Кенорланд: древний суперконтинент 2.8 млрд лет назад. Исследование палеомагнетизма и геологических формаций раскрывает историю формирования Земли и древнейших кратонов.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Гипотетический неоархейский суперконтинент возрастом около 2,8 миллиардов лет.
Hypothetical Neoarchaean supercontinent from about 2.8 billion years ago
Рои вулканических дамб и их палеомагнитная ориентация, а также наличие сходных стратиграфических последовательностей позволяют провести эту реконструкцию. Ядро Кенорленда, Балтийский/Фенноскандийский щит, имеет происхождение, уходящее корнями более чем на 3,1 миллиарда лет назад. Кратон Йилгарна (современная Западная Австралия) содержит в своей коре кристаллы циркона, возраст которых достигает 4,4 миллиардов лет.
Swarms of volcanic dikes and their paleomagnetic orientation as well as the existence of similar stratigraphic sequences permit this reconstruction. The core of Kenorland, the Baltic/Fennoscandian Shield, traces its origins back to over 3.1 Ga. The Yilgarn Craton (present day Western Australia) contains zircon crystals in its crust that date back to 4.4 Ga.
Кенорленд был назван в честь кенорского орогенеза (также известного как алгоманский орогенез), который, в свою очередь, получил название от города Кенора, провинция Онтарио.
Kenorland was named after the Kenoran orogeny (also called the Algoman orogeny), which in turn was named after the town of Kenora, Ontario.
Формирование
Кенорленд сформировался около 2,72 миллиарда лет назад (2,72 млрд лет) в результате серии событий аккреции и образования новой континентальной коры. Эти события аккреции зафиксированы в зеленокаменных поясах кратона Йилгарн в виде метаморфизованных базальтовых поясов и гранитных куполов, приросших к высокометаморфизованному ядру Западного гнейсового террейна, который включает в себя элементы возрастом до 3,2 млрд лет и некоторые более древние части, например, террейн Нариер Гнейс.
Kenorland was formed around 2.72 billion years ago (2.72 Ga) as a result of a series of accretion events and the formation of new continental crust. The accretion events are recorded in the greenstone belts of the Yilgarn Craton as metamorphosed basalt belts and granitic domes accreted around the high grade metamorphic core of the Western Gneiss Terrane, which includes elements of up to 3.2 Ga in age and some older portions, for example the Narryer Gneiss Terrane.
Разборка или демонтаж
Палеомагнитные исследования показывают, что Кенорленд в целом находился в низких широтах до начала тектонического разрыва, связанного с магматическим плюмом, между 2,48 и 2,45 млрд лет назад. К 2,45 млрд лет назад Балтийский щит располагался над экватором и был соединен с Лорантией (Канадский щит), а также с Кольским и Карельским кратонами. Протяженный распад Кенорленда в позднем неоархее и раннем палеопротерозое (2,48–2,10 млрд лет назад), в сидерийский и риацианский периоды, проявляется в виде мафитовых даек, осадочных рифтовых бассейнов и рифтовых окраин на многих континентах. На ранней Земле этот тип бимодального разрыва, обусловленного глубокими мантийными плюмами, был распространен в архейской и неоархейской коре и при формировании континентов. Многие геологи считают, что геологический период, связанный с распадом Кенорленда, знаменует начало перехода от метода формирования континентов посредством глубоких мантийных плюмов в гадейском и раннем архейском периодах (до окончательного формирования внутреннего ядра Земли) к последующей теории конвекции мантии и литосферных плит. Однако находки более древнего континента Ур и суперконтинента Ваальбара возрастом около 3,1 млрд лет указывают на то, что этот переходный период мог произойти значительно раньше. Кольский и Карельский кратоны начали расходиться около 2,45 млрд лет назад, и к 2,4 млрд лет назад Кольский кратон находился примерно на 30° южной широты, а Карельский кратон – на 15° южной широты. Палеомагнитные данные свидетельствуют о том, что к 2,45 млрд лет назад кратон Йилгарн (ныне большая часть Западной Австралии) не был соединен с Фенноскандией и Лорантией и располагался примерно на 5° южной широты. Это указывает на то, что 2,515 млрд лет назад между Кольским и Карельским кратонами существовал океан, а к 2,45 млрд лет назад суперконтинента уже не было. Также существуют предположения, основанные на пространственном расположении рифтовых зон Лорантии, что в какой-то момент во время распада кратоны Слейв и Супериор не входили в состав суперконтинента Кенорленд, но к тому времени могли представлять собой два различных неоархейских континентальных блока (суперкратона) на противоположных концах обширного Кенорленда. Это основано на том, как дрейфующие фрагменты различных компонентов должны разумно объединяться при формировании нового континента. В настоящее время кратоны Слейв и Супериор образуют северо-западную и юго-восточную части Канадского щита соответственно. Распад Кенорленда происходил одновременно с гуронским оледенением, которое продолжалось до 60 миллионов лет. Железополосатые формации (ЖПФ) демонстрируют наибольшее распространение в этот период, что указывает на значительное увеличение содержания кислорода в атмосфере с примерно 0,1% до 1%. Рост уровня кислорода привел к практически полному исчезновению парникового газа метана (окислившегося в углекислый газ и воду). Одновременный распад Кенорленда в целом увеличил количество континентальных осадков повсеместно, что привело к усилению эрозии и дальнейшему сокращению другого парникового газа – углекислого газа. С уменьшением концентрации парниковых газов и при уровне солнечной активности менее 85% от современного, это привело к сценарию «Земля-снежок», когда средняя температура на планете упала ниже нуля. Несмотря на аноксию, указанную ЖПФ, фотосинтез продолжался, стабилизируя климат на новых уровнях во второй половине протерозойской эры.
Paleomagnetic studies show Kenorland was in generally low latitudes until tectonic magma plume rifting began to occur between 2.48 Ga and 2.45 Ga. At 2.45 Ga the Baltic Shield was over the equator and was joined to Laurentia (the Canadian Shield) and both the Kola and Karelia cratons. The protracted breakup of Kenorland during the Late Neoarchaean and early Paleoproterozoic Era 2.48 to 2.10 Gya, during the Siderian and Rhyacian periods, is manifested by mafic dikes and sedimentary rift basins and rift margins on many continents. On early Earth, this type of bimodal deep mantle plume rifting was common in Archaean and Neoarchaean crust and continent formation. The geological time period surrounding the breakup of Kenorland is thought by many geologists to be the beginning of the transition point from the deep mantle plume method of continent formation in the Hadean to Early Archean (before the final formation of the Earth's inner core) to the subsequent two layer core mantle plate tectonics convection theory. However, the findings of an earlier continent, Ur, and a supercontinent of around 3.1 Gya, Vaalbara, indicate this transition period may have occurred much earlier. The Kola and Karelia cratons began to drift apart around 2.45 Gya, and by 2.4 Gya the Kola craton was at about 30 degrees south latitude and the Karelia craton was at about 15 degrees south latitude. Paleomagnetic evidence shows that at 2.45 Gya the Yilgarn craton (now the bulk of Western Australia) was not connected to Fennoscandia Laurentia and was at about ~5 degrees south latitude. This implies that at 2.515 Gya an ocean existed between the Kola and Karelia cratons, and that by 2.45 Gya there was no longer a supercontinent. Also, there is speculation based on the rift margin spatial arrangements of Laurentia, that at some time during the breakup, the Slave and Superior cratons were not part of the supercontinent Kenorland, but, by then may have been two different Neoarchaean landmasses (supercratons) on opposite ends of a very large Kenorland. This is based on how drifting assemblies of various constituent pieces should flow reasonably together toward the amalgamation of the new subsequent continent. The Slave and Superior cratons now constitute the northwest and southeast portions of the Canadian Shield, respectively. The breakup of Kenorland was contemporary with the Huronian glaciation which persisted for up to 60 million years. The banded iron formations (BIF) show their greatest extent at this period, thus indicating a massive increase in oxygen build up from an estimated 0.1% of the atmosphere to 1%. The rise in oxygen levels caused the virtual disappearance of the greenhouse gas methane (oxidized into carbon dioxide and water). The simultaneous breakup of Kenorland generally increased continental rainfall everywhere, thus increasing erosion and further reducing the other greenhouse gas, carbon dioxide. With the reduction in greenhouse gases, and with solar output being less than 85% its current power, this led to a runaway Snowball Earth scenario, where average temperatures planet wide plummeted to below freezing. Despite the anoxia indicated by the BIF, photosynthesis continued, stabilizing climates at new levels during the second part of the Proterozoic Era.