, возможно, что изменения в движениях пластин могут быть связаны с первым импульсом магматической активности.
