Древний океан Тетис: между Гондванной и Лавразией

Введение

Доисторический океан между Гондваной и Лавразией

Тетисский океан (/t/iːθ/ɪ/s/, /'/t/ɛ/ / TEETHiss, TETH ; Τηθύς), также называемый Тетисским морем или Нео-Тетисом, был доисторическим океаном на протяжении большей части мезозойской эры и ранней-средней кайнозойской эры. Он являлся предшественником современного Индийского океана, Средиземного моря и евразийских внутренних морских бассейнов (в основном представленных сегодня Черным морем и Каспийским морем). В раннюю мезозойскую эру, когда Пангея распалась, Тетисский океан определялся как океан, расположенный между древними континентами Гондвана и Лавразия. После открытия Индийского и Атлантического океанов в крейдовий период и распада этих континентов в тот же период, он стал определяться как океан, граничащий с континентами Африки, Евразии, Индии и Австралазии. В начале средней кайнозойской эры Индийская, Африканская, Австралийская и Аравийская плиты двинулись на север и столкнулись с Евразийской плитой, что создало новые границы океана, сухопутную преграду для течений между Индийским и Средиземноморским бассейнами, а также орогенез Альпийско-Гималайского пояса (включая Альпы, Гималаи, Загрос, Кавказ и Уральские горы). Все эти геологические события, в дополнение к снижению уровня моря в результате антарктического оледенения, положили конец Тетису в его прежнем виде, раздробив его на Индийский океан, Средиземное море и Паратэтис. Часть, известная как Паратэтис, была изолирована в олигоцене (34 миллиона лет назад) и просуществовала до плиоцена (около 5 миллионов лет назад), когда она в значительной степени пересохла. Современные внутренние моря Европы и Западной Азии, а именно Черное море и Каспийское море, являются остатками Паратэтического моря. Западный Тетис был не просто единым открытым океаном. Он покрывал множество мелких плит, крейдовые островные дуги и микроконтиненты. Многие небольшие океанические бассейны (Валейский океан, Пьемонтский Лигуриский океан, Мелиатский океан) были отделены друг от друга континентальными терранами на Альборанской, Иберийской и Апульской плитах. Высокий уровень моря в мезозое затопил большинство этих континентальных областей, образовав мелководья. В начале кайнозоя Тетисский океан можно было разделить на три части: Средиземноморский Тетис (прямой предшественник Средиземного моря), Пери-Тетис (обширное внутреннее море, которое охватывало большую часть Восточной Европы и Центральной Азии, и прямой предшественник Паратэтического моря) и Индийский Тетис (прямой предшественник Индийского океана). Тургайский пролив выходил из Пери-Тетиса, соединяя Тетис с Северным Ледовитым океаном. По мере развития теорий ученые расширили название «Тетис», чтобы относить его к трем подобным океанам, которые предшествовали ему, разделяя континентальные терраны: в Азии признаны Палео-Тетис (девонский-триасовый), Мезо-Тетис (поздний ранний пермский-поздний меловый) и Цено-Тетис (поздний триасовый-кенозойский). К северу от Тетиса располагалась тогдашняя суша, называемая Ангаралэнд, а к югу от него – Гондваналенд.

The Tethys Ocean ('/t//iː//θ//ɪ//s//, /'/t//ɛ// / TEETHiss, TETH ; Τηθύς ), also called the Tethys Sea or the Neo Tethys, was a prehistoric ocean during much of the Mesozoic Era and early mid Cenozoic Era. It was the predecessor to the modern Indian Ocean, the Mediterranean Sea, and the Eurasian inland marine basins (primarily represented today by the Black Sea and Caspian Sea). During the Early Mesozoic era, as Pangaea broke up, the Tethys Ocean was defined as the ocean located between the ancient continents of Gondwana and Laurasia. After the opening of the Indian and Atlantic oceans during the Cretaceous Period and the breakup of these continents over the same period, it came to be defined as the ocean bordered by the continents of Africa, Eurasia, India, and Australasia. During the early mid Cenozoic, the Indian, African, Australian and Arabian plates moved north and collided with the Eurasian plate, which created new borders to the ocean, a land barrier to the flow of currents between the Indian and Mediterranean basins, and the orogenies of the Alpide belt (including the Alps, Himalayas, Zagros, Caucasian and Ural Mountains). All of these geological events, in addition to a drop in sea level rise from Antarctic glaciation, brought an end to the Tethys as it previously existed, fragmenting it into the Indian Ocean, the Mediterranean Sea, and the Paratethys. A portion known as the Paratethys was isolated during the Oligocene (34 million years ago) and lasted up to the Pliocene (about 5 million years ago), when it largely dried out. The modern inland seas of Europe and Western Asia, namely the Black Sea and Caspian Sea, are remnants of the Paratethys Sea. The Western Tethys was not simply a single open ocean. It covered many small plates, Cretaceous island arcs, and microcontinents. Many small oceanic basins (Valais Ocean, Piemont Liguria Ocean, Meliata Ocean) were separated from each other by continental terranes on the Alboran, Iberian, and Apulian plates. The high sea level in the Mesozoic flooded most of these continental domains, forming shallow seas. During the early Cenozoic, the Tethys Ocean could be divided into three sections: the Mediterranean Tethys (the direct predecessor to the Mediterranean Sea), the Peri Tethys (a vast inland sea that covered much of eastern Europe and central Asia, and the direct predecessor to the Paratethys Sea), and the Indian Tethys (the direct predecessor to the Indian Ocean). The Turgai Strait extended out of the Peri Tethys, connecting the Tethys with the Arctic Ocean. As theories have improved, scientists have extended the "Tethys" name to refer to three similar oceans that preceded it, separating the continental terranes: in Asia, the Paleo Tethys (Devonian–Triassic), Meso Tethys (late Early Permian–Late Cretaceous), and Ceno Tethys (Late Triassic–Cenozoic) are recognized. To the north of the Tethys, the then land mass is called Angaraland and to the south of it, it is called Gondwanaland.

Современная теория

С эдиакаранского (600 млн лет назад) до девонского (360 млн лет назад) существовал прото-Тетис, располагавшийся между Балтикой и Лаврентией на севере и Гондваной на юге. От силурийского (440 млн лет назад) до юрского периода существовал палео-Тетис между хунскими терранами и Гондваной. В течение 400 миллионов лет континентальные терраны периодически отделялись от Гондваны в Южном полушарии и мигрировали на север, формируя Азию в Северном полушарии.

Триасовый период

Около 250 миллионов лет назад, в триасовый период, в южной части океана Палеотетис начал формироваться новый океан. Разлом образовался вдоль северного континентального шельфа Южной Пангеи (Гондваны). В течение последующих 60 миллионов лет этот участок шельфа, известный как Кимерия, перемещался на север, поддвигая дно океана Палеотетис под восточную часть северной Пангеи (ранней / прото-Лавразии). Океан Неотетис образовался между Кимерией и Гондваной, непосредственно над местом, где ранее располагалась Палеотетис.

Юрский период

В юрский период, около 150 миллионов лет назад, Кимерия окончательно столкнулась с Лавразией и остановилась, в результате чего океаническое дно позади неё опустилось, образовав Тетисскую впадину. Уровень моря поднялся, и западная часть Тетиса мелководно покрыла значительные территории Европы, сформировав первое Тетисское море. Примерно в то же время Лавразия и Гондвана начали расходиться, открыв между собой продолжение Тетисского моря, которое сегодня является частью Атлантического океана между Средиземным и Карибским морями. Поскольку Северная и Южная Америка всё ещё были соединены с остальной частью Лавразии и Гондваны соответственно, Тетисский океан в своей наибольшей ширине представлял собой часть непрерывного океанического пояса, опоясывавшего Землю между примерно 30° северной широты и экватором. Таким образом, океанические течения в раннем меловом периоде циркулировали совершенно иначе, чем в настоящее время.

Позднего мелового периода

Между юрским и поздним меловым периодом, начавшимся около 100 миллионов лет назад, Гондвана начала распадаться, перемещая Африку и Индию на север через Тетис и открывая Индийский океан.

Кенозой

На протяжении ценозоя (66 миллионов лет до начала неогена, 23 млн лет назад) связи между Атлантическим и Индийским океанами через Тетис были окончательно прерваны в районе современного Ближнего Востока в миоцене, вследствие северной миграции Африки/Аравии и глобального понижения уровня моря, связанного с одновременным формированием Антарктического ледникового щита. Это разделение произошло в два этапа: около 20 млн лет назад и затем около 14 млн лет назад. Отделение от более широкой Тетиды в раннем миоцене первоначально привело к увеличению первичной продуктивности Паратетиды, но в конце миоцена это сменилось полным коллапсом экосистемы из-за быстрого растворения карбонатов. Родерик Мёрчисон описал характерное образование, простирающееся от Черного моря до Аральского моря, в котором фауна отличалась от фауны предшествующего чисто морского периода. Миоценовые отложения Крыма и Тамани (к югу от Азовского моря) идентичны образованиям, окружающим современное Каспийское море, где пресноводные унивальвы ассоциируются с формами кардиаков и митилий, характерными для частично солоноватых или солоноватых вод. Эта отличительная фауна обнаружена во всех широко развитых третичных формациях южных и юго-восточных степей. Текст: несомненно, все водоемы, ныне разделенные друг от друга, от Арала до Черного моря включительно, ранее были объединены в это обширное доисторическое Средиземное море, которое (даже если ограничить его границы известными нам пределами и не распространять на восток, в низменные районы, неисследованные геологами) должно было превосходить по размерам современное Средиземное море! Судя по рассказам путешественников и образцам горных пород, мы не сомневаемся, что оно простиралось до Хивы и Аральского моря; за которыми низкий уровень прилегающих восточных пустынь позволяет предположить, что оно распространялось на обширные территории в Азии, населенные ныне туркменским и кыргызским народами, и ограничивалось лишь горами Гиндукуша и китайской Тартари, что приводит к убеждению, что в течение длительных периодов обширный регион Европы и Азии был покрыт Средиземным морем солоноватой воды, нынешний Каспий является уменьшенным типом которого. Мы приняли термин Арало-Каспийский, впервые примененный к этому региону Земли Гумбольдтом, для обозначения этой формации. На прилагаемой карте Мёрчисон показывает Арало-Каспийское образование, простирающееся от близлежащей дельты Дуная через Крым, вверх по восточной стороне реки Волги до Самары, затем к югу от Урала за Аральское море. В настоящее время известно, что солоноватоводные и верхнепресноводные компоненты (OSM) миоцена простираются через бассейн северных предгорий Альп и на Швабскую Юру, достигая мощности до; они были отложены в Паратетиде, когда альпийский фронт находился еще на 100 км южнее. В 1885 году австрийский палеонтолог Мельхиор Ноймайр вывел существование Тетиды из мезозойских морских осадков и их распространения, назвав свою концепцию Zentrales Mittelmeer и описав ее как юрский морской путь, простиравшийся от Карибского бассейна до Гималаев. В 1893 году австрийский геолог Эдуард Зюсс выдвинул гипотезу о существовании древнего и вымершего внутреннего моря между Лавразией и континентами, образовавшими Гондвану II. Он назвал его Тетисским морем в честь греческой морской богини Тетиды. Он предоставил доказательства своей теории, используя данные о ископаемых из Альп и Африки. Он предложил концепцию Тетиды в своем четырехтомном труде Das Antlitz der Erde (Лицо Земли). В последующие десятилетия 20-го века "мобилистские" геологи, такие как Улиг (1911), Динер (1925) и Дак (1926), рассматривали Тетис как большую впадину между двумя суперконтинентами, существовавшую с позднего палеозоя до тех пор, пока континентальные фрагменты, происходящие из Гондваны, не уничтожили ее. После Второй мировой войны Тетис была описана как треугольный океан с широким восточным концом. С 1920-х по 1960-е годы "фиксистские" геологи, однако, рассматривали Тетис как составную впадину, развивавшуюся в результате серии орогенических циклов. Они использовали термины "Палеотетис", "Мезотетис" и "Неотетис" для каледонской, варриской и альпийской орогений соответственно. В 1970-х и 1980-х годах эти термины и "Прототетис" использовались в разных значениях разными авторами, но концепция единого океана, врезающегося в Пангею с востока, примерно там, где ее впервые предложил Зюсс, оставалась прежней. В 1960-х годах теория тектоники плит стала общепринятой, и "море" Зюсса стало ясно видно как океан. Тектоника плит предоставила объяснение механизму исчезновения бывшего океана: океаническая кора может подныривать под континентальную кору. Смит (1971), Дьюи, Питман, Райан и Боннин (1973), Лаубшер и Бернулли (1973) и Бижу-Дюваль, Деркур и Пишон (1977) рассматривали Тетис как океаническую плиту.

Throughout the Cenozoic (66 million to the dawn of the Neogene, 23 Mya), the connections between the Atlantic and Indian Oceans across the Tethys were eventually closed off in what is now the Middle East during the Miocene, as a consequence of the northern migration of Africa/Arabia and global sea levels falling due to the concurrent formation of the Antarctic Ice Sheet. This decoupling occurred in two steps, first around 20 Mya and another around 14 Mya. Separation from the wider Tethys during the early Miocene initially led to a boost in primary productivity for the Paratethys, but this gave way to a total ecosystem collapse during the late Miocene as a result of rapid dissolution of carbonate. Roderick Murchison described a distinctive formation extending from the Black Sea to the Aral Sea in which the creatures differed from those of the purely marine period that preceded them. The Miocene deposits of Crimea and Taman, (south of the Sea of Azov) are identical with formations surrounding the present Caspian Sea, in which the univalves of freshwater origin, are associated with forms of Cardiacae and Mytili that are common to partially saline or brackish waters. This distinctive fauna has been found throughout all the enormously developed Tertiary formations of the southern and south eastern steppes. text= there can be no doubt that all the masses of water now separated from each other, from the Aral to the Black Sea inclusive, were formerly united in this vast pre historical Mediterranean; which (even if we restrict its limits to the boundaries we already know, and do not extend them eastward, amid low regions untrodden by geologists) must have exceeded in size the present Mediterranean! Judging from the recital of travellers and from specimens of the rock, we have no doubt that it extended to Khivah and the Aral Sea; beyond which the low level of the adjacent eastern deserts would lead us to infer, that it spread over wide tracts in Asia now inhabited by the Turkomans and Kyrgyz people, and was bounded only by the mountains of the Hindu Kush and Chinese Tartary and leads at once to the conviction, that during long periods, a vast region of Europe and Asia was covered by a Mediterranean Sea of brackish water, of which the present Caspian is the diminished type we have adopted the term Aralo Caspian, first applied to this region of the globe by Humboldt, for this formation. On the accompanying map, Murchison shows the Aralo Caspian Formation extending from close to the Danube delta across Crimea, up the east side of the Volga river to Samara, then south of the Urals to beyond the Aral Sea. Brackish and upper freshwater components (OSM) of the Miocene are now known to extend through the North Alpine foreland basin and onto the Swabian Jura with thickness of up to ; these were deposited in the Paratethys when the Alpine front was still 100km farther south. In 1885, the Austrian palaeontologist Melchior Neumayr deduced the existence of the Tethys Ocean from Mesozoic marine sediments and their distribution, calling his concept Zentrales Mittelmeer and described it as a Jurassic seaway, which extended from the Caribbean to the Himalayas. In 1893, the Austrian geologist Eduard Suess proposed the hypothesis that an ancient and extinct inland sea had once existed between Laurasia and the continents which formed Gondwana II. He named it the Tethys Sea after the Greek sea goddess Tethys. He provided evidence for his theory using fossil records from the Alps and Africa. He proposed the concept of Tethys in his four volume work Das Antlitz der Erde (The Face of the Earth). In the following decades during the 20th century, "mobilist" geologists such as Uhlig (1911), Diener (1925), and Daque (1926) regarded Tethys as a large trough between two supercontinents which lasted from the late Palaeozoic until continental fragments derived from Gondwana obliterated it. After World War II, Tethys was described as a triangular ocean with a wide eastern end. From 1920s to the 1960s, "fixist" geologists, however, regarded Tethys as a composite trough, which evolved through a series of orogenic cycles. They used the terms 'Paleotethys', 'Mesotethys', and 'Neotethys' for the Caledonian, Variscan, and Alpine orogenies, respectively. In the 1970s and '80s, these terms and 'Proto Tethys', were used in different senses by various authors, but the concept of a single ocean wedging into Pangea from the east, roughly where Suess first proposed it, remained. In the 1960s, the theory of plate tectonics became established, and Suess's "sea" could clearly be seen to have been an ocean. Plate tectonics provided an explanation for the mechanism by which the former ocean disappeared: oceanic crust can subduct under continental crust. Tethys was considered an oceanic plate by Smith (1971); Dewey, Pitman, Ryan and Bonnin (1973); Laubscher and Bernoulli (1973); and Bijou Duval, Dercourt and Pichon (1977).