Хирантийский ярус: конец ордовикского периода и массовое вымирание.
Hirnantian
Хирантиан: последний этап ордовикского периода. Ледниковый период, падение уровня моря и массовое вымирание – ключевые события эпохи. Геология, палеозой.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Третий и последний возраст позднего ордовика.
Third and last age of the Late Ordovician epoch
Хирнантиан – это последний международно признанный ярус ордовикского периода палеозойской эры. Он был коротким по продолжительности, около 1,4 миллиона лет, с … до … млн лет назад (миллионов лет назад). Ранняя часть хирнантиана характеризовалась низкими температурами, масштабным оледенением и резким падением уровня моря. В поздней части хирнантиана температура повысилась, ледники растаяли, а уровень моря вернулся к прежнему или немного превысил уровень, существовавший до оледенения. Большинство ученых полагают, что это климатическое колебание стало причиной крупного вымирания, произошедшего в это время. Событие массового вымирания в хирнантиане (также известное как конец ордовика и ордовик-силур) фактически является вторым по масштабу событием такого рода в геологической истории. Погибло приблизительно 85% морских видов (обитающих в морях). Больше было только пермское массовое вымирание. Однако, в отличие от многих менее значительных событий вымирания, долгосрочные последствия вымирания на границе ордовика и силура были относительно небольшими. После климатических колебаний климат вернулся к прежнему состоянию, а выжившие виды вскоре (в течение двух-трех миллионов лет) эволюционировали в виды, очень похожие на существовавшие ранее.
The Hirnantian is the final internationally recognized stage of the Ordovician Period of the Paleozoic Era. It was of short duration, lasting about 1.4 million years, from to Ma (million years ago). The early part of the Hirnantian was characterized by cold temperatures, major glaciation, and a severe drop in sea level. In the latter part of the Hirnantian, temperatures rose, the glaciers melted, and sea level returned to the same or to a slightly higher level than it had been prior to the glaciation. Most scientists believe that this climatic oscillation caused the major extinction event that took place during this time. In fact, the Hirnantian (also known as the End Ordovician and the Ordovician Silurian) mass extinction event represents the second largest such event in geologic history. Approximately 85% of marine (sea dwelling) species died. Only the End Permian mass extinction was larger. Unlike many smaller extinction events, however, the long term consequences of the End Ordovician event were relatively small. Following the climatic oscillation, the climate returned to its previous state, and the species that survived soon (within two or three million years) evolved into species very similar to the ones that existed before.
Название и история
Хирнантский ярус был назван в честь Квм Хирнанта, расположенного к югу от Бала, в северном Уэльсе. Cwm Hirnant означает «долина длинного потока» на валлийском языке. Ярус был выделен в 1933 году Б. Б. Банкрофтом. Согласно предложению Банкрофта, Хирнантский ярус включал Хирнантский известняк и сопутствующие осадочные формации. Эти формации располагались в верхней части ордовикских отложений и характеризовались фауной, состоявшей из брахиопод, трилобитов и других животных с раковинами или твердым покровом. В 1966 году Д. А. Бассетт, Гарри Блэкмор Уиттингтон и А. Уильямс, опубликовавшие статью в журнале Геологического общества Лондона, предложили уточнить определение Хирнантского яруса. Это расширило ярус, включив в него все глыбокаменные сланцы Foel y Ddinas, частью которых является Хирнантский известняк. Это расширение определило современный объем Хирнантского яруса.
The Hirnantian was named after Cwm Hirnant south of Bala, in northern Wales. Cwm Hirnant means the "valley of the long stream" in Welsh. The stage was introduced in 1933 by B. B. Bancroft. As proposed by Bancroft, the Hirnantian included the Hirnant Limestone and related sedimentary formations. These formations were located at the very top of Ordovician deposits, and were dominated by a fauna which included brachiopods, trilobites, and other "shelly" or hard coated animals. In 1966, D. A. Bassett, Harry Blackmore Whittington, and A. Williams, writing in the Journal of the Geological Society of London, proposed a refinement to the Hirnantian Stage. This expanded the stage to include all of the Foel y Ddinas Mudstones, of which the Hirnant Limestone is a part. This expansion brought the Hirnantian Stage to its current scope.
ГССП
ГССП Хирнантиана расположен в разрезе Ванцзявана, вблизи деревни Ванцзяван, в 42 км к северу от Ичан (провинция Хубэй, Китай). Этот разрез представлен выходами пород формаций Вуфэн и перекрывающей её Лунгмачи, причем в формации Вуфэн находится основание Хирнантиана. Обе формации сложены преимущественно сланцем и чертом. Основание определяется как момент первого появления граптолита вида *Normalograptus extraordinarius* в данном разрезе. Вторичными маркерами являются *Normalograptus ojsuensi*, встречающийся на 4 см ниже границы, и фауна Хирнантии, на 39 см выше границы.
The GSSP of the Hirnantian is the Wangjiawan section near the village Wangjiawan, 42 km north of Yichang (Hubei, China). It is an outcrop of the Wufeng and overlying Lungmachi Formation, the former containing the base of the Hirnantian. Both formations consist mainly of shale and chert. The base is defined as the first appearance datum of the graptolite species Normalograptus extraordinarius in that section. Secondary markers are Normalograptus ojsuensi 4 cm below the boundary, and the Hirnantia Fauna 39 cm above the boundary.
Основные события
Как упоминалось выше, во время Хирнантия произошло крупное климатическое колебание, которое, как считается, вызвало крупное массовое вымирание. Когда началась Хирнантийская ступень, климат Земли был жарким, а уровень моря был значительно выше, чем сегодня. Моря кишели разнообразной фауной. Однако существует множество свидетельств, указывающих на то, что многие из этих видов уже находились в уязвимом положении к началу Хирнантия, и что общее биологическое разнообразие уже резко сокращалось. По мере охлаждения климата и формирования ледников в начале Хирнантия уровень моря понизился. Оценки глубины этого понижения варьируются от более чем 50 метров (по данным исследований в Неваде и Юте) до более чем 100 метров (по данным исследований в Норвегии и Соединенном Королевстве). Более поздние исследования указывают на общемировое снижение уровня моря примерно на 80 метров. Это привело к высыханию и обнажению обширных мелководных континентальных шельфов, существовавших по всему миру в то время, что вызвало вымирание большого числа видов, зависевших от этой мелководной среды обитания. Численность выживших видов значительно сократилась. Общий результат – существенное снижение биоразнообразия мирового океана. В этот ледниковый период (как ученые иногда называют периоды глобального похолодания и оледенения) выжившие виды начали адаптироваться. Виды, обитавшие в холодной среде, заменили виды, процветавшие в теплой среде в предыдущий жаркий период (который ученые называют «тепличным»). Но едва успев адаптироваться, виды столкнулись с новым изменением климата. В поздней части Хирнантия температура повысилась, ледники растаяли, а уровень моря поднялся до прежнего уровня или даже выше, чем до оледенения. Затопленные шельфы привели к дополнительным вымираниям среди фауны, пережившей первое вымирание.
As mentioned above, there was a major climatic oscillation during the Hirnantian, which is believed to have caused a major mass extinction event. When the Hirnantian Stage began, the Earth's climate was hot and sea levels were substantially higher than today. The seas were filled with a diverse fauna. However, there is considerable evidence to indicate that many of these species were already in trouble when the Hirnantian began, and that overall biological diversity was already in sharp decline. As the climate cooled and glaciers formed during the early part of the Hirnantian, sea level dropped. Estimates of the depth of this drop range from more than 50 meters (based on studies in Nevada and Utah) to more than 100 meters (from studies in Norway and the United Kingdom). More recent research indicates a worldwide reduction in sea level of approximately 80 meters. This drop dried up and exposed the extensive shallow water continental shelves that existed throughout the world at that time, causing the extinction of large numbers of species who depended on this shallow water environment. Those species that survived were greatly reduced in numbers. The overall result was a major reduction in the biodiversity of the world's oceans. During this ice house period (as scientists sometimes call periods of global cold climate and glaciation), surviving species began to adapt. Cold environment species replaced the warm environment species that had thrived during the previous hot period (hot house to scientists). Just as the species were adapting, however, the climate changed again. During the latter part of the Hirnantian, temperatures rose, the glaciers melted, and sea level rose to the same or perhaps an even higher level than before the glaciation. The exposed shelves were flooded, resulting in additional extinctions among the fauna that had survived the first extinction event.
Знакомства
Хотя для самого хирнантия крупных радиометрических датировок нет, существуют две даты, ограничивающие его временные рамки. Обе даты получены в районе Добс-Линн в Соединенном Королевстве. Более ранняя из них – из местных сланцевых формаций Хартфелл. Циркон, обнаруженный в пепельном отложении на этом участке, датирован 445,7 миллионами лет назад с погрешностью плюс-минус 2,4 миллиона лет. Более поздняя дата – из раннесилурийских сланцевых формаций Биркхилл. Радиометрическая датировка образцов циркона, найденных в другом пепельном отложении, показала 438,7 миллиона лет назад с погрешностью плюс-минус 2,1 миллиона лет. Используя эти даты в качестве основы, ученые смогли применить методы биостратиграфической корреляции для определения приблизительной датировки различных событий хирнантия.
While there are no major radiometric dates for the Hirnantian itself, there are two such dates which bracket the Hirnantian. Both dates are from the Dob's Linn area in the United Kingdom. The older one comes from the local Hartfell shale formations. Zircon found in an ash deposit at the site was dated to 445.7 mya, with a margin of error of plus or minus 2.4 million years. The younger date is from the early Silurian Birkhill shale formations. Radiometric dating placed zircon samples found in another ash deposit at 438.7 mya, with a margin of error of plus or minus 2.1 million years. With these dates as a base, scientists were able to use biostratigraphic correlation techniques to determine close approximations for the timing of various events during the Hirnantian.
Подразделения
В хирнантианском возрасте выделяют две биозоны граптолитов, примерно равные по протяженности. Основание (начало) хирнантианской стадии определяется первым появлением в геологической летописи граптолита Normalograptus extraordinarius, и, следовательно, биозона Normalograptus extraordinarius характеризует раннюю (или нижнюю) часть хирнантиана. Поздняя (или верхняя) часть определяется первым появлением граптолита Normalograptus persulptus, а биозона Normalograptus persulptus охватывает период от этого момента до конца хирнантианского возраста. Это также знаменует конец ордовикского периода. Эти биозоны позволяют более точно датировать события, происходившие в пределах хирнантианской стадии.
There are two Graptolite biozones in the Hirnantian and these are of approximately equal length. The base (beginning) of the Hirnantian Stage is defined by the first appearance in the geologic record of the graptolite Normalograptus extraordinarius, and thus, the Normalograptus extraordinarius biozone defines the early (or lower) part of the Hirnantian. The later (or upper) part is defined by the first appearance of the graptolite Normalograptus persulptus, and the Normalograptus persulptus biozone lasts from then until the end of the Hirnantian. This also marks the end of the Ordovician Period. These biozones allow for additional refinement in dating events occurring within the Hirnantian Stage.
Палеогеография
Во время Хирнантия большая часть суши Земли была объединена в суперконтинент Гондвана, который занимал крайние южные широты и покрывал Южный полюс. В его состав входили Южная Америка, Африка, большая часть Австралии, основная часть Индии и Антарктида. То, что сейчас является Западной Африкой, тогда находилось непосредственно у полюса, а Южная Америка располагалась поблизости, соединяясь с Африкой вдоль её западного побережья. Вдоль восточного побережья Африки располагались Антарктида и Индия, а севернее них находилась Австралия, пересекающая экватор. К северу от Австралии располагалась Новая Гвинея. Вероятно, это была самая северная точка суши в мире, расположенная чуть выше 30 градусов северной широты. К северу от неё простирался огромный, непрерывный океан, известный сегодня как Панталассический океан. Флорида, южная Джорджия и прибрежные районы Миссисипи, Алабамы и Южной Каролины, ещё не присоединённые к будущей Северной Америке, располагались в промежутке между Африкой и Южной Америкой, вблизи Южного полюса. Остальная часть Северной Америки (называемая учеными Лаврентией) находилась к северу и западу от Гондваны, с относительно тёплым климатом. Восточные штаты современной США, повёрнутые почти на 45 градусов от современного положения, располагались вдоль юго-восточного побережья континента, а прибрежные районы современных юго-восточных штатов были обращены к югу. К востоку от Лаврентии, за длинным и узким морем, находилась Балтика. Состоящая из современной Норвегии, Швеции, Финляндии, Дании, северо-восточной Германии и России западнее Уральских гор, эта территория простиралась от экватора на севере до более чем 30 градусов южной широты. От её юго-западного конца на запад простиралась островная дуга, известная современным ученым как Авалония. Она включала в себя южные части современной Великобритании и Ирландии, а также восточные прибрежные районы Ньюфаундленда, Новой Шотландии, Нью-Брансуика и Новой Англии.
During the Hirnantian, much of the world's land mass was gathered into a supercontinent called Gondwana, which occupied extreme southern latitudes and covered the south pole. This included South America, Africa, most of Australia, the bulk of India, and Antarctica. What is now west Africa was then located at the pole, while South America was close by, joined to Africa along the latter's west coast. Along Africa's east coast were Antarctica and India, while Australia lay just to the north of them, straddling the equator. To the north of Australia was New Guinea. It may have been the northernmost point of land in the world, located just above 30 degrees north latitude. To the north of it lay a vast, uninterrupted sea, known today as the Panthalassic ocean. Not yet joined with what would become North America were Florida, southern Georgia, and the coastal areas of Mississippi, Alabama, and South Carolina wedged into a gap between Africa and South America, and located very near the South pole. The rest of North America (called Laurentia by scientists) lay to the north and west of Gondwana, with relatively warmer climates. Rotated almost 45 degrees from their modern orientation, the eastern states of today's U. S. were located along the southeast coast of the continent, while the coastal areas of what are now the southeastern states faced south. To the east of Laurentia, across a long, narrow sea, was Baltica. Composed of modern Norway, Sweden, Finland, Denmark, northeastern Germany and Russia west of the Ural mountains, this area ranged from the equator in the north to more than 30 degrees south latitude. Stretching westward from its southwest tip was an island arc known as Avalonia by modern scientists. This consisted of what is now the southern parts of Britain and Ireland, and eastern coastal regions of Newfoundland, Nova Scotia, New Brunswick, and New England.
Корреляции с региональными этапами
Хирнантианский ярус в настоящее время представляет собой международно признанную стадию с чётко установленным глобальным началом и концом. Однако он возник в девятнадцатом веке как региональный этап в Соединенном Королевстве, где он таковым и остаётся по сей день. Поскольку различные регионы мира имеют собственные местные подразделения геологического времени ниже уровня периода, следующий список содержит сопоставления между этими региональными этапами (или эпохами в некоторых случаях) и международно признанным Хирнантианским ярусом. Австралазия – Хирнантианский ярус соответствует примерно верхним 20% региональной болиндской эпохи. Балтика – Хирнантианский ярус эквивалентен верхним 50% региональной стадии Поркуни. Китай – Хирнантианский ярус приблизительно соответствует верхним 25% региональной стадии Вуфенга. Северная Америка – Хирнантианский ярус эквивалентен всей региональной гамахианской стадии. Соединенное Королевство – Хирнантианский ярус почти соответствует региональному хирнантианскому этапу, который начинается немного (возможно, на 100 000 лет) раньше. Региональный хирнантианский этап составляет примерно верхние 20% эпохи Эшгилла.
The Hirnantian now represents an internationally accepted stage with a carefully specified global beginning and ending. However, it started out in the nineteenth century as a regional stage in the United Kingdom, where it remains as such today. Since various regions of the world have their own local divisions of geologic time below the Period level, the following list provides correlations between those regional stages (or epochs in some cases) and the internationally recognized Hirnantian Stage. Australasia – The Hirnantian is equal to approximately the top 20% of the regional Bolindian epoch. Baltica – The Hirnantian is equivalent to the upper 50% of the regional Porkuni stage. China – The Hirnantian is roughly equal to the upper 25% of the regional Wufeng stage. North America – The Hirnantian is equivalent to all of the regional Gamachian stage. United Kingdom – The Hirnantian is nearly equal to the regional Hirnantian stage, which starts slightly (maybe 100,000 years) earlier. The regional Hirnantian constitutes roughly the upper 20% of the Ashgill epoch.