Več

2.26: Kvartarno obdobje (pred 2,6 milijona let do danes) - geoznanosti

2.26: Kvartarno obdobje (pred 2,6 milijona let do danes) - geoznanosti


Obdobje

Epoha

Opombe

Časovni razpon

Kvartarni

Pleistocenska epoha

Časovno obdobje glavnega ledene dobe kjer kontinentalna poledenitev napreduje in se umika; ledeniki, ki so v hladnih obdobjih pokrivali večji del severne Severne Amerike in Evrope. Sodobna človeška vrsta se pojavlja v fosilnih zapisih. Mnoge vrste velikih kopenskih sesalcev so izumrle na koncu pleistocenske epohe. Izvedite več o pleistocenu v Kaliforniji, ohranjenem v jamah La Brea Tar, v Los Angelesu (spletna stran muzeja paleontologije UC Berkeley).

2,6 milijona do 11.000 let

Holocenska epoha

Konec viskozinske ledene dobe do danes. Vključuje 400 metrov dviga morske gladine in vzpon človeških civilizacij. Ljudje se dvignejo in postanejo prevladujoča vrsta na Zemlji. Izvedite več o holocenu: Ameriški prirodoslovni muzej

11.500 let
predstaviti


Od srede 19. stoletja so geologi ugotovili, da so se v najnovejšem obdobju geološkega časa (splošno znanem kot "ledena doba") spremenile krajina in okolje. V šestdesetih letih 20. stoletja je bilo splošno sprejeto, da je delovanje ledenikov močno spremenilo površje zemlje na širokih območjih, vključno z večino severne Evrope in Severne Amerike. Sodobne znanstvene tehnike so nam dale vpogled v obseg in čas podnebnih sprememb, ki so privedle do razširitve svetovnih ledenih kape do trikrat večjega obsega, kar je povzročilo poledenitev v nekdaj neglaciranih regijah.

Večino Evrope in Britanije je pred približno 20.000 leti pokrival velik ledeni pokrov.


Neogeno obdobje (pred 23 milijoni let do 2,6 milijona let)

Potoki so nosili mulj, pesek in gramoz, erodirali iz dvigajočih se skalnatih gora v zahodni in osrednji Kansas, kjer so tvorili porozno formacijo Ogallala. Ogallala, ki je danes večinoma pod zemljo, je glavni vir podzemne vode. Vetrovi so prenašali vulkanski pepel z zahoda.

Med neogene živali in rastline spadajo nosorogi, tapirji, konji, kenguru podgane, salamandri, bezgi, drevesa kokoši in trave. Najdeni so fosili živalskih rovov in gnezd mravlje.


Kvartarni

Kenozojska doba, pred 65 milijoni let do danes, je razdeljena na dve obdobji, terciarno in kvartarno. Terciarno obdobje, pred 65 do 2 milijona let, zajema obnovo živalskega kraljestva ob koncu velikega izumrtja Krede. Že od neperspektivnega začetka so majhni, nočni oportunisti, sesalci, skupaj z preživelimi pticami, izžarevali v najštevilčnejše in najrazličnejše oblike življenja, ki so naseljevale Zemljo.

V času kvartarja, pred dvema milijonoma let do danes, so dramatične podnebne spremembe zmanjšale splošno raznolikost živalskega sveta, vendar se je pojavil še en izjemen evolucijski oportunist & # x2014 dvonožni hominid .

Prejšnja faza kvartarja, pleistocenska doba (pred 2 milijoni do 10.000 leti), zajema izmenična obdobja ledeniškega napredovanja in umika po severni polobli ter ustrezen učinek na rastlinsko in živalsko življenje. Sedanje poglavje zgodovine Zemlje, holocenska doba, se ukvarja z medledenicnim obdobjem, v katerem je prišlo do prevlade Homo sapiens, prvi sesalec, ki oblikuje svoje okolje in ga tudi oblikuje.

Med pleistocenom so celine nadaljevale lagodno odnašanje proti severu. Antarktika je ostala na mestu nad Južnim polom z nenehno naraščajočim ledenim pokrovom. Kopenski most, ki je nastal med Severno in Južno Ameriko, je še naprej motil oceanske tokove s pošiljanjem hladnejše vode v trope. Zdi se, da so ti geografski dogodki, skupaj s splošnim trendom ohlajanja približno 10 & # xB0 F, nagnili planet v vrsto "ledenih dob", ki so se prepletale s krajšimi zmernimi obdobji. Med poledenitvijo so se ledene plošče, ki so nastale na severnem polu, premaknile čez severno poloblo in zaklenile ogromne količine svetovne vode. Morska gladina se je znižala za 90 metrov (300 čevljev) in povezovala prej ločene kopne mase. Evropa in Britanija sta postali sosednji, prav tako Sibirija in Aljaska. Pomembnejši učinek ledenikov je bilo zmanjšanje vlažnosti po vsem svetu. Ko so tropi postali puščave, so bili večji sesalci Madagaskarja in Avstralije potisnjeni v izumrtje. Ko so gozdovi propadali v travinja, so bile živali po vsem svetu potisnjene v krčenje zatočišč in konkurenco med seboj. Črede rastlinojedih živali, ki so uspevale na travnikih, niso bile kos, ko so se zmerni gozdovi v toplejših obdobjih širili proti severu. Travnjaki v hladnejših zemljepisnih širinah bližje polu niso bili tako bujni ali raznoliki in so bili s prehrano revnejši. Epizodno napredovanje in umik habitata je lahko pripeljalo do sodobnih vzorcev migracije toplokrvnih živali.

Stalni podnebni stresi in mešanje vrst čez nekdaj ovire so prispevali k splošni zmanjšani raznolikosti. Do konca pleistocena pred 12.000 leti so "megafavna" & # x2014 mamuti, mastodonti, 2,5-metrski (3-tonski) lenivci in Aepyornis, 400 kilogramov težka ptica & # x2014 je skorajda izginila. Skoraj neopažen med velikanoma (mamuti, mastodonti in lenivci) tistega časa je bil nov evolucijski igralec. Drevesni primati, ki spominjajo na majhne drevesne rovke, so cveteli pred 60 milijoni let in povzročili več skupin. To so bili posteljica sesalci, ki so imeli roke z zmožnostjo prijemanja, oči, obrnjene naprej, in zobe, prilagojene na vsejed prehrana. Usklajevanje iz oči v oči, ki ga spodbuja način plezanja po drevesu, je tudi prisililo k razvoju "mislečega" dela možganov.

Ko so okoljski pritiski delovali na prosimance, so se razvili v močnejše antropoide in nazadnje v hominoide, družino opic, ki se je pred 25-10 milijoni let razširila po Afriki, Evropi in Aziji. Pred približno 4 milijoni let so nekateri primati, ki so jih vodili potrebe ali zvabili priložnosti, prevzeli novo vedenje in hodili na zadnjih nogah. Kostni fosili kažejo, da se je njihova prvotno pokončna drža menjavala s štirinožnimi teki in plezanjem. Toda postopoma je hominid postajal vse bolj dvonožen in osvobajal roke za nošenje in manipulacijo s svojim okoljem. Pokončna hoja je zahtevala dramatične spremembe v anatomiji in te spremembe so še povečale anatomsko vrzel med tem pračlovekom in njegovim najbližjim sorodnikom, četveronožnim opicom.

Medenične spremembe so omejile velikost mladih ob rojstvu in ustvarile daljše obdobje odvisnosti dojenčkov. To pa je spodbudilo razvoj družbene organizacije za zaščito in vzgojo mladih. Druge koristi tega sodelovanja so spodbujale bolj zapletene dogovore, kot so skupno iskanje, uporaba komunalnih zavetišč, izdelava orodij, specializacija dela in deljenje virov. Tako se je začelo dolgo potovanje od tropskih krošenj dreves do najbolj oddaljenih predelov sveta s strani sesalca, ki ima moč vplivati ​​na vse življenje na Zemlji.

Na zgodovino življenja lahko gledamo kot na neskončen krog okoljskega pritiska, ki se # spreminja in upada & # x2192 prilagodljivo sevanje & # x2192 in več pritiska. Homo sapiens, prva vrsta, ki je kdaj ustvarila lastne okoljske pritiske, je zdaj na pragu. Se bomo prilagodili ali zavrnili?

glej tudi Geološka časovna lestvica.

Bibliografija

Asimov, Isaac. Življenje in čas. Garden City, NY: Doubleday & amp Company, 1978.

Fortey, Richard. Fosili: ključ preteklosti. Cambridge, MA: Harvard University Press, 1991.

& # x2014 & # x2014 & # x2014. Življenje: Naravna zgodovina prvih štirih milijard let življenja na Zemlji. New York: Viking Press, 1998.

Petek, Adrian in David S. Ingram, ur. Cambridge Enciklopedija znanosti o življenju. London: Univerza Cambridge, 1985.

Gould, Stephen Jay, ur. Knjiga življenja. New York: W. W. Norton & amp Company, 1993.

Lambert, David. Terenski vodnik po prazgodovinskem življenju. New York: Facts on File, 1985.

McLoughlan, John C. Synapsida: Nov pogled na izvor sesalcev. New York: Viking Press, 1980.

Steele, Rodney in Anthony Harvey, ur. Enciklopedija prazgodovinskega življenja. New York: McGraw Hill, 1979.

Wade, Nicholas, ur. Knjiga o fosilih in evoluciji Science Times. New York: The Lyons Press, 1998.

Navedite ta članek
Spodaj izberite slog in kopirajte besedilo za svojo bibliografijo.


Geologija Missourija

Missouri se nahaja na starodavni geološki strukturi, imenovani severnoameriški kraton, ki je jedrna kletna skala, ki tvori severnoameriško celino. Kletna skala je kamnina, ki tvori jedro vseh celin, v Missouriju pa so to kletno skalo tektonske sile najprej potisnile v severnoameriški kraton, da bi oblikovale tisto, kar bi postalo osnova Missourija. Poleg tega je bila v geološki zgodovini kratonu dodana podlaga, ki je plast nad kletno skalo. Podlaga ni prej usedlina, je gosta trda kamnina, najpogosteje magmatska ali metamorfna. Včasih je izpostavljen na površini, običajno pa ga skrivajo plasti umazanije in usedlin, debele stotine ali tisoče metrov. Missouri vsebuje vsakega od treh razredov kamnin, ki tvorijo kletno kamnino in podlago: magmatske, metamorfne in sedimentne kamnine. Najpogostejše magmatske kamnine v Missouriju so riolit, granit, diabaz in vulkanski tuf, ki jih lahko vidimo izpostavljene v gorah St. Francois. Metamorfne kamnine nastanejo, ko se kamnina spremeni, ker je podvržena različnim ekstremnim pogojem, ki lahko preobrazijo kamnine, vključno z visokimi tlaki in temperaturami. Metamorfne kamnine so v Missouriju redke in jih običajno najdemo le v kletnih kamninah. Edini delno izpostavljeni primeri v Missouriju so Hawn Park Gneiss, ki ga najdemo v državnem parku Hawn (in razpravlja se o tem, ali je ta skala dejansko metamorfna), in nekateri vzorci, nameščeni v ledeniškem usedlini v severnem Missouriju. Sedimentne kamnine so v Missouriju zelo pogoste, saj se številni cikli oceanskih vzponov in padcev nalagajo usedline po kletnih kamninah, kar najpogosteje vodi do nastanka apnenca. Sedimentne kamnine nastanejo v zelo dolgem procesu erozije in stiskanja. Ker vremenske razmere razjedajo obstoječe kamenje, se zrna usedline zbirajo in odnašajo v usedline, pogosto z vodnim ali ledeniškim transportom. V velikih bazenih sedimentov, ki jih pogosto najdemo na območjih, kot so rečna dna, depresije na Zemlji in jezerska dna, se plasti usedlin zbirajo v daljšem časovnem obdobju. Začetne plasti sedimenta so postopoma izpostavljene pritisku in kemičnim reakcijam zaradi sedimenta zgoraj. Ko se voda med sedimentom iztisne, se zrna sedimenta povežejo v procesu, imenovanem litifikacija, ki tvori sedimentne kamnine (Spencer 2011).

Geološke strukture v Missouriju: gube, spoji in napake

V Missouriju obstaja več pogostih geoloških struktur. Ena takih struktur je guba, ki nastane, ker se sedimentne kamnine upogibajo pod pritiskom, namesto da bi se takoj zlomile. Tektonski pritiski zaradi kontinentalnih trkov v obdobju Pensilvanije (ki so hkrati ustvarili Apalaške gore) so povzročili, da so se plasti kamnin upogibale v gube v Missouriju. Pri zarezah cest v plasteh kamnin so vidne gube v dveh usmeritvah: bodisi kupolasto navzgor (antiklinala) bodisi navzdol (sinklinala). V primeru, da se kamnina ne more odzvati tako, da se upogne v gube, ker so sile prenagle ali močne, se skala zlomi in tvori strukture, imenovane sklepi. V Missouriju obstajata dve glavni usmeritvi sklepov: severozahod-jugovzhod in sever-jug. Spoje in zlome je včasih težko ločiti, vendar se zaradi erozije sklepi razširijo in napolnijo z umazanijo in usedlinami, zaradi česar so sklepi s časom bolj vidni (Spencer 2011).

Državni park Elephant Rocks v jugovzhodnem Missouriju dobro kaže učinke zlomov kamnin. Medtem ko so začetne razpoke nastale v granitu, ko se je ohladil pred več kot 1 milijardami let, so se v obdobjih kontinentalnega dviga skozi zgodovino Missourija pojavljale večje razpoke v kamninah, ki so vso lomljeno granito lomile na kocke. Ko so bile skale počasi dvignjene in izpostavljene na površini, sta veter in dež počasi erodirala, zaokrožila in povečala prelome, tako da so nastali veliki kamni ovalne oblike, znani kot Slonske skale (Seeger 2008).

Spodaj je slika enega od & # 8220 slonov & # 8221:

Richard Hathaway, oktober 2015.

Naslednja slika prikazuje presečišče dveh prelomov kamnin (šibek prelom, usmerjen navpično, in bolj erodiran zlom, usmerjen vodoravno). Kamni spodaj bodo nekoč po dovolj dvigovanju in eroziji videti kot kamnina zgoraj.

Richard Hathaway, oktober 2015

Napake nastanejo zaradi lomov sklepov, kadar velike tektonske sile dlje časa pritiskajo na prelome v kamnini, kar lahko povzroči, da kamnine zdrsnejo drug mimo drugega, kar se imenuje prelom. Obstajajo tri vrste napak: prečne (drsne vodoravno), običajne prelome (zgornje kamenje drsi navzdol) in vzvratno (zgornje kamenje drsno navzgor) (Spencer 2011). Najbolj opazna lastnost napake v Missouriju je potresno območje New Madrid, ki se nahaja v jugovzhodnem kotu države. To območje je bilo odgovorno za znamenite potrese v letih 1895 in 1811-1812 (USGS 2015).

Kratek časovni trak

Časovnica geološke zgodovine Missourija:

  • Pred 1,8 milijarde let - Pred 1,3 milijarde let - Baserock Missourija se oblikuje, ko se na jugozahodni obali Laurentie pojavijo vulkanski izbruhi.
  • Pre 1,1 milijarde let - pred 750 milijoni let - Missouri je del superceline Rodinia.
  • 542 MYA & # 8211 488 MYA & # 8211 Cambrian Period & # 8211 Začne se prvo večje morsko paleozojsko dvigovanje morske gladine, Saukov cikel. Najstarejše sedimentne kamnine, odložene v Missouriju.
  • 488 MYA & # 8211 444 MYA & # 8211 Ordovicijsko obdobje & # 8211 Tippecanoe Začne se cikel dviga morske gladine - Naložene velike količine dolomita. Vzpon Ozarkove kupole se začne.
  • 444 MYA & # 8211 416 MYA & # 8211 Silursko obdobje & # 8211 Severozahodni del Missourija potopljen & # 8211 vulkanska dejavnost na robu Severne Amerike obnavlja potresno aktivnost po vsej državi.
  • 416 MYA & # 8211 359 MYA & # 8211 devonsko obdobje & # 8211 Kaskaskia Začne se cikel dviga morske gladine, ki pokriva večino države.
  • 359 MYA & # 8211 325 MYA & # 8211 Mississippian Period & # 8211 Plitvo morje pokriva Missouri, vendar do konca obdobja odteče.
  • 325 MYA & # 8211 299 MYA & # 8211 Pennsylvanian Period - nastala je Pangea. Ustvarjene so bile Apalaške gore in Ouachita. Pogosto nihajoča obala zaradi ciklusa dvigovanja morja Absaroka ustvarja velike močvirje in delte po vsej državi in ​​nalaga mešanico skrilavca, apnenca, peščenjaka in blata.
  • 299 MYA & # 8211 251 MYA & # 8211 Permian Period & # 8211 Missouri leži nad morsko gladino in povzroča veliko erozije.
  • 251 MYA & # 8211 200 MYA & # 8211 Triasno obdobje & # 8211 Missouri še naprej sedi nad morsko gladino. Pangea se premika proti severu.
  • 200 MYA & # 8211 145 MYA & # 8211 Jurassic Period - Zuni Začne se cikel dviga morske gladine. Missouri je verjetno obalno območje.
  • 145 MYA & # 8211 65 MYA & # 8211 Kredno obdobje & # 8211 Morje še naprej poplavlja Missouri - do katere mere ni znano, vendar najverjetneje pokriva vsaj Mississippi Embayment.
  • 65 MYA & # 8211 23 MYA & # 8211 Paleogensko obdobje - Tejasov cikel zadnjič začenja oceanske poplave na jugovzhodu Missourija.
  • 23 MYA & # 8211 2.6 MYA & # 8211 Neogene Period - Missouri suh. Ozark Dome še naprej narašča. Ustvarjen je Mounds Gravel.
  • 2.6 MYA & # 8211 11.000 let nazaj & # 8211 pleistocenska epoha - Led napreduje s severa v osrednji Missouri in se nato umakne. Sodobne reke Missouri in Mississippi so nastale, ko so se ledeniki stopili.

Vir časovne osi: Spencer 2011.

Ob razmisleku o časovni premici se pojavi nekaj zanimivih dejstev, ki ponazarjajo ogromno zgodovino, ki jo ima Missouri od & # 8220 rojstva & # 8221 pred 1,8 milijarde leti s prvimi magmatskimi kamninami. Za več kot 70% zgodovine Missourija od pred 1,8 milijarde leti do 542 milijonov let je bila država sestavljena iz izključno magmatskih kamnin. Za približno 20% zgodovine Missourija je bila država del superceline Rodinia. Vendar se je vsa zgodovina Missourija zgodila v zadnjih 40% zgodovine Zemlje, ko se je Zemlja oblikovala pred 4,6 milijarde leti, in vsa geološka zgodovina Missourija, razen magmatskih dogodkov, se je zgodila v zadnjih 12% Zgodovina Zemlje od kambrijskega obdobja naprej. (Statistika temelji na podatkih iz Spencerja 2011).

Spodaj je diagram, ki na časovni premici postavi druge svetovne geološke dogodke, ki pomagajo prikazati zgoraj opisane lokalizirane dogodke v Missouriju.

Opomba: Slika urejena tako, da vsebuje informacije o Missouriju.
Vir slike: Wikimedia Commons, Woudloper, september 2007, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Geologic_clock.jpg

Geološka zgodovina:

Proterozojski eon & # 8211 pred 2,5 milijardami let pred 542 milijoni leti

Kot smo že omenili, je kletna skala Missourija nastala pred približno 1,8 milijardami let, ko so se obrobni vulkanski otoki zaradi tektonskih sil, ki so potisnile otoke, začeli podreti na jugozahodni rob antične celine Laurentia, znane tudi kot severnoameriški kraton celini. Nastala subdukcija in vulkanska dejavnost sta tvorila magmatsko podlago, ki danes leži v večjem delu osrednjega in severnega Missourija. Pred približno 1,5 milijardami let je kletna skala v južnem Missouriju nastala zaradi vrste velikih vulkanskih izbruhov na južni obali Laurentie. Te magmatske kamnine so namesto vulkanskih izbruhov, ki jih je povzročila tektonska subdukcija, nastale z naraščajočim magmastim plavom iz plašča, ki je izbruhnil iz nanosov magme v nizu velikih vulkanskih izbruhov. Ko se je magma premikala pod skorjo, je tekla vzdolž dveh starejših prelomnih con, Tektonske cone Grand River in Central Missouri, prečkala je osrednji Missouri v smeri severozahod-jugovzhod. Območje med tema dvema prelomoma se imenuje Missouri Gravity Low, zanimiva geološka zgradba, saj je ta del granita manj gost kot okoliške skale na obeh straneh tega območja. Missouri Gravity Low je dolg 370 milj in širok 60 milj. Zadnji sklop kamnin, ki so nastali v Missouriju, je nastal pred približno 1,3 milijarde leti, ko se je več jugovzhodnih tokov magme v jugovzhodnem Missouriju pojavilo in strdilo v diabazo (Spencer 2011).

V Missouriju sta prisotni dve glavni vrsti magmatskih kamnin: granit in riolit. Granit nastane iz magme, ki se je ohladila pod površjem Zemlje in ni izbruhnila. Ker ni izbruhnil in se počasneje ohlajal, vsebuje granit velike količine mineralnih kristalov. Po drugi strani pa se riolit tvori iz kreme, bogate s silicijevim dioksidom, ki je eksplozivno izbruhnila in se nato hitro ohladila. Kristali nimajo toliko časa, da nastanejo, ko se kamnina hitro ohladi in strdi, zato riolit nima toliko velikih kristalov kot granit.Zaradi visoke vsebnosti silicijevega dioksida je magma vsebovala veliko eksplozivne moči, kar je privedlo do zaključka, da so bili izbruhi, ki so tvorili riolit v gorah St. Francois, med najintenzivnejšimi vulkanskimi izbruhi na Zemlji (Seeger 2008).

Granit in riolit erodirajo in vremensko vplivajo na različne stopnje. Granitne kristale in večje mineralne strukture je lažje razbiti kot tršo, trdnejšo strukturo riolita, ki nastane pri njegovem hitrem ohlajanju, zato granit hitreje erodira. V gorah St. Francois je riolit pogosto mogoče najti v višjih predelih, ker manj erodira, medtem ko je granit v nižjih predelih pokrajine, ker je erodiral in preperel (Seeger 2008).

Richard Hathaway, oktober 2015. Izpostavljeni granit na Johnson & # 8217s Shut-Ins Scour, ki je nastal med vulkanskimi izbruhi proterozojske dobe.

Richard Hathaway, oktober 2015. Odmaknjen kos riolita na Johnson & # 8217s Shut-Ins Scour.

Tretja vrsta magmatskih kamnin, ki jo najdemo v Missouriju, se imenuje vulkanski tuf. Tuf v zelo intenzivnih eksplozijah tvorijo majhni koščki strjene magme, imenovani vulkanski pepel, ki se med trkom vežejo na tla (Seeger). Spodaj je izpad vulkanskega tufa, ki ga najdemo v državnem parku Johnson Shut-Ins. Upoštevajte značilne pasove rjave barve med večinoma črno obarvano skalo.

Richard Hathaway, oktober 2015.

Oblikovanje kamnin na koncu proterozojske dobe je bilo zelo omejeno, vendar so bili v Missouriju še vedno prisotni geološki procesi. Pred 1,1 milijarde in 750 milijoni let so se druge celine pridružile Missouriju in severnoameriškemu Cratonu ter tvorile orjaško kopno Rodinijo. Po razpadu Rodinije pred 750 milijoni let je še enemu tektonskemu razpoku skoraj uspelo razbiti celoten kraton. To prelomno območje obstaja še danes, pokopano je pod jugovzhodnim Missourijem in še danes povzroča močne potrese v Missouriju. Znanstveniki prav tako verjamejo, da je pred 850 in 635 milijoni let obstajala velika ledena doba, ki je zajela ves Missouri, nekateri znanstveniki pa celo mislijo, da je možno, da je celoten ocean zmrzal, ko je masivna ledena plošča pokrivala ves planet. Zaradi ledu je bila celotna severnoameriška celina erodirana do kopenske mase razmeroma enake višine, ostali so le nekateri magmatski griči. Ko se je led ob koncu ledene dobe stopil, so vode poplavile celotno celino in s seboj prinesle prvo sedimentno kamnino Missourija (Spencer 2011).

Paleozojska doba & # 8211 542 do 251 milijonov let

Veliko več sedimentnih kamnin Missourija je bilo odloženih v paleozojski dobi pred 542-251 milijoni let v obdobjih hitrih ciklov visokega dviga in padca morske gladine. V paleozojski dobi se je zgodilo šest ciklov dviga in padca morske gladine, vsak dvig in padec pa je prinesel nov krog sedimentnih kamnin. Ko so se morja z vsakim ciklom umikala, so bile novonastale kamnine izpostavljene in erodirane od vremena in zraka, kar je ustvarilo jasne razlike med plastmi kamnin iz vsakega cikla. Čeprav obstaja na stotine manjših dejavnikov spremembe gladine morja, so glavni vzrok tektonske dejavnosti na dnu oceana. V obdobjih visoke tektonske aktivnosti na dnu oceana nastanejo velike količine magmatskih kamnin iz magme, potisnjene navzgor skozi globokomorske odprtine. Ta postopek sčasoma ustvarja oceanske gorske verige, ki izpodrivajo vodo navzgor in povzročajo dvig morske gladine (Spencer 2011).

Cambrian Period & # 8211 542 do 488 milijonov let

Od začetka kambrijskega obdobja do danes je bilo šest glavnih ciklov dviga morske gladine. Prvi cikel, imenovan Saukov cikel, se je začel v zgodnjem kambrijskem obdobju. V tem času so se Missouri in preostali del severnoameriške celine nahajali na srednjih južnih zemljepisnih širinah. V poplavnih vodah se je usedlo veliko peska, ki se je pod pritiskom oblikoval v peščenjak. Ker so to prve kamnine, ki so nastale v Missouriju, že od magmatskih kamnin v proterozoični dobi, razlika med peščenjakom in osnovnimi magmatskimi kamninami predstavlja geološko vrzel 900 milijonov let. Ta ločitev med temi plastemi v Missouriju je znana kot Velika neskladnost, pomembna značilnost geološke zgodovine Missourija. Poleg tega je bila v tem obdobju naložena najstarejša sedimentna kamnita plast Missourija, Lamotteov peščenjak, star približno 520 milijonov let. Ko so vode v Saukovem ciklusu preplavile Missouri, so prepereli riolitni griči, ki so nastali v proterozoični dobi, postali osamljeni otoki, vendar so bili kmalu poplavljeni in prekriti s peščenjakom (Spencer 2011).

Johnson Shut-Ins scour razkriva učinke naraščajočega morja na riolit in granit. Mešanica kamnin, imenovanih konglomeratni izrastki na grmiču, sestavljena iz delcev starega riolita in granita, združenih s plastmi peščenjaka. To je zanimiva tvorba, glede na to, da so kamnine, pomešane v konglomeratu, nastale 900 milijonov let drug od drugega (Seeger 2010).

Richard Hathaway, oktober 2015. Izpad konglomerata v Johnson Shut-Ins scour. Včasih je bilo to območje nekdaj starodavna plaža v kambrijskih časih (Seeger 2010).

Tudi ocean je začel nalagati karbonatne usedline v obliki kalcita (mineral, ki vsebuje kalcij in ogljik) in dolomita (zelo podoben kalcitu, vendar magnezij zavzame mesto približno polovice atomov kalcija), ki se je začel zbirati na morsko dno, ki so ga zavrgli majhni organizmi in rastline. Karbonatne kamnine, zlasti apnenec in dolomit, so nastale iz kalcita in dolomitnih mineralov in predstavljajo velik del kambrijskih kamnin iz Missourija. Zanimivo opažanje je, da je precejšen del najstarejšega karbonata Missourija dejansko dolomit na osnovi magnezija namesto apnenca na osnovi kalcija. To je čudno, ker se apnenec veliko lažje tvori kot dolomit, ker organizmi v oceanu lažje uporabljajo kalcij in v vodi ni dovolj magnezija. Ena od hipotez, ki pojasnjuje to ugotovitev, je, da je bil dolomit ustvarjen kot apnenec in nato skozi zgodovino pretvorjen v dolomit. Tako so se nekateri začetni apnenci sčasoma preoblikovali v dolomite, saj je magnezij iz okoliškega okolja, morda iz tekoče vode ali iz magme globoko v proterozojskih magmatskih kamninah, ustvaril razpoke v karbonatih, ki so magneziju omogočale, da prodre v kamnine (Spencer 2011).

Spodaj je izdatek dolomita kambrijske starosti v Johnson Shut-Ins scour (Seeger 2010).

Richard Hathaway, oktober 2015.

Obstaja pet glavnih plasti kambrijske sedimentne kamnine. Po odlaganju peščenjaka Lamotte se naslednja prekrivna plast kamnine imenuje tvorba Bonneterre, ki jo sestavljajo dolomit in apnenec. Ker celotna država še ni bila potopljena, ko je bil odložen peščenjak Lamotte, saj so bili nekateri hribi riolita še vedno izpostavljeni, kamnine Bonneterre včasih ležijo neposredno na magmatskih kamninah in te kamnine ležijo v večjem delu države. Poleg tega so kamnine Bonneterre pomembne, ker je iz teh kamnin izkopana velika količina svinca države. Tretja plast usedlin, ki se nalagajo, je formacija Davis, ki zaradi pogostih manjših sprememb morske gladine vsebuje izmenične plasti apnenca, skrilavca in peščenjaka. Poleg tega formacija Davis vsebuje dokaze o številnih različnih starodavnih morskih fosilih. Četrta plast je tvorba Potosi, ki jo sestavljajo karbonatne plasti. Končno se zgornja plast kambrijske kamnine imenuje eminenčna tvorba, ki je oblikovana iz dolomita in vsebuje veliko količino rožnjaka. Poleg tega je formacija eminence v Missouriju pomembna, ker je veliko jam in izvirov v državi izrezljanih iz eminenčnega dolomita. Na koncu kambrijskega obdobja je gladina morja padla in pustila očitno neskladnost, ki je zajemala mejo med kambrijskim in ordovicijskim obdobjem (Unklesbay in Vineyard 1992).

Dve drugi kamniti strukturi, ki sta nastali med kambrijskim in ordovicijskim časom zaradi pokritosti z morjem: biohermi in rožnjači. Biohermi so kamnite strukture, sestavljene iz fosilov starodavnih morskih organizmov in so pogosto obkrožene s fosiliziranimi algami, ki so obstajale na morskem dnu. Chert je kamnina, ki vsebuje velike količine silicijevega dioksida, ki nastane iz usedlin, sestavljenih iz lupin mikroorganizmov, imenovanih radiolarije, ki so padle na morsko dno (Spencer 2011).

Ordovicijsko obdobje & # 8211 488 do 444 milijonov let

Pred približno 488 milijoni let se je začel drugi dvig morske gladine, cikel Tippecanoe, ki je odlagal večinoma karbonat in nekaj peska. (Spencer 2011). Nalaganje obeh materialov je nihalo, tako da je v ordovicijskem stebru med večjimi sloji dolomita razstavljene majhne plasti peščenjaka. Dve od teh plasti peščenjaka sta navadna peščenjaka Gunter in Roubidoux, vidni dolomiti iz tega obdobja pa so dolomiti Jefferson City in Cotter (Unklesbay in Vineyard 1992). Primerov dolomita, mlajšega od ordovicijskega časa, je zelo malo. Vendar pa obstaja nekaj vzorcev apnenca iz časa Mississipia, ki imajo nekatere magnezijeve značilnosti na prelomnih območjih, kar kaže, da je bil pretok magnezija skozi prelome eden glavnih načinov, kako se je apnenec spremenil v dolomit (Spencer 2011).

Pozneje v srednjem ordovicijskem času je severnoameriški kraton začel trčiti z drugimi tektonskimi ploščami na vzhodu, ki so začele siliti sredino celine navzgor in povzročale začetni vzpon kupole Ozark. To je izpodrinilo večino vode, ki je takrat pokrivala Missouri. Poleg tega so se na južni polobli začele tvoriti ledene plošče, ki so še bolj izsušile severnoameriško celino in tako povzročile čas erozije v obdobju srednjega ordovicija. Ta neskladnost je zelo vidna, saj je v tem času primanjkovalo odlaganja karbonatnih kamnin. V drugem krogu dviga morske gladine je nastal še en sloj peščenjaka, imenovan peščenjak sv. Ta peščenjak je edinstven po tem, da naj bi ga peščena zrna prenašal veter z obalnih peščenih sipin z erodiranih proterozojskih gričev, saj se zrna izločajo, ko pride do trčenja sedimenta z drugimi zrni, kot bi se zgodilo, ko bi zrna pihala v zraku po vetru. Ko je vulkanska veriga otokov trčila v vzhodno Severno Ameriko, je vulkanski pepel prenesen v Missouri in odložen kot glina, imenovana bentonit (Spencer 2011).

Silursko obdobje & # 8211 444 do 416 milijonov let

Zgodaj v silurskem času je morje delno pokrivalo severozahodni del države, nato pa se je razširilo in sčasoma zajelo celotno državo do devonskega obdobja. Po tem morju se je odlagalo več karbonatnih usedlin z različno debelino. Tudi v zgodnjem silurskem času je tektonski trk v vzhodni Severni Ameriki z vulkansko otoško verigo dosegel vrhunec, ki je povzročil številne vulkanske izbruhe in premaknil velike količine kamenja po celotni Severni Ameriki, tako da je ustvaril gibanje med kletnimi kamninami na prelomnih območjih. Zaradi te dejavnosti je Ste. Območje preloma Genevieve se je ponovno aktiviralo in starejše kambrijske kamnine v jugovzhodnem Missouriju so začele postopoma toneti, zato je bilo na tem območju odloženih veliko silurskih in devonskih kamnin (Spencer 2011).

Devonsko obdobje & # 8211 416 do 359 milijonov let

Ker se je morje v devonskem času s kaskaskim ciklom večkrat razširilo in spet padlo, se je na morskem dnu odložilo veliko količino apnenčastih usedlin. Vendar je večina teh nahajališč na koncu devonskega obdobja izginila, v Missouriju pa je ostalo zelo malo vzorcev devonskega apnenca. Druga značilnost devonskega časa je prisotnost skrilavca Chattanooga, ki je nastal iz delno razkrojenih rastlinskih ostankov (ko so se rastline začele pojavljati v izobilju na kopnem v devonski deželi). Skrilavec Chattanooga je bil položen od Oklahome do Indiane, vendar je v bližini Missourija izpostavljen le blizu meje z Arkansasom. Lahko bi bil prisoten v celotni državi, če pa bi bil, je večina skrilavca izginila. V Missouriju je tudi nekaj vulkanskih kamnin iz devonskega časa, vendar vzrok vulkanske dejavnosti ni znan. Morska gladina je v poznem devonskem času padla, med devonskim in misisipskim kamenjem pa obstaja neskladje, kar pomeni, da je bila celotna država nekaj časa nad morsko gladino (Spencer 2011).

Mississippian Period & # 8211 pred 359 do 325 milijoni let

V času Mississipia je bil Missouri pokrit s plitvim morjem, podobno kot območje blizu Bahamov danes. Celotno morsko dno je sestavljalo podvodni gozd, poln živali, imenovane krinoidi, ki je zgradila cevaste kalcitne lupine, ki so organizme ukoreninile do morskega dna. Ko so živali umirale, so školjke padle na dno morja, katerega ostanki zdaj obsegajo večino misisipijskega apnenca, najdenega v Missouriju. Na koncu mississippianskega časa, ko se je morje umikalo, so se nalagali skrilavci, apnenci in peščenjaki, med mississippskim in pensilvanskim časom pa je neskladje, kar spet pomeni, da je bila celotna država še nekaj časa nad vodo in podvržena eroziji (Spencer 2011).

Pensilvansko obdobje & # 8211 pred 325 do 299 milijoni let

V pensilvanskem času se je supercelina Pangea oblikovala, ko se je Severna Amerika pridružila drugim celinam sveta. Ko se je del superceline preselil nad Južni pol, so se nad delom Pangee oblikovale velike ledene plošče, ki so se v cikličnem slogu stopile in zmrzovale približno vsakih deset do sto tisoč let. Četrti večji dvig morske gladine, zaporedje Absaroka, je bil drugačen od predhodnega zaradi nenehnega taljenja ledu, močne erozije na gorah, tektonskih pritiskov, ki so oblikovali Pangeo, in sprememb morske gladine, zaradi česar je gladina morja nihala v obdobju ene sto tisoč let več kot štiridesetkrat. Obalna črta je nihala od severozahoda države do razpoke po sredini države. Velike rečne delte so nastale iz združenih rek, več notranjih velikih močvirnatih obalnih ravnic pa je pokrivalo večji del države. Nihanja območij med oceanom, rečnimi deltami, močvirnatim obalnim območjem in bolj suho zemljo so privedla do nastanka kamnin, imenovanih ciklotemi. Če bi bilo določeno zemljišče močvirno območje, kjer je raslo veliko rastlin, bi se iz rastlinske snovi odložili skrilavci. Ko so se rečne delte premaknile v notranjost, je pesek in blato prekril skrilavec in na vrhu oblikoval peščenjak. Ko se je gladina morja še dvignila, so se organizmi, ki so ustvarili kalcitne lupine, lahko premaknili bolj proti vzhodu, ki je tvoril karbonatni sediment, ki se je strjeval v apnenec. Ponavljajoči se cikli tega postopka so ustvarili veliko plasti kamnine, pomešane med različnimi vrstami. Druga vrsta skrilavca, imenovana morski skrilavci, je bila odložena tudi v tankih plasteh, saj so mokra obdobja na kopnem povzročila, da so reke v ocean nalagale večje količine blata in rastlinskih snovi. To dodatno blato je bilo potisnjeno še naprej na morje, namesto da bi se naselilo v deltah, kar je ustvarilo razliko med morskim in ne-morskim skrilavcem (Spencer 2011).

Permsko obdobje & # 8211 299 do 251 milijonov let

Potem ko se je morje v poznem pensilvanskem času dvignilo, pomaknilo obalo južno in vzhodno od Missourija in nato spet hitro padlo, je bilo Missouri v permskem obdobju tropsko območje brez izhoda na morje. Tako v Missouriju ni permskih kamnin in veliko prejšnjih kamnin je v tem času erodiralo (Spencer 2011).

Paleozojske geološke strukture

V času paleozojske dobe so bile kamnine v Missouriju pritiskane, upogibane in lomljene zaradi tektonskih pritiskov, ki so nenehno potiskali in vlekli celino. Tako se kamnite postelje danes skoraj nikoli ne zdijo ravne, pogosto pa jih vidimo v majhnih gubah. Največji tektonski dogodek se je zgodil v času Pensilvanije, ko so se druge celine pridružile Severni Ameriki in ustvarile Pangeo. Apalaške gore so bile zgrajene zaradi trkov z Evropo in Afriko, gore Ouachita v Arkansasu in Oklahomi pa so se dvignile zaradi trka z Južno Ameriko. Kamnine v Missouriju, ki so zahodno in severno od trkov, so bile zaradi dramatičnih tektonskih akcij upognjene, vlečene in dvignjene. V Missourijevih skalah je nastalo veliko gub, vključno z največjimi gubami: porečje St. Louis, Ozark Dome, porečje Forest City in Lincoln Fold. Poleg tega so bile spet stimulirane stare prelomne črte globoko v proterozojskih gubah in plasti kamnin so drsale ena mimo druge vodoravno in navpično. Nekatera prelomna območja so prodrla v novo položene paleozojske plasti, druga pa so ostala globoko v proterozojskih kamninah in v teh primerih so paleozojske kamnine, ki so pokrivale prelome, potopile in prekrivale prelomna območja kot odeja. Te strukture se imenujejo pregrinjala in usmerjajo severozahod-jugovzhod skozi Missouri (Spencer 2011).

Druga zanimiva geološka zgradba v Missouriju je Trideset osma vzporedna črta, to je regija, široka od 10 do 20 milj, ki poteka od države Vernon Country Kansas do Ste. Genevieve Missouri blizu 38. Vzporednice. To območje vsebuje številne značilnosti, ki so simbolične za geološki stres, kot so gube, prelomi in zlomljeni in mešani drobci podlag. Osi gub, ki prečkajo območje, spreminjajo smer v zahodnem Missouriju in Ste. Genevieve Fault se nahaja na tem območju v vzhodnem Missouriju. Mnoge od teh značilnosti so posledica globoke napake, ki teče skozi to območje v osnovni skali. Vendar pa je v Osmih vzporednih črtah nekaj značilnosti, o katerih znanstveniki še vedno razpravljajo. Obstaja šest majhnih krožnih območij, sestavljenih iz mešanih lomljenih drobcev paleozojskih kamnin, ki so vsi zmešani. Te strukture se imenujejo Weaubleau-Osceola, Decaturville, Hazelgreen, Furnace Creek, Crooked Creek in Avon Diatremes. V teh strukturah so našli tudi vulkanske kamnine. Znanstveniki so za razlago prisotnosti vulkanskih kamnin postavili dve glavni hipotezi: prva, da se plini magme, ki pronicajo skozi prelome, dvignejo in eksplodirajo na površini, prav tako ločijo in eksplodirajo drobce zakopanih kletnih kamnin. Drugič, ta območja so lahko posledica udarcev meteorjev, ki so prodrli v skale in zrušili zakopane kamnine na površje. Prav tako vseh šestih področij ni bilo mogoče oblikovati po isti metodi (Spencer 2011).

Rudarstvo svinca in cinka koplje minerale, pridobljene v paleozojski dobi. V paleozojski dobi je bil odložen tudi državni mineral Missourija, Galena. Galena (svinčev sulfid) se v celotni zvezni državi koplje od leta 1720, začenši v Starem svinčevem pasu in okrožju Tri države ter po drugi svetovni vojni večinoma na območju, znanem kot Viburnum Trend. Missouri je še vedno največji proizvajalec svinca v ZDA. Poleg tega Missouri kopa tudi veliko količino cinka, ki ga najpogosteje pridobivajo iz minerala Sphalerite.Svinec in cink sta bila najverjetneje odložena v pennsylvanskem obdobju, saj je dvig gorovja Ouachita povzročil, da so tokovi hidrotermalnih tekočin potovali v Missouri in se naselili v prelomih karbonatnih kamnin (Spencer 2011).

Mezozojska doba & # 8211 251 do 65 milijonov let

Triasno obdobje & # 8211 251 do 200 milijonov let
Jurassic Period & # 8211 pred 200 do 145 milijoni let
Kredno obdobje & # 8211 pred 145 do 65 milijoni let

Večina geološke zgodovine Missourija iz mezozojske dobe je skrivnost, saj je v državi ostalo le nekaj izdatkov mezozojskih kamnin. Missouri je v mezozojskem obdobju postal zmerno območje, ko se je Pangea preselila na sever. Morska gladina je spet padla na približno lokacijo meje Nevada-Utah in tako je bil Missouri večji del triasnega obdobja nad vodo. Morska gladina se je spet dvignila z začetkom v srednji juri, na začetku cikla Zuni, in je zajela del Severne Amerike zahodno od Missourija. V obdobju jure in krede je bil Missouri najverjetneje obalno območje, v obdobju krede pa je morje poplavilo območje, znano kot Mississippi Embayment, ki je bil nizko ležeč del kamnine, ki je bila v tem času del zaliva Mehika in se razteza proti severu do jugovzhodnega Missourija. Kolikšen del Missourija je bil v obdobju krede prekrit z oceanom, ni znano, ker je večina kamnin iz tega časa erodirala. Edini ostanki krednih kamnin so glina in pesek v jugovzhodni nižini in na južnem delu Ozarkov, odloženi v Mississippi Embayment. Teh nahajališč ni dovolj, da bi lahko v tem času sprejeli kakršne koli natančne zaključke o topografiji Missourija (Spencer 2011).

Spodaj: reliefni zemljevid nazorno ponazarja nizko ležeče območje Mississippi Embayment.

Vir slike: Wikimedia Commons avtor Kbh3rd, april 2010. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mississippi_Embayment_relief_map_1.svg

Kenozojska doba & # 8211 Pred 65 milijoni let do danes

Paleogensko obdobje & # 8211 pred 65 do 23 milijoni leti

V obdobju paleogena je prišlo do zadnjega večjega dviga morske gladine, cikla Tejas, ki je zajel jugovzhodno nižino. Paleogene kamnine iz tega morskega vzpona so bile deponirane v Mississippi Embaymentu na podoben način kot kredne kamnine. V Missouriju je sicer malo izkopanin paleogenih kamnin, vendar območje, imenovano Crowleyev greben v jugovzhodnem Missouriju, vsebuje vzorce peščenjaka in gline, ki so bili odloženi zaradi prekrivajočega se oceana. Ti vzorci vključujejo skupino Midway, ki jo sestavlja bentonitna glina, in skupino Wilcox, predvsem peščenjak in glina, ki kažeta ostanke rastlinskih snovi, odložene v paleocenski in eocenski epohi (Spencer 2011).

Neogeno obdobje & # 8211 pred 23 milijoni let do 2,6 milijona let

V Missouriju je nekaj vzorcev neogenih kamnin, ki jih večinoma sestavljajo Mounds Gravel, ki je pokopan pod kvartarnimi kamninami na povišanih območjih po državi, ki so jih prizadeli nedavni ledeniki. Obstajata dve hipotezi o izvoru Mound Gramosa. Prva je ta, da ostane od ravnine usedlin, ki jo nalagajo reke (imenovane aluvialna ravnica), ki teče proti vzhodu iz Skalnega gorovja. Drugi je, da je Mound Gravel prišel iz naplavine erozije Central Highlands, povišane planote, ki se je raztezala od Oklahome do Mainea. Med pliocensko epoho je glavni rečni sistem tekel proti zahodu do Kansasa, preden je tekel na jug v Mehiški zaliv. Vendar pa je bila v času pleistocena reka preusmerjena v sodobno dolino Mississippi, manjše reke, ki so pritekale iz osrednjega visokogorja, pa so se stekle v nov rečni sistem, ki je razjedel visokogorje in ustvaril Mound Gravel. Zaradi te erozije so naplavinske usedline konec obdobja neogena pokrivale večino države. Vendar pa je obnovljena tektonska aktivnost, vključno z dvigom kupole Ozark, povzročila, da so potoki nehali odlagati usedline in jih začeli erodirati. Vzrok te tektonske dejavnosti je zelo prepričljiv, čeprav nekatere teorije spreminjajo plašče, ki so dvignile skorjo ali nastanek preloma San Andreas na zahodni obali. Poleg tega so se reke začele poglabljati in erodirati spodnjo skalo, ko je gladina morja upadala zaradi naraščajočih ledenikov v Severni Ameriki. Tako je bil večji del naplavin odložen (Spencer 2011).

Kvartarno obdobje & # 8211 pred 2,6 milijona let do danes
Pleistocenska epoha & # 8211 pred 2,6 milijona let pred 11 700 leti

Začetek kvartarnega obdobja predstavlja začetek slavne in najnovejše ledene dobe. Ker pa je večina pleistocenskega sedimenta bodisi erodirana ali pokopana pod nedavnimi usedlinami, je velik del geološke zgodovine te ledene dobe še vedno skrivnost. Pred približno 2,6 milijona let so se celinske ledene plošče začele premikati proti jugu od severne Kanade do juga do osrednjega Missourija. Led se je premikal po različnih delih celine z različnimi hitrostmi in, kot se tradicionalno misli, v štirih glavnih ciklih: nebraskanski, kansanski, illinojski in viskozinski ciklus. V zadnjem času pa so našli dokaze, ki kažejo, da je bilo morda več kot petdeset ciklov poledenitve in umika, obstajajo pa tudi novi dokazi o ledu, starejšem od cikla Nebraskan. V Missouriju je bila večina dokazov deponirana v ciklih Nebraskan ali Kansan ali pred njimi (Spencer 2011).

Ko se je led premikal, je pobral drobce kamenja, ki se je zataknilo in se premikalo z ledom. Ko se led topi, se usedlina, ki ostane, imenuje till, mešanica različnih kosov kamnin, pobranih z različnih delov celine, po katerih je led prepotoval. Poleg tega, dokler se to ne prenese s stopljenim ledom v potokih in rekah, se imenuje izliv, in to je bilo deponirano pred približno 250.000 leti, ko se je večina ledenih plošč Missourija začela topiti. Preostali tlak v severnem Missouriju je debel do nekaj sto metrov in je večinoma rdečkasto rjava mešanica peska in gline. Najstarejša plast do severne Amerike sega v Missouri in je stara približno 2,4 milijarde let. Zgornja plast poti v Missouriju je pred 600.000 leti, z izjemo majhnega segmenta, starega približno 200.000 let, blizu St. Na splošno je v severnem Missouriju od 5 do 7 listov do polaganja, vsi pa segajo v cikle Nebraskan ali Kansan ali celo prej. Na koncu pleistocenskega obdobja se je po vsej državi odložil še en sediment, imenovan les. Loess so ostanki zdrobljene kamnine in usedlin, ki jih je ustvarila ledena plošča, ki so jo vetrovi odpihali s severa in položili po vsej državi. Največ lesa, najdenega v Missouriju, se nahaja v dolinah reke Missouri in Mississippi. Poleg tega je led prevažal in za seboj puščal večje skale in kamnine, imenovane nerednosti. Največji neredni levi v Missouriju je širok več kot dvajset metrov, vendar večina preostalih nepravilnosti ni približno te velikosti (Spencer 2011).

Ko so se ledeniki umikali, je bil ustanovljen sodoben tok reke Missouri. Pred tem je vzhodno teče reka, imenovana Prednica reke Kansas, prečkala državo, vendar je majhen južni pritok, ki je vstopil v reko Kansas v bližini Kansas Cityja, ki se je nahajal na zahodni meji ledenikov, hitro napolnil z odtokom in ga razrezal in razširil. pot pritoka in oblikovala reko Missouri. Zaradi debelih plasti tal, ki pokrivajo severni Missouri, so bile zasute številne predpleistocenske reke in pritoki, zato so moderne reke rezale nove poti v novih dolinah. V drugih delih države reke tečejo po starih dolinah, napolnjenih z izlivom, vendar dolin še niso erodirale do spodnje podlage (Spencer 2011).

Pregledna karta odkrivanja vrst kamnin v Missouriju

Pomembne geološke lokacije

Proffit Mountain Scour

Proffit Mountain Scour, ki se nahaja v državnem parku Johnson & # 8217s Shut-In & # 8217s v južnem Missouriju, je značilnost, ki na enem pobočju razkriva milijardo let geološke zgodovine Missourija. Scour je nastal, ko se je hidroelektrarna na vrhu hriba, rezervoar Taum Sauk, zlomila 14. decembra 2005, zaradi česar je 1,3 milijarde litrov vode v približno 12 minutah uničilo 700 metrov širok odsek gore Proffit, kar je razkrilo veliko osnovna geologija. Scour vsebuje riolit in granit, ostanke kaldere velikega vulkana in del velikega batolita, ki se širi po regiji Ozark, ki je nastal, ko je vulkanska dejavnost na tem območju prenehala pred približno 1,3 milijarde leti. Vsebuje tudi saprolit, kemično erodirano kamnino, konglomerat kambrijske dobe, ki je dokaz starodavne obale, in kambrijski dolomit, oblikovan na dnu starodavnega oceanskega bazena (Seeger in Wronkiewicz 2010). Spodaj so povezave do žepnega geološkega pohodniškega vodnika za Scour.

Zgodovina potresov v Missouriju

Missouri ima aktivno potresno zgodovino, v zadnjih treh stoletjih pa so bili zabeleženi številni potresi. Najbolj aktivno območje v Missouriju je potresno območje New Madrid, ki leži v jugovzhodnem delu države. Prvi posnetek potresne aktivnosti zaradi preloma New Madrid se je zgodil blizu današnjega Memphisa, ko je francoski misijonar na reki Mississippi 25. decembra 1699 poročal, da se trese. (USGS 2015)

V obdobju približno treh mesecev med decembrom 1811 in februarjem 1812 je ta napaka povzročila nekaj najhujših potresov v zgodovini ZDA & # 8217. 16. decembra 1811 se je zgodil močan potres, ki je dosegel stopnjo XII po lestvici Modified Mercalli (USGS 2015). Mercallijeva lestvica se od Richterjeve lestvice razlikuje po tem, da Mercallijeva lestvica meri intenzivnost potresa z opazovanjem posledic potresa, medtem ko Richterjeva lestvica meri velikost potresnih valov v zemlji (Missouri Geological Survey). V majhnem mestecu New Madrid so padla drevesa in dimniki, tla so se odprla, požrla pesek in vodo ter uničila, geografija reke Mississippi pa se je spremenila. Epicenter tega močnega potresa naj bi bil v severovzhodnem Arkansasu, začutili pa so ga v Washingtonu, DC, Boston, New Orleans, o škodi pa poročajo celo v Južni Karolini in Gruziji (USGS 2015).

23. januarja 1812 in 7. februarja 1812 so bili nadaljnji močni potresi, ki so dosegli tudi XII po Mercallijevi lestvici. Popotresni sunki iz te serije so se nadaljevali nekaj let. Nadaljnji močni potresi so se nadaljevali v naslednjih dveh stoletjih. Tresenje so poročali 4. januarja 1843 v Novem Madridu, kjer so nastale opazne depresije na Zemlji. 31. oktobra 1895 se je v bližini Charlestona v Missouriju zgodil drugi najhujši potres v Missouriju (le za serijo 1812), ki so ga čutili v 23 zveznih državah in Kanadi. Končno je 9. novembra 1968 potresno območje v Novem Madridu povzročilo potres z močjo 5,5 stopnje Richterja, ki je izviral iz južnega Illinoisa, kar je bil največji potres zaradi preloma New Madrid po potresu leta 1895 (USGS 2015).

Spodaj je zemljevid, ki prikazuje lokacije potresov na potresnih območjih New Madrid in Wabash Valley. Potresi z močjo nad 2,5 med 1974 in 2002, merjeni s sodobno opremo, so predstavljeni z rdečimi pikami. Potresi pred letom 1974 predstavljajo zelene pike (Gomberg in Schweig 2007).

Vir slike: Joan Gomberg in Eugene Schweig, USGS, januar 2007. http://pubs.usgs.gov/fs/2006/3125/pdf/FS06-3125_508.pdf

Kraška območja

Kraška območja so regije, kjer so bile jame, izviri in ponikalnice, saj so spodnje kamnine zaradi tekoče podtalnice močno kemično erodirane. Kraški predeli so najpogostejši na območjih s spodnjimi karbonatnimi kamninami, zlasti ordovicijskim dolomitom in misisipskim apnencem, ki ga sestavljajo minerali, topni v kislih vodnih raztopinah, dolomitu in kalcitu. Ko deževnica teče po tleh, pogosto skozi tektonske prelome in spoje v kamnini, postane kisla, zato se ob naletu na karbonatne kamnine minerali v kamninah raztopijo s kemičnimi interakcijami in tako podtalnica začne izrezljati luknje v kamnina, ki se sčasoma razširi v velike votle prostore. Te odprtine lahko postanejo jame in izviri, ob propadu pa ponikalnice (Unklesbay in Vineyard 1992).

Jame

Missouri je poln jam po vsej državi, razen v ledeniških ravnicah severno od reke Missouri, saj pokriva spodnje kamenje. Do leta 1991 je bilo v Missouriju znanih 5100 jam, več kot 2000 teh jam je bilo kartiranih. Okrožje Perry, ki se nahaja v jugovzhodnem Missouriju, vsebuje 630 jam, v njem pa je tudi 28,2 milj dolga jama Crevice, najdaljša jama v Missouriju. Jame v Missouriju so različnih vzorcev in struktur, ki jih pogosto določa vrsta kamnine, skozi katero jama prodre. Nekatere postavitve jam so oblikovane iz razširjenih kamnitih sklepov, ki tvorijo nekakšen vzorec prekrivanja rovov. Druge jame imajo dolge sprehajalne prehode, ki trajajo kilometre skozi skalo. Nekatere jame so blizu površine, druge pa so lahko globoke več kot 300 metrov. Najgloblja jama v Missouriju se spusti na globino 383 čevljev. Bližje kot je površina jame, večja je možnost, da se poruši. Jame Missouri & # 8217s so se že od predzgodovinskih časov uporabljale za živali in ljudi kot zatočišča do danes kot kraji za shranjevanje in rekreacijo. Pod samim mestom St. Louis je celo osemindvajset jam (Unklesbay in Vineyard 1992).

Vzmeti

V Missouriju je tudi več kot 1100 izvirov, med katerimi so tudi nekateri največji v državi in ​​na svetu. Izviri so del drenažnih vzorcev po vsej državi, kjer podtalnica, ki teče po zapletenih poteh pod zemljo, izhaja na površje. V zvezni državi je enajst izvirov, ki vsak dan izpustijo več kot 50 milijonov litrov vode, največji izvir Big Spring, ki se nahaja v okrožju Carter, pa vsak dan izvira v povprečju 276 milijonov litrov vode. Okoliška geologija izvirov narekuje njihovo zgradbo, izvire pa najpogosteje najdemo med kambrijskim in ordovicijskim dolomitom v Ozarkih, Mississippian apnencu na planoti Springfield in nekaj na severu okoli pennsylvanskega apnenca. Dolomit in apnenec sta dobra vira za izvire, ker se te kamnine s tekočo vodo zlahka lomijo in olajšajo odvajanje vode (Unklesbay in Vineyard 1992).

Vrtače

Vrtače nastanejo, ko se votli prostori, ki nastanejo zaradi kemične erozije, porušijo, ker postane streha območja preveč krhka in tanka, da bi se lahko držala zgoraj in plasti kamenja. Vrtače so v Missouriju zelo problematične, ker so propadi nenadni in naključni, včasih pa povzročijo resno škodo prekrivajoči infrastrukturi, kot so požiranje naftnih ploščadi, zgradb, avtocest in celo letaliških stez. Poleg tega so vrtače uporabljene kot smetišča, kar je zelo problematično glede na prisotnost tekoče podzemne vode, zato so nastale velike težave z onesnaženjem (Unklesbay in Vineyard 1992).

Koristne povezave / dodatne informacije

Reference

Spencer, Charles G. Geologija ob cesti v Missouriju. Missoula: Mountain, 2011. Natisni.

Seeger, Cheryl. & # 8220 Magnetne kamnine. & # 8221 The Geološki stolpec Missourija 3.1 (poletje 2008): Web.

Geološka služba Združenih držav. & # 8220Zgodovina zemeljskih potresov. & # 8221 Missouri. USGS, 14. januar 2015. Splet. 21. september 2015.

Geološki zavod v Missouriju. & # 8220Razmerje med Richterjevo veličino in spremenjeno intenziteto Mercalli. & # 8221 Geološka raziskava v Missouriju. Ministrstvo za naravne vire v Missouriju. Splet. 7. oktober 2015.

Seeger, Cheryl M. & # 8220 PREDHODNA GEOLOGIJA DOBIČKANEGA GORSKEGA POPLAVNEGA BESEDA, REYNOLDS COUNTY, MISSOURI. & # 8221 Severno-osrednji odsek (44. letni) in Južni-osrednji odsek (44. letni) Skupni sestanek. Ameriško geološko društvo, 13. april 2010. Splet.

Seeger, C. M. in Wronkiewicz. D.J., 2010, Preliminarna geologija poplavnega gnoja Proffit Mountain, okrožje Reynolds. Missouri, v Evans, K. R., in Aber, J. S., ur., Od predkambrijskih razcepljenih vulkanov do roba Mississippian Shelf: Geološke terenske ekskurzije v gorah Ozark: Field Guide of Geological Society of America 17, str. 23—29. Natisni.

Gomberg, Joan in Eugene Schweig. & # 8220Ogroženost potresa v osrčju domovine. & # 8221 Geološka služba Združenih držav, januar 2007. Splet.

Unklesbay, A. G. in Jerry D. Vineyard. Missouri Geologija. Columbia, Missouri: University of Missouri Press, 1992. Natisni.


Migracija v Ameriko

Pred 13.000 do 10.000 leti, na začetku holocenske epohe, je nižanje morske gladine izpostavilo Beringov kopenski most med Sibirijo in Aljasko. Snežne padavine na tem območju bi bile zaradi učinkov deževne sence na območju Aljaske razmeroma rahle, zato je bilo z ledeniki, ki so pokrivali večji del Evrope, naravno, H. sapiens slediti selitvam živali v Severno Ameriko.

Potem je bilo pred približno 12.000 leti izbrisanih skoraj tri četrtine velikih živali Severne Amerike, vključno z volnastimi mamuti, konji in kamelami. Znanstveniki že dolgo razpravljajo o tem, kaj je povzročilo ta katastrofalni izumrtje. Ena od razlag je, da so naraščajoče globalne temperature povzročile umik ledenikov. Povečanje morske gladine je spet potopilo kopenski most in gozdovi so začeli nadomeščati mamutske stepe. Spremembe habitata nedvomno obremenjujejo populacije živali.

Množično izumrtje je sovpadalo tudi s prihodom ljudi na to območje. Nekateri znanstveniki pravijo, da je pretiravanje močno prispevalo k množičnim izumrtjem. Druga teorija je, da je komet pred približno 12.900 leti trčil v ledenike vzhodne Kanade, kar bi drastično vplivalo na podnebje in sprožilo novo dobo ledeniških razmer.


Terciarno obdobje (pred 65 milijoni let do 2,6 milijona let)

Prvo obdobje v kenozojski dobi se imenuje terciarno obdobje. Začelo se je takoj po masovnem izumrtju K-T ("T" v "K-T" pomeni "Terciary"). Na samem začetku časovnega obdobja je bilo podnebje veliko bolj vroče in vlažnejše od našega sedanjega podnebja. Pravzaprav so bile tropske regije najverjetneje prevroče, da bi podprle različne oblike življenja, ki bi jih danes tam našli. Ko je terciarno obdobje teklo, je podnebje na Zemlji postalo precej hladnejše in bolj suho.

Na zemlji so prevladovale cvetoče rastline, razen v najhladnejših podnebjih. Večji del Zemlje je bil pokrit s travniki. Živali na kopnem so se v kratkem času razvile v številne vrste. Predvsem sesalci so zelo hitro sevali v različne smeri. Čeprav so bile celine ločene, naj bi obstajalo več "kopenskih mostov", ki bi jih povezovali, tako da bi se kopenske živali zlahka selile med različne kopenske mase. To je omogočilo, da so se nove vrste razvijale v vsakem podnebju in zapolnile razpoložljive niše.


Geologija kanadske rečne doline

Pogled na kanadske odmore s trdnjave Fritch

Nacionalno rekreacijsko območje Lake Meredith in narodni spomenik Alibates Flint Quarries se nahajajo v teksaškem Panhandleju vzdolž razgibanih kanadskih rečnih prelomov. Milijoni let erozije so izklesali vrsto kanjonov, mez in risb skozi pokrajino razmeroma ravnih ravnic. Geologija na tem območju pripoveduje fascinantno zgodbo skoraj 300 milijonov let.

Izpostavljene permijske rdeče postelje v zalivu Harbor

Permsko obdobje:

Izpostavljena geologija jezera Meredith in Alibates sega skoraj 300 milijonov let v permskem obdobju. V tem času je Zemlja doživela številne podnebne spremembe, ki so povzročile več različnih kamnitih in mineralnih nahajališč. Rdeče in bele skalne plasti (formacije) so bile deponirane pred približno 260 milijoni let v permskem obdobju. V tem obdobju je bil Texas Panhandle blizu ekvatorja in je bil del superkontinentalne Pangee.

Ti peščenjaki, muljevci in kamni, skupaj z vloženimi sloji mavca in dolomita, so za svojo starost znani kot permske rdeče postelje in prevladujejo od rdeče do ožgane oranžne barve. Te edinstvene rdeče postelje so bile naložene blizu morja, ki se je širilo od juga. V te usedline so bile vključene tudi velike količine soli in drugih mineralov izhlapevanja. Permske rdeče postelje v nacionalnem rekreacijskem območju Lake Meredith so sestavljene iz treh različnih formacij, ki so označene kot peščenjak Whitehorse, mavec v oblaku in formacija intendanta. Te rdeče postelje obarvajo majhne količine železovih oksidov in glinenih mineralov. Peščenjaki, muljevci in blatniki se zlahka erodirajo in razkrivajo čudovite rdeče zaobljene griče.

Permske rdeče postelje, izpostavljene v bližini Alibatesa

Rdeče postelje

V hladnejših obdobjih so polarne ledene kape postajale večje in voda, ki se je umikala, je to območje premaknila nad morsko gladino. Reke in potoki so prevladovali v regiji in vijugali po teksaškem Panhandlu. Te vode so izgubile energijo in odlagale na stotine metrov skrilavca, peščenjaka in blata.

Najstarejše kamnine, ki jih najdemo na površju v Teksaškem Panhandlu, so permske rdeče postelje in jih najdemo v obeh parkih. Te kamnine zasedajo precejšen del Velikih ravnic od južnega Kansasa čez Oklahomo in Teksas do Nove Mehike in Arizone ter segajo vzdolž vzhodnega boka Skalnega gorovja do severa do Črnih gričev Južne Dakote.

Te "postelje" so rdečo obarvale kovinske minerale v kamninah, ki so zarjavele. Te kamnine so razmeroma mehke in lahko erodirajo eno zrno naenkrat zaradi dežja in bliskovitih poplav. Podobno kot pri pripravi torte se na dnu nahajajo prvi ali najstarejši sloji, nad njimi pa mlajši sloji. Ta najstarejša plast geološke pogače najdemo na dnu in ob straneh kanadskih rečnih prelomov.

Veliki koščki dolomitne kamnine na mesi blizu jezera Meredith

Dolomit

Naslednja plast geološke pogače je razkrila segrevanje temperature okoli Zemlje v pozni permski dobi, pred 260 milijoni let. Zaradi segrevanja temperature so v polarnih regijah stopili led, zaradi česar so se oceani dvignili in postavili to območje pod morsko gladino. Ta prehod lahko opazimo v tanjši plasti Alibates Dolomite, sive barve kamnine, ki jo najdemo na vrhovih mesa v obeh parkih.

Dolomit nastaja iz organskega materiala (plankton, oluščene živali, alge, korale) v plitkem morju. To morje se je raztezalo od Arktičnega oceana blizu Aljaske, pokrivalo je notranjost Kanade in ZDA, preden se je povezalo s Tihim oceanom v Mehiki.

Organizmi, ki so ustvarili dolomit, so bili ohranjeni kot fosili znotraj kamnine. Dolomit se je zaradi svoje trdote upiral eroziji. Dolomit je deloval kot "kaprok" in upočasnil erozijo mehkejših rdečih postelj, kar je povzročilo močne meze okoli jezera Meredith in kamnolomov Alibates Flint. Ko spodnja skala sčasoma erodira, se dolomit zlomi v številne bele kamnine, ki jih najdemo na straneh mez.

Mavec v bližini Upper Plum Creeka

Mavec

Morske gladine so nihale, ko se je podnebje v permskem obdobju večkrat spremenilo. Ko se je gladina morja v hladnejših obdobjih znižala, je bila slana voda ujeta v nizko ležečih bazenih. Ko je voda izhlapela v bazenu, so za sabo ostali sol in organski material. Sčasoma je ta material v permskih rdečih ležiščih oblikoval gipsna ležišča. Izstopi mavca so na Dolomite Pointu in Plum Creeku.

Danes, ko voda teče nad temi sloji mavca, se sol raztopi iz kamnine in se prenaša s tekočo vodo. Če ste se kdaj vprašali, zakaj ima kanadska reka slan okus, so za to zaslužne mavčne postelje v Teksasu in Novi Mehiki. Ko se te mavčne postelje raztopijo v vodi, se lahko zgornje kamenje zruši v nove praznine in na površini ustvari dimnike in vdolbine. Dimnik je lahko v bližini Dolomite Pointa na nacionalnem rekreacijskem območju Lake Meredith.

Fosilizirane alge na poti kamnolomov Alibates Flint

Fosili in okamneli les

Fosili so fantastičen vir za geologe, da odkrijejo, kakšne razmere so bile pred milijoni let. Znotraj dolomita lahko opazimo tanke plasti fosiliziranih alg. Alge za preživetje potrebujejo sončno svetlobo, da izvedejo fotosintezo. Geologi so domnevali, da je bila slana voda, kjer je nastajal dolomit, plitva, ker so alge za preživetje potrebovale sončno svetlobo. Še en geološki namig je prisoten v fosiliziranih koralnih polipih v plitvih vodah.

Okamenel les lahko najdemo ob kanadski reki na jugozahodnem delu nacionalnega rekreacijskega območja Lake Meredith. Ta starodavni les najdemo v triasnih kamninah. Geologi so ta les lahko povezali z okamnelim lesom iz narodnega parka Chinle Formacija okamnelega gozda v Arizoni.

Manjka zgodovina

Kamnin od konca permskega obdobja do pred približno 12 milijoni let ni mogoče najti na večini predelov kamnolomov Meredith Lake in Alibates Flint. Na številnih skalnatih najdiščih po Ameriki je 550 milijonov let stara skala na vrhu skale, ki obstaja že 3 milijarde let. Vmes ni nič in zdi se, da so bila časovna obdobja izbrisana z Zemlje. Ta skrivnost se imenuje Velika neskladnost. Nekateri geologi in raziskovalci verjamejo, da se je v zgodovini Zemlje zgodil močan kataklizmični dogodek. Kamnine v naših parkih so se odlagale v permskem obdobju, kasneje pa so jih erozija odstranile in geološka zgodovina je bila izbrisana. Manjka geološki zapis za ta časovni interval in je še danes skrivnost. Če želite najti kamnine iz triasnega obdobja, pojdite na jugozahodni del jezera Meredith. Kamnine iz formacije Ogallala najdemo v bližini kanjona Cedar.

Tvorba Ogallala v bližini kanjona Cedar

Pliocenska epoha: Formacija Ogallala

Nekaj ​​najmlajših kamnin v obeh parkih je formacija Ogallala. Ta tvorba je sestavljena iz zaobljenih rečnih kamnin in sedimentov od peska do roke. Tvorba Ogallala izvira iz skalnatega gorovja Kolorada in Nove Mehike. Ta tvorba je pokrivala dele Velikih ravnic, ki so segale od osrednjega Teksasa do južne Južne Dakote. Te kamnine so se polnile po dolinah in pokrivale mesas. Na nekaterih območjih zunaj parka je ta tvorba postala debela več kot 500 čevljev.

Številne barve Alibates Flint

Alibates Flint

Kremen Alibates najdemo na vrhovih mesov in je večbarven. Ta poseben kremen je znan kot agatizirani dolomit ali čert. Minerali v dolomitu so nadomeščeni s kristali kremena iz vode, bogate s kremenom. Kvarčni kristali so majhni in jih ni mogoče videti z mikroskopom. Ti kristali ustvarjajo jekleni trdoti kremena Alibates. Raznolikost barv v kremenu je posledica elementov v sledovih in mineralov, ki jih najdemo v prvotnem dolomitu. Voda, določena s silicijevim dioksidom, lahko fosile spremeni v kremen Alibates. Ko so se v dolomitu pojavile razpoke ali praznine, so kristali kremena postali večji. Ti večji kristali tvorijo nekvaliteten kremen za kamnita orodja. Avtohtoni prebivalci so zavrgli "smeti" in za svoje orodje uporabili najkakovostnejše kamne.

Obstajajo tri osnovne teorije o izvoru vode, bogate s kremenom. Prva teorija je izbruh supervulkana Yellowstone pred približno 675.000 leti, ki je v pepelu dajal kremen. Trimetrsko posteljo rumena pepela je mogoče najti na več lokacijah okoli jezera Meredith. Ko je dež padel na pepel, se je del pepela raztopil v raztopini, bogati s silicijevim dioksidom. Druga teorija je, da je bil tu med formacijo Ogallala prinesen material, bogat s silicijevim dioksidom. Tretja teorija je Alibates Flint, ki je nastal v istem času kot prvotni dolomit. V vsakem primeru je kremen Alibates zapolnil razpoke in v celoti nadomestil dele dolomita. Ta geološki postopek je zapleten in bi za oblikovanje kremena zahteval popolne pogoje. Kremen Alibates je nastal na majhnem delu kanadskih prelomov na zelo specifičnem območju.

Kanadska reka, ki teče po poti Mullinaw

Kvartar - sedanjost

Pred približno 2,6 milijona let se je začela zadnja ledena doba, ki je na območje prinesla veliko vlage in lokalnim rekam zagotovila več energije. Namesto, da bi reke vijugale in spuščale usedline, so vklesali skozi skale in tvorili kanjone. Kanadska reka je izklesala več kot 200 metrov kamenja in ustvarila kanadske rečne prelome. Številni stranski kanjoni in mesi (prelomi) so bili izrezani iz podložne permske skale, ko se je velika količina vode prerezala skozi glavni kanjon in dolino reke.

Geologija kanadske reke je fascinantna in tudi čudovita. Severni osrednji del Teksaškega Panhandla prečka kanadska reka, ki se dviga v gorah Nove Mehike. Reka teče čez peščeno strugo, široke od pol milje do več kot miljo. Kanadska reka se nenehno premika, na enem mestu izkopava pesek, na drugem pa ga odlaga.


Kako ljudje vplivamo na podnebne spremembe in njihov pomen pri določanju nove geološke dobe: antropocena

Delovna skupina za antropocen (AWG) je organ, ki je zadolžen, da predlaga formalno opredelitev antropocena kot geološke časovne enote. Pridružite se nam na Generalni skupščini EGU2021 v sredo, 28. aprila ob 14: 15-15: 00 CEST, na seriji predstavitev o antropocenu na zasedanju SSP2.6.

Koncept antropocena

Geologi se spopadajo z ogromno 4,5 milijarde let zgodovine Zemlje, tako da jo razdelijo na poimenovane geološke časovne enote, ki imajo globalno določene začetke in konce. Značilnosti vsake enote so posledica narave evolucije Zemlje v tem intervalu. Geološka časovna lestvica vsebuje hierarhijo enot, krajše so združene v večje. Trenutno živimo v meghalajski dobi, holocenske epohe, kvartarnega obdobja (slika 1).

Slika 1. Kvartarna časovna lestvica, kot jo želi AWG. Črna - uradno odobrena in ratificirana siva - še ni uradno sankcionirana. Spremenjeno iz Mednarodne kronostratigrafske karte (https://stratigraphy.org/chart).

Ta slika se zdaj pregleduje in se zaveda, da so vplivi človeka na naše planetarno okolje postali tako veliki, da dejansko živimo v novi epohi geološkega časa, antropocenu. Mednarodna skupina strokovnjakov (Delovna skupina za antropocen & # 8211 AWG & # 8211 Podkomisije za kvartarno stratigrafijo) zbira podatke v podporo temu predlogu. AWG trdi, da je veliko pospeševanje človeške populacije in dejavnosti sredi 20. stoletja povzročilo bistvene spremembe v naravnem geološkem ozadju. Te spremembe vidimo na primer pri dramatičnem povečanju novih materialov in spojin, kot so plastika in beton, kemijskih signalih jedrskih padavin in globokih spremembah v biosferi (zlasti izgube v biotski raznovrstnosti, skupaj z mešanjem rastlin in živali med regijami) [1, 2].

V tem članku dokazujemo, da so številne spremembe med nedavnimi geološkimi časovnimi enotami posledica podnebnih sprememb. Za merjenje teh sprememb uporabljamo zastopnike za temperaturo in druge lastnosti podnebnega sistema. Postalo je jasno, da so podnebne spremembe od leta 1950 veliko večje, kot bi pričakovali. Podnebne spremembe se tako izkazujejo kot pomemben dejavnik razlikovanja med antropocenom in holocenom.

Kvartarne podnebne spremembe

V zadnjih 2,6 milijona let se je količina sončne energije (osončenosti), prejete na površini Zemlje, spreminjala vzporedno z rednimi spremembami zemeljske orbite in nagibom Zemljine osi v ciklih, ki so trajali 20.000, 40.000 in 100.000 let [3]. Te razlike so privedle do občasnih hladnih obdobij, znanih kot "ledeniki", ki so se izmenjevali s precej krajšimi toplimi obdobji, znanimi kot "medledniki".

Ledena jedra iz polarnih regij, datirana po letnih plasteh sneženja in znanih oznakah vulkanskega pepela, so ključni dokazi o podnebnih spremembah v zadnjih 800.000 letih. Geokemiki izmerijo koncentracije različnih izotopov kisika in vodika po ledenih jedrih, da določijo verjetne temperaturne spremembe s časom. Led ima še večjo vrednost, saj v svoji obliki ujame zračne mehurčke, ki jih geokemiki lahko pridobijo, da izmerijo, koliko toplogrednih plinov ogljikovega dioksida (CO2) zrak v katerem koli trenutku.

Temperatura in CO2 beleži ledena jedra (slika 2) natančno sledijo izračunanemu vzorcu spreminjanja osončenosti s časom, vendar s kompleksnim razmerjem. Jasno je, da ko se je povečala osončenost, se je povečala tudi globalna temperatura. Hkrati CO2 povečala, ker je segrevanje oceana sproščalo CO2 v ozračje. Glavni dejavnik spremembe temperature je bila osončenost s CO2 deluje kot ojačevalec. Ko je začela upadati osončenost, je padala tudi temperatura, vendar upad CO2 zaostajala. Ta zaostanek je razložen na naslednji način: (1) ko se je podnebje ohladilo, se je voda, ki je izhlapela iz oceana, ujela v rastoče ledene plošče in permafrost na kopnem. To je povzročilo padec morske gladine za do 130 m, kar je zmanjšalo površino oceana, ki je na voljo za absorpcijo CO2 iz zraka (2) Morski led je zrasel nad ohlajevalnim polarnim oceanom, kar je dodatno zmanjšalo površino oceana v stiku z zrakom in tako dodatno zavira absorpcijo CO2 ob oceanu. Ko so se ledene plošče in morski led stabilizirale, se je postopoma ustalil tudi ocean, ki je omogočil absorpcijo CO2 iz zraka, da 'dohitijo' znižano temperaturo.

Slika 2. Kompozitni CO2 posnetki [4] in paleotemperatura (z uporabo devterijevega izotopskega proxyja in glede na srednjo temperaturo v zadnjem tisočletju) [5] iz ledenih jeder Antarktike v zadnjih 800.000 letih. Stopnje morskih izotopov (MIS) pri

100.000-letna periodičnost: neparna števila, ki se nanašajo na tople faze (medledenice), celo na hladne faze (ledenike).

Vrhunec zadnjega ledeniškega intervala pred 20.000 leti je sledilo segrevanje (slika 3), ki je bilo posledica naravnih orbitalnih in aksialnih sprememb. Ogrevanje vode zadržuje manj plina, zato je segrevanje oceana oddajalo CO2 v ozračje, tako da se tam koncentracija poveča za 75 ppm pred 17.000 - 11.000 leti (povprečni porast: 0,01 ppm na leto). V istem časovnem intervalu so se svetovne srednje temperature zvišale za približno 2,7 ° C (0,0004 ° C na leto), v odgovor pa se je gladina morja zvišala za

75 m (povprečno 12,5 mm na leto). Vendar pa je gladina morja še naprej hitro naraščala tudi po tem, ko je osončenost dosegla vrh 11.700 let, ker so se velike ledene plošče tako dolgo stopile. Dejansko se je gladina morja dvignila

Pred 7.500 leti, ko so ledene plošče na Arktiki skoraj v celoti izginile, ostala je le grenlandska ledena plošča.

Slika 3. Atmosferski CO2 iz sestavljenih antarktičnih ledenih jeder [4], globalna anomalija povprečne temperature, rekonstruirana iz paleoklimatskih arhivov glede na 1980–2004, prilagojena iz [6] in globalna povprečna sprememba morske gladine glede na današnji dan [7].

Holocenska podnebna stabilnost

Holocenska epoha, ki se je začela pred 11.700 leti, je najnovejše medledeno toplo obdobje (MIS 1, slika 2). Holocensko podnebje je bilo razmeroma stabilno, kar je omogočilo razvoj kmetijstva, mest in civilizacije. Na obeh poloblah so vladale najtoplejše razmere pred približno 11.000 - 6000 leti (slika 3, [6]). Globalno ohlajanje, ki ga povzroča manjša osončenost, je v zadnjih 7000 letih zaznamovalo zmerne in polarne regije. To je vodilo naše podnebje k "neoglacialnemu" podnebju, v katerem so ledeniki v zadnjih 4000 letih napredovali, pri čemer je to neoglacialno ohlajanje postalo najbolj izrazito v času male ledene dobe med 1250 - 1800 n. Št. (Slika 3). Intenzivno ohlajanje vrha Male ledene dobe pripisujejo začasnemu izginotju sončnih peg, znanih kot Maunderjev minimum, kar kaže na obdobje šibke sončne energije, ki je trajalo od 1645 do 1715 n. Kljub temu neoglacialnemu ohlajanju CO2 nekoliko povečala, za 25 ppm, začenši pred 8000 leti. Tu imamo še eno prekinitev povezave med CO2 in temperature. Očitno je bila manjša osončenost pomembnejše gonilo podnebja kot rahel dvig CO2, vendar je slednje morda preprečilo, da bi hlajenje postalo še močnejše. Za ta majhen porast CO so bili predstavljeni argumenti2 posledica krčenja gozdov med širitvijo kmetijstva ali naravnega izdiha iz oceana.

Dvig morske gladine je bil hiter do 7.500 let, do takrat se je taljenje ledu večinoma ustavilo in gladina morja se je večinoma stabilizirala (slika 3). Nato se je v 3000 letih dramatično upočasnila na približno 3 m, hitrost 1 mm / leto (tj. 10 cm / 100 let).

Geologi so, namesto na relativno holocensko stabilnost podnebja, uporabili dva kratkotrajna podnebna dogodka, da bi si epoho razdelili na različne geološke dobe (slika 1). Kratek globalni hladilni dogodek pred 8.200 leti [8] deli Grenlandijo od severgripske dobe (slika 1), medtem ko zmanjšanje monsonskih padavin pred 4200 leti deli megalajsko dobo od severnogripske [8].

Antropocenski človeški dejavniki podnebnih sprememb

Sredi 19. stoletja so se svetovne temperature začele počasi povečevati in ledeniki so se začeli umikati na obeh poloblah. Natančen pregled zapisov sončnih peg kaže, da do tega segrevanja ni prišlo zaradi sprememb v sončnem izhodu, ki je dosegel najvišjo raven v 1780-ih, 1860-ih in 1980-1990 CE. Podobno tudi za to segrevanje ni mogoče kriviti orbitalne osončenosti ali aksialnega nagiba, saj se je v zadnjih 2000 letih upadanje osončenosti poravnalo in ne spodbuja večjih podnebnih sprememb. Namesto tega dokazi kažejo, da je to nedavno segrevanje povzročilo povečano izgorevanje fosilnih goriv skupaj z krčenjem gozdov.

Več kot 90% vseh doslej zgorelih fosilnih goriv je bilo požganih od leta 1950. Tudi stopnje krčenja gozdov so se po letu 1950 močno povečale in odstranile drevesa, ki bi sicer absorbirala CO2 iz zraka. Tudi vse hitrejše napredovanje kmetijstva je začelo odstranjevati CO2 iz tal, ki delujejo kot ogromne zaloge naravnega ogljika. Ti procesi so privedli do povečanja atmosferskega CO2 koncentracij, opaženih v ledu Antarktike v zadnjih 800.000 letih (največ 300 ppm) za

Dvig CO 120 ppm2 od leta 1850, & gt80% se je zgodilo od leta 1950. Izrazit porast izgorevanja fosilnih goriv

1965 (slika 4) je povzročil povprečno letno povečanje CO 2 za 2 ppm2,

200-krat večja od stopnje ob nastopu holocena (slika 3). Podobno je dvig svetovne temperature med letoma 1975 in 2020 za 1,0 ° C (slika 4) pri 0,02 ° C na leto skoraj za red velikosti hitrejši, kot se je zgodil ob nastopu holocena. Zastoj v dvigu temperature med 1940 in 1970 je verjetno odgovor na dva vpliva: (1) v tem intervalu se je povečala proizvodnja aerosola iz hitro rastočih industrij, ki onesnažujejo, kar odraža sončno energijo in (2) naravno spremenljivost v Atlantskem Meridionalnem kroženju oceana do povečanega prenosa toplote v globoki Atlantik v tistem času [9].

Povprečna globalna gladina morja je trenutno višja kot kadar koli v preteklosti

115.000 let (slika 3). Zdaj je na planetu veliko manj ledu, a kljub temu približno 25% površine planeta pozimi še vedno pokriva led in permafrost. Talil se je z globalnim segrevanjem s hitrostjo, ki je povečala stopnjo dviga morske gladine na 4 mm / leto (tj. 40 cm / 100 let). To je hitreje od stopnje dviga morske gladine pred 7000-3000 leti. Morska gladina se je od leta 1860, ko se je začel nedavni trend naraščanja [10], zvišala za 0,3 m.

Slika 4. Trendi čez predlagano mejo holocen - antropocen (

1950). Letna globalna povprečna atmosferska CO2 podatki, letne anomalije povprečne globalne temperature glede na povprečje 1951 - 1980 (viri podatkov so navedeni v okencih) in krivulja morske gladine [10, slika 13.3e].

Ali lahko spremembe sončne energije povzročajo dvig temperature od leta 1975? To je zelo malo verjetno, saj je bilo, kot smo že omenili, število sončnih peg 20. stoletja doseglo vrh v letih 1980 in 1990 in se ni nič razlikovalo od tistega iz let 1780 in 1860 [11], ko so bile temperature precej hladnejše. Število sončnih peg od leta 1990 počasi upada in se ne dviguje, kot bi se moralo, če bi Sonce povzročilo ta dvig temperature.

Stopnje povečanja CO2 koncentracije in globalno segrevanje na meji holocen - antropocen so večji kot na meji pleistocen - holocen pred 11.700 leti, kar je bistveno v primerjavi s kratkotrajnimi podnebnimi dogodki, ki zaznamujejo starost holocena (slika 3). To predstavlja en argument, da je treba antropocen opredeliti kot dovolj drugačnega od holocena, da ga lahko poimenujemo kot novo dobo [1].

Poleg tega moramo poudariti, da je skupni poudarek na CO2 emisije iz človeških dejavnosti v tem besedilu, tako kot v mnogih drugih, prikriva dejstvo, da CO2 je okrajšava za košarico toplogrednih plinov, vključno z metanom in dušikovim oksidom. Ti toplogredni plini so sledili CO2 med pleistocenom in to počnejo še danes, vendar jih zdaj proizvajajo predvsem industrijske in kmetijske dejavnosti. Vodna para je še en pomemben toplogredni plin, ki ga v segrevanju povečuje v zraku, vendar ne pride v stratosfero in ga zato obravnavajo kot povratni dejavnik in ne kot glavno gonilo sprememb.

Pogled naprej

Čeprav bi se podnebni učinki dosedanjih emisij ogljika v letu 2012 lahko v veliki meri razpršili naravno

50.000 let [6], le zmeren atmosferski CO2 povišanje lahko za naslednjo poledenitev odloži za

100.000 let [12]. Kratkoročno do srednjeročno je jasno, da četudi človeška prizadevanja v prihodnosti vodijo do upada CO2 emisije CO2 koncentracija v zraku bo v tisočletnem časovnem obdobju ostala visoka, ker mora ostati v ravnovesju s CO2 koncentracija v površinskem oceanu [13]. Podobno se približno 90% toplote zaradi globalnega segrevanja shrani v oceanih. Kot v primeru CO2mora biti toplota v oceanu v ravnovesju s toploto v ozračju. Zato se vsaka težnja, da se ozračje ohladi z zmanjšanjem CO2 vsebino ponavadi nadomešča toplota, ki prihaja iz oceana, da bi uravnotežila toploto, izgubljeno iz ozračja. To pomeni, da bo hlajenje ozračja na predindustrijsko raven trajalo več sto let.

Ob predpostavki, da človeška prizadevanja vzdržujejo globalno segrevanje na skoraj enaki ravni kot zdaj, ne bi smeli pričakovati, da bo morska gladina sledila temu vzorcu. Prej smo opisali obstoj zaostanka med največjo osončenostjo (ogrevanjem) pred 11.700 leti in najvišjim dvigom morske gladine pred približno 7.500 leti, v času, ko je osončenost padala. To nakazuje, da se bo led še naprej topil, tudi če se bo prihodnje segrevanje stabiliziralo pri globalni povprečni temperaturi blizu 2 ° C nad predindustrijsko ravnjo. Vzorec dviga morske gladine iz holocena kaže na to, da najvišje gladine morja morda ne bomo videli še do 4.000 let.

Zato se poraja vprašanje, kako bi lahko bila videti najvišja gladina morja. Raven CO2 V ozračju je zdaj podobno kot v pliocenu pred približno 3,5 milijoni leti in srednjem miocenu pred približno 17-14 milijoni leti, ko so bile temperature za 2-3 ° C toplejše kot danes. V tistem času je bila gladina morja višja za vsaj 10 m, kot je danes, in morda tudi za 20 m [14]. Če ljudje ne bodo zmanjšali CO2 usmeritev podnebnih sprememb verjetno privedla do temperatur, kot so temperature pliocena ali srednjega miocena - zato so nujni pozivi k dramatičnemu zmanjšanju emisij, neto negativni CO2 cilji in uporaba CO2 zajemanje tehnologij za omejitev prihodnjega segrevanja.


Fosilni periglacijski pojavi

Splošna definicija periglacialnih okolij se nanaša na razmere, v katerih v fizičnem okolju prevladujejo procesi, povezani z zmrzaljo in permafrostom. Skupna vsem periglacialnim okoljem so krogi zmrzovanja in odmrzovanja tal ter prisotnost permafrosta ali trajno zamrznjenih tal. Trenutno se ta okolja pojavljajo predvsem na visokih zemljepisnih širinah na Arktiki in Antarktiki ter na visokih legah v gorskih območjih na srednjih zemljepisnih širinah. Približno 25% zemeljske površine trenutno doživlja periglacialne razmere.


Permafrost na severni polobli. Zasluge za ponazoritev: www.solcomhouse.com/Permafrost.htm

Nekateri procesi in geološki proizvodi so edinstveni za periglacijsko okolje. Sem spadajo nastajanje večnega ledu in klina ter injekcijski led, razvoj termičnih kontrakcijskih razpok in nastanek termokrastov zaradi odmrzovanja permafrosta. V periglacijskem okolju so pomembni tudi drugi procesi, kot so nabrekanje zmrzali, lezenje tal, soliflukcija in procesi vetra, ki delujejo na neplodna tla. Prepoznavanje in razlaganje fosilnih periglacialnih pojavov je sestavni del rekonstrukcije kvartarnega podnebnega razvoja. Fosilni periglacijski pojavi se pogosto pojavljajo na srednjih zemljepisnih širinah v območjih Evrazije in Severne Amerike, ki so imeli periglacialne razmere med hladnimi obdobji pleistocena, danes pa imajo zmerno podnebje. Pleistocenske periglacialne razmere niso bile omejene na lokacije srednje zemljepisne širine. Obsežna območja v osrednji in vzhodni Sibirski Arktiki ter deli območja Beringia in severozahodne kanadske Arktike so ostala dolga obdobja v pleistocenu brez ledu in so bila podvržena intenzivni periglacijski aktivnosti.

Številni pojavi kažejo na zamrznitev tal in intenzivno delovanje zmrzali, zato jih je mogoče uporabiti za rekonstrukcijo paleoklime. Tej vključujejo:


Tla z vzorci, Thule, Grenlandija. Foto: Lafur Ingélfsson 1986.


Skalni ledenik na Qivitut, Diskofjord, otok Disko, Grenlandija. Foto: Ole Humlum


Blockfield na Amsterdamu, Spitsbergenu, Svalbardu. Foto: Lafur Ingélfsson 2001.


Ogromen prizemni led ob obali Tuktoyaktuk, arktična Kanada. Fotografiji: S.R. Dallimore, Geološka služba Kanade

Razlaga fosilnih periglacialnih pojavov ni vedno naravnost naprej, nekatere strukture, sedimenti in oblike pa se lahko razvijejo tudi v neperiglacialnih razmerah. Ko se bo razumevanje sedanjega periglacialnega okolja povečalo, se bo bolje razumelo, kako se fosilni periglacijski pojavi nanašajo in omogočil vpogled v podnebje iz preteklosti.

Reference in nadaljnje branje:

Black, R.F. 1976: Periglacialne značilnosti, ki kažejo na permafrost: ledeni in talni klini. Kvartarne raziskave, 6, 3-26.

French, H. M. 1996: Periglacijsko okolje. Harlow, Longman, 341 str.

Guoqing, Q. & amp Guodong, C. 1995: Permafrost na Kitajskem, preteklost in sedanjost. Permafrost in periglacialni procesi, 6, 3-14.

Ing lfsson, . & amp Lokrantz, H. 2003: Masivno ledeno telo ledeniškega izvora na polotoku Yugorski, arktična Rusija. Permafrost in periglacialni procesi 14 , 199 - 215

Kondratjeva, K.A., Krutsky, S.F. & amp Romanovski, N.N. 1993: Spremembe obsega permafrosta v poznem kvartarnem obdobju na ozemlju nekdanje Sovjetske zveze. Permafrost in periglacialni procesi, 4, 113-119.

P w , T.L. Periglacijsko okolje v Severni Ameriki v času Wisconsinana. V Porter, S.C. (ur.), Pozni pleistocen. Pozno kvartarno okolje ZDA, Letn. 1. Minneapolis, University of Minnesota Press, 157-189.

Vandenberghe, J. in amp Pissart, A. 1993: Spremembe permafrosta v Evropi med zadnjim ledenikom. Permafrost in periglacialni procesi, 4, 121-135.