Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Доисторический суперокеан, окружавший Пангею
Prehistoric superocean that surrounded Pangaea
Панталасса, также известная как Панталасский океан или Панталасский океан (от греческого πᾶν — «все» и θάλασσα — «море»), была огромным суперокеаном, который охватывал всю планету Земля и окружал суперконтинент Пангею, последний в ряду суперконтинентов, существовавших в истории Земли. В период перехода от палеозоя к мезозою (250 миллионов лет назад) океан занимал почти 70% поверхности Земли, в то время как суперконтинент Пангея занимал менее половины. Исходное, древнее океаническое дно полностью исчезло в результате непрерывной субдукции по его периферии вдоль континентальных окраин. Панталасса также называется палео-Тихим океаном («древний Тихий океан») или прото-Тихим океаном, поскольку Тихий океан является прямым продолжением Панталассы.
Panthalassa, also known as the Panthalassic Ocean or Panthalassan Ocean (from Greek [[wikt:πᾶν "all" and [[wikt:θάλασσα#Ancient Greek "sea"), was the vast superocean that encompassed planet Earth and surrounded the supercontinent Pangaea, the latest in a series of supercontinents in the history of Earth. During the Paleozoic–Mesozoic transition ( 250 Ma (million years ago)), the ocean occupied almost 70% of Earth's surface, with the supercontinent Pangaea taking up less than half. The original, ancient ocean floor has now completely disappeared because of the continuous subduction along the continental margins on its circumference. Panthalassa is also referred to as the Paleo Pacific ("old Pacific") or Proto Pacific because the Pacific Ocean is a direct continuation of Panthalassa.
Формирование
Суперконтинент Родиния начал распадаться 870–845 млн лет назад, вероятно, как следствие суперплюма, вызванного обрушением мантийных плит вдоль окраин суперконтинента. Во втором эпизоде, 750 млн лет назад, западная половина Родинии начала раскалываться: западный Калахари и Южный Китай отделились от западных границ Лаврентии; а к 720 млн лет назад Австралия и Восточная Антарктида также отделились. В раннем юрском периоде открылась Тихоокеанская плита, образовавшаяся в результате тройной точки пересечения панталассических плит Фараллон, Феникс и Изанаги. Панталасса может быть реконструирована на основе магнитных линейных структур и зон разломов, сохранившихся в западной части Тихого океана. В западной Лаврентии (Северной Америке) тектонический эпизод, предшествовавший этому расколу, привел к образованию неудачных рифтов, в которых располагались крупные осадочные бассейны в Западной Лаврентии. Глобальный океан Мировия, окружавший Родинию, начал сокращаться по мере расширения Панафриканского океана и Панталассы. Между 650 и 550 миллионами лет назад начал формироваться другой суперконтинент: Паннотия, имевшая форму буквы "V". Внутри "V" располагалась Панталасса, а за пределами "V" – Панафриканский океан и остатки океана Мировия.
The supercontinent Rodinia began to break up 870–845 Ma (million years ago) probably as a consequence of a superplume caused by mantle slab avalanches along the margins of the supercontinent. In a second episode 750 Ma (million years ago) the western half of Rodinia started to rift apart: western Kalahari and South China broke away from the western margins of Laurentia; and by 720 Ma (million years ago) Australia and East Antarctica had also separated. In the Early Jurassic the Pacific Plate opened originating from a triple junction between the Panthalassic Farallon, Phoenix, and Izanagi plates. Panthalassa can be reconstructed based on magnetic lineations and fracture zones preserved in the western Pacific. In western Laurentia (North America), a tectonic episode that preceded this rifting produced failed rifts that harboured large depositional basins in Western Laurentia. The global ocean of Mirovia, an ocean that surrounded Rodinia, started to shrink as the Pan African ocean and Panthalassa expanded. Between 650 million and 550 million years ago, another supercontinent started to form: Pannotia, which was shaped like a "V". Inside the "V" was Panthalassa, outside of the "V" were the Pan African Ocean and remnants of the Mirovia Ocean.
Реконструкция бассейна океана
Большинство океанических плит, сформировавших дно океана Панталассы, подверглись субдукции, поэтому традиционные реконструкции тектоники плит, основанные на магнитных аномалиях, могут применяться лишь к остаткам мелового периода и более позднего времени. Однако бывшие окраины океана содержат аллохтонные терраны с сохранившимися вулканическими дугами триасового и юрского периодов внутри Панталассы, включая Колыма-Омолон (северо-восточная Азия), Анадырь-Коряк (восточная Азия), Оку-Ниикаппу (Япония) и Врангеллию и Стикинию (западная Северная Америка). Более того, сейсмическая томография используется для идентификации субдуцированных плит в мантии, по которым можно восстановить положение бывших зон субдукции Панталассы. Серия таких зон субдукции, известная как Тельхиния, определяет два отдельных океана или системы океанических плит – океан Понтос и океан Таласса. Названные окраинные океаны или океанические плиты включают (по часовой стрелке) Монгольский Охотск (в настоящее время шов между Монголией и Охотским морем), Оймякон (между Азиатским кратоном и Колымой-Омолоном), океан Слайд-Маунтин (Британская Колумбия) и Мескалера (западная Мексика).
Most of the oceanic plates that formed the ocean floor of Panthalassa have been subducted and so traditional plate tectonic reconstructions based on magnetic anomalies can therefore be used only for remains from the Cretaceous and later. The former margins of the ocean, however, contain allochthonous terranes with preserved Triassic–Jurassic intra Panthalassic volcanic arcs, including Kolyma–Omolon (northeast Asia), Anadyr–Koryak (east Asia), Oku–Niikappu (Japan), and Wrangellia and Stikinia (western North America). Furthermore, seismic tomography is being used to identify subducted slabs in the mantle from which the location of former Panthalassic subduction zones can be derived. A series of such subduction zones, called Telkhinia, defines two separate oceans or systems of oceanic plates—the Pontus and Thalassa oceans. Named marginal oceans or oceanic plates include (clockwise) Mongol Okhotsk (now a suture between Mongolia and Sea of Okhotsk), Oimyakon (between Asian craton and Kolyma Omolon), Slide Mountain Ocean (British Columbia), and Mezcalera (western Mexico).
Восточная граница
Западный край (современные координаты) Лаврентии образовался в период неопротерозойского распада Родинии. Североамериканская Кордильера – это аккреционный ороген, который рос за счет последовательного добавления аллохтонных терранов вдоль этого края с позднего палеозоя. Девонский вулканизм в области задней дуги показывает, как этот восточный панталассический марж развился в активный марж, которым он является и по сей день в середине палеозоя. Большинство континентальных фрагментов, вулканических дуг и океанических бассейнов, добавленных к Лаврентии таким образом, содержали фауны тетийского или азиатского происхождения. В отличие от этого, подобные терраны, добавленные к северной Лаврентии, имеют сходство с Балтикой, Сибирью и северными Каледониями. Последние терраны, вероятно, были аккретированы вдоль восточной границы Панталассы системой субдукции, аналогичной карибско-шотландской.
The western margin (modern coordinates) of Laurentia originated during the Neoproterozoic break up of Rodinia. The North American Cordillera is an accretionary orogen, which grew by the progressive addition of allochthonous terranes along this margin from the Late Palaeozoic. Devonian back arc volcanism reveals how this eastern Panthalassic margin developed into the active margin it still is in the mid Palaeozoic. Most of the continental fragments, volcanic arcs, and ocean basins added to Laurentia this way contained faunas of Tethyan or Asian affinity. Similar terranes added to the northern Laurentia, in contrast, have affinities with Baltica, Siberia, and the northern Caledonies. The latter terranes were probably accreted along the eastern Panthalassa margin by a Caribbean–Scotia style subduction system.
Западная граница
Эволюция границы Панталассы – Тетиса изучена недостаточно хорошо из-за малого количества сохранившейся океанической коры. И океаническая кора Изанаги, и сопряженное дно Тихого океана были субдуцированы, а разделявший их океанический хребет, вероятно, также субдуцировался 60–55 млн лет назад. В настоящее время в регионе доминирует столкновение Австралийской плиты со сложной сетью границ плит в Юго-Восточной Азии, включая блок Сандаленд. Распространение вдоль хребта Тихоокеанского Феникса прекратилось 83 млн лет назад в Осборнском желобе у Тонга-Кермадекского желоба. Один из таких мигрирующих атолловых комплексов сейчас формирует массив известняка в центральной части Кюсю, на юго-западе Японии. Фузулиновые фораминиферы, вымерший порядок одноклеточных организмов, широко диверсифицировались и развили гигантизм – например, род *Eopolydiexodina* достигал размеров до и структурной сложности, включая симбиотические отношения с фотосинтезирующими водорослями, в позднем карбоне и перми, в период, известный как событие биодиверсификации раннего перма. Однако событие массового вымирания капитана 260 млн лет назад положило этому развитию конец, сохранившись лишь карликовые таксоны на протяжении всего перма до окончательного вымирания фузулин в Великом вымирании 252 млн лет назад. Пермские фузулины также развили выраженный провинциализм, позволяющий группировать их по шести областям. Из-за огромных размеров Панталассы, аккреция различных групп фузулин могла быть разделена сотней миллионов лет. При минимальной скорости аккреции , цепи подводных гор, на которых эволюционировали эти группы, были бы разделены как минимум. Эти группы, по-видимому, эволюционировали в совершенно разных условиях. Значительное падение уровня моря в конце перми привело к окончанию вымирания капитана. Причина вымирания оспаривается, но вероятным кандидатом является эпизод глобального похолодания, превративший большое количество морской воды в континентальный лед. Подводные горы, аккрецировавшиеся в восточной Австралии как части орогена Новая Англия, отражают историю горячих точек Панталассы. От позднего девона до карбона Гондвана и Панталасса сходились вдоль восточного края Австралии вдоль западнопогружающейся зоны субдукции, которая создавала (с запада на восток) магматическую дугу, преддуговый бассейн и наслоение. Субдукция прекратилась вдоль этого края в позднем карбоне и сместилась к востоку. От позднего карбона до раннего перма в орогене Новая Англия преобладала обстановка растяжения, связанная с переходом от субдукции к сдвига. Субдукция возобновилась в перми, и гранитные породы батолита Новая Англия были образованы магматической дугой, указывающей на наличие активного края плиты вдоль большей части орогена. Пермские и меловые остатки конвергентного края, сохранившиеся в виде фрагментов в Зеландии (Новая Зеландия, Новая Каледония и поднятие Лорд-Хау), были оторваны от Австралии во время распада восточной Гондваны в конце мелового периода и в начале третичного периода и открытия Тасманова моря. Меловая переходная плита, расположенная к северу от Австралии, отделяла восточный Тетис от Панталассы.
The evolution of the Panthalassa–Tethys boundary is poorly known because little oceanic crust is preserved—both the Izanagi and the conjugate Pacific Ocean floor is subducted and the ocean ridge that separated them probably subducted 60–55 Ma (million years ago). Today, the region is dominated by the collision of the Australian Plate with a complex network of plate boundaries in south east Asia, including the Sundaland block. Spreading along the Pacific Phoenix ridge ended 83 Ma at the Osbourn Trough at the Tonga Kermadec Trench. One such migrating atoll complex now form a and body of limestone in central Kyushu, south west Japan. Fusuline foraminifera, a now extinct order of single celled organisms, diversified extensively and developed gigantism—the genus Eopolydiexodina, for example, reached up to in size—and structural sophistication, including symbiont relationships with photosynthesising algae, during the Late Carboniferous and Permian, in what is known as the Carboniferous Earliest Permian Biodiversification Event. The Capitanian mass extinction event 260 Ma (million years ago), however, put an end to that development, with only dwarf taxa persisting throughout the Permian until the final fusuline extinction in the Great Dying 252 Ma (million years ago). Permian fusulines also developed a remarkable provincialism by which fusulines can be grouped into six domains. Because of the large size of Panthalassa, a hundred million years could separate the accretion of different groups of fusulines. Assuming a minimum accretion rate of , the seamount chains on which those groups evolved would be separated by at least Those groups apparently evolved in completely different environments. A significant sea level drop at the end of the Permian led to the end Capitanian extinction event. The cause for the extinction is disputed, but a likely candidate is an episode of global cooling, which transformed a large amount of sea water into continental ice. Seamounts accreted in eastern Australia as parts of the New England orogen reveal the hotspot history of Panthalassa. From the Late Devonian to the Carboniferous, Gondwana and Panthalassa converged along the eastern margin of Australia along a west dipping subduction system, which produced (west to east) a magmatic arc, a forearc basin, and an accretionary wedge. Subduction ceased along that margin in the Late Carboniferous and jumped eastward. From the Late Carboniferous to the Early Permian the New England orogen was dominated by an extensional setting related to a subduction to strike slip transition. Subduction was re initiated in the Permian and the granitic rocks of the New England Batholith were produced by a magmatic arc, indicating the presence of an active plate margin along most of the orogen. Permian to Cretaceous remains of the convergent margin, preserved as fragments in Zealandia (New Zealand, New Caledonia, and the Lord Howe Rise), were rifted off Australia during the Late Cretaceous to Early Tertiary break up of eastern Gondwana and the opening of the Tasman Sea. The Cretaceous Junction Plate, located north of Australia, separated the eastern Tethys from Panthalassa.
Палеоокеанография
Панталасса был океаном размером с полушарие, намного больше современного Тихого океана. Можно было ожидать, что большой размер приведет к относительно простым схемам циркуляции океанических течений, таким как один гир в каждом полушарии и в основном застойный и стратифицированный океан. Однако результаты моделирования показывают, что существовал градиент температуры поверхности моря (SST) с востока на запад, при котором самая холодная вода поднималась к поверхности в результате апвеллинга на востоке, а самая теплая вода простиралась на запад в Тетисский океан. Субтропические гиры доминировали в структуре циркуляции. Два полушарных пояса были разделены извилистой зоной межтропической конвергенции (ЗТК). В северной Панталассе западные ветры умеренных широт преобладали к северу от 60° с.ш., а восточные ветры – между 60° с.ш. и экватором. Атмосферная циркуляция к северу от 30° с.ш. связана с Северным Панталассийским максимумом, который создавал конвергенцию Экмана между 15° с.ш. и 50° с.ш. и дивергенцию Экмана между 5° с.ш. и 10° с.ш. Сформировалась схема, которая привела к транспорту Свердрупа, направленному на север в областях дивергенции и на юг в областях конвергенции. Западнограничные течения привели к антициклоническому субтропическому Северному Панталассийскому гиру на средних широтах и меридиональной антициклонической циркуляции, центрированной на 20° с.ш. В тропической северной Панталассе пассаты создавали потоки на запад, а потоки к экватору – западные ветры на более высоких широтах. Следовательно, пассаты перемещали воду от Гондваны к Лавразии в северном экваториальном течении Панталассы. Когда достигались западные границы Панталассы, интенсивные западнограничные течения формировали Восточно-Лавразийское течение. На средних широтах Северное Панталассийское течение возвращало воду на восток, где слабое Северо-Западное Гондванское течение, наконец, замыкало гир. Накопление воды вдоль западной границы, в сочетании с эффектом Кориолиса, создавало бы Панталассийское экваториальное противотечение. В южной Панталассе четыре течения субтропического гира, Южного Панталассийского Гира, вращались против часовой стрелки. Южно-экваториальное течение Панталассы текло на запад между экватором и 10° ю.ш. в западное, интенсивное Южное течение Панталассы. Затем Южно-Полярное течение завершало гир как Юго-Западное Гондванское течение. Вблизи полюсов восточные ветры создавали субполярный гир, который вращался по часовой стрелке.
Panthalassa was a hemisphere sized ocean, much larger than the modern Pacific. It could be expected that the large size would result in relatively simple ocean current circulation patterns, such as a single gyre in each hemisphere, and a mostly stagnant and stratified ocean. Modelling studies, however, suggest that an east–west sea surface temperature (SST) gradient was present in which the coldest water was brought to the surface by upwelling in the east while the warmest water extended west into the Tethys Ocean. Subtropical gyres dominated the circulation pattern. The two hemispherical belts were separated by the undulating Intertropical Convergence Zone (ITCZ). In northern Panthalassa, there were mid latitude westerlies north of 60°N with easterlies between 60°N and the Equator. Atmospheric circulation north of 30°N is associated with the North Panthalassa High, which created Ekman convergence between 15°N and 50°N and Ekman divergence between 5°N and 10°N. A pattern developed that resulted in Sverdrup transport that went northward in divergence regions and southward in convergence regions. Western boundary currents resulted in an anti cyclonic subtropical North Panthalassa gyre at mid latitudes and a meridional anti cyclonic circulation centred on 20°N. In tropical northern Panthalassa, trade winds created westward flows while equatorward flows were created by westerlies at higher latitudes. Consequently, trade winds moved water away from Gondwana towards Laurasia in the northern Panthalassa Equatorial Current. When the western margins of Panthalassa were reached, intense western boundary currents would form the Eastern Laurasia Current. At mid latitudes, the North Panthalassa Current would bring the water back east where a weak Northwestern Gondwana Current would finally close the gyre. The accumulation of water along the western margin, coupled with the Coriolis effect, would have created a Panthalassa Equatorial Counter Current. In the southern Panthalassa, the four currents of the subtropical gyre, the South Panthalassa Gyre, rotated counterclockwise. The South Equatorial Panthalassa Current flowed westward between the Equator and 10°S into the western, intense South Panthalassa Current. The South Polar Current then completed the gyre as the Southwestern Gondwana Current. Near the poles easterlies created a subpolar gyre that rotated clockwise.