Геология Антарктиды




Геология Антарктиды охватывает геологическое развитие континента на протяжении архейского , протерозойского и фанерозойского эонов .
Геологическое изучение Антарктиды сильно затруднено тем, что почти весь континент непрерывно покрыт толстым слоем льда. Однако такие методы, как дистанционное зондирование, начали выявлять структуры подо льдом.
Геологически Западная Антарктида очень напоминает Анды Южной Америки . [ 1 ] [ нужна страница ] Антарктический полуостров образовался в результате поднятия и метаморфизма донных отложений в конце палеозоя и начале мезозоя . Это поднятие отложений сопровождалось магматическими интрузиями и вулканизмом . Наиболее распространенными породами Западной Антарктиды являются андезитовые и риолитовые вулканиты, образовавшиеся в юрский период. Есть также свидетельства вулканической активности, даже после того, как образовался ледниковый щит, на Земле Мари Берд и острове Александра . Единственным аномальным районом Западной Антарктиды является район гор Элсуорт, стратиграфия которого больше похожа на восточную часть континента.
Западно -Антарктическая рифтовая система , крупная активная рифтовая долина , расположена между Западной и Восточной Антарктидой . Его основная фаза быстрого и широкого расширения произошла в меловое время и включала в себя действие как сбросов, так и сдвигов в Западной Антарктиде и прилегающей Зеландии . [ 2 ] Разлом все еще активен, при этом Западная Антарктида медленно перемещается от Восточной Антарктиды. [ 3 ]
Восточная Антарктида геологически очень древняя, она датируется докембрийским периодом , а некоторые породы образовались более 3 миллиардов лет назад. Он состоит из метаморфической и магматической платформы, которая является основой континентального щита . На вершине этого основания находятся различные более современные породы, такие как песчаники , известняки , уголь и сланцы, отложившиеся в девонский и юрский периоды и образовавшие Трансантарктические горы. В прибрежных районах, таких как хребет Шеклтон и Земля Виктории, некоторые разломы произошли .
Более 170 миллионов лет назад Антарктида была частью суперконтинента Гондвана . Со временем Гондвана распалась, и Антарктида, какой мы ее знаем сегодня, образовалась около 35 миллионов лет назад.
История обучения
[ редактировать ]Замерзший континент Антарктида был последним континентом, на который ступила нога человечества. Первые документально подтвержденные высадки, совершенные за Полярным кругом , произошли в 1820 году, когда адмирал Фабиан Готлиб фон Беллинсгаузен и экипаж кораблей « Восток» и «Мирный» в составе Русской антарктической экспедиции совершили высадку у островов Петра I и Александра . [ 4 ]
Различные исследователи отправляли экспедиции в южный полярный регион, чтобы оценить его экономический потенциал. Следовательно, научные исследования были довольно маргинальным занятием. Первым человеком, сообщившим об окаменелостях в Антарктике, был американский натуралист Джеймс Эйтс в 1829 году, который, вероятно, высадился на острове Кинг-Джордж и нашел окаменевшее бревно размером 2,5 фута (0,76 м) в длину и 4 дюйма (100 мм) в диаметре. Восьмой оставил окаменелость там, где нашел ее, вместо того, чтобы собрать и официально описать ее. [ 5 ] Экспедиция Росса под руководством капитана Джеймса Кларка Росса с 1839 по 1842 год открыла несколько антарктических островов, которые, как теперь известно, невероятно богаты окаменелостями, в первую очередь остров Сеймур и остров Кокберн . Хотя он или его команда, возможно, наткнулись на ископаемый материал, они не обратили на это внимания. [ 6 ]
Намного позже капитан Карл Антон Ларсен и команда « Джейсона» высадились на острове Сеймур летом 1892–1893 годов. Он и его команда собирали именно ископаемые раковины, и окаменелости Ларсена (его команда обменяла свои на табак) в конечном итоге достигли Университета Осло и официально описан (впервые среди антарктических окаменелостей) британскими палеонтологами Джорджем Шарманом и Эдвином Талли Ньютоном в 1894 году. Чаще всего Ларсену приписывают то, что он был первым, кто собрал антарктические окаменелости. [ 7 ] Шарман и Ньютон изучили девять экземпляров, из которых два — фрагменты хвойной древесины, а семь — морские ракушки. Из раковин пять они отнесли к Cucullaea donaldi ; один в « Cytherea » antarctica , Crassatella или Donax (ныне Eurhomalea antarctica ); и один в Натику . [ 8 ]
Хотя палеонтологические работы продолжались и после этого, научное исследование Антарктиды выйдет на передний план только после того, как Система Договора об Антарктике после 1961 года вступила в силу , признавшая континент природным заповедником исключительно для научных исследований, запрещающим любую коммерческую деятельность на суше. С тех пор палеонтология и геология Антарктиды расширились, но их изучение сопряжено с опасностью, связанной с экстремальными погодными условиями, глубокими трещинами и лавинами . [ 9 ]
Архейский
[ редактировать ]К самым старым породам Восточно -Антарктического щита относится комплекс Нейпир, который выходит на поверхность в горах Нейпир . Эти породы связаны с Нейпирской складчатостью и ранними этапами формирования коры (4000 млн лет назад ) в архее . Вестфолд -Хиллз Гранулиты также относятся к архейскому периоду. [ 10 ] [ 11 ]
протерозой
[ редактировать ]В кратоне Моусона в Восточной Антарктиде и Австралии сохранились свидетельства тектонической активности от архея до мезопротерозоя на Терре Адели , Земле короля Георга V и хребте Миллера в центральных Трансантарктических горах . [ 12 ]
Позднепротерозойский Земли комплекс Рейнера выходит на поверхность на Земле Эндерби и в западной части Кемпа . Террейн островов Рауэр . , сложенный гранулитовыми гнейсами группы Рауэр, относится к позднему протерозою (1106 млн лет назад) Многочисленные основные дайки присутствуют на холмах Вестфолд и в комплексе Нейпир и были внедрены примерно между 1200 и 1400 млн лет назад. Массивные тела чарнокита присутствуют в протерозойских подвижных поясах восточно-антарктического комплекса, что указывает на то, что батолит прорвал супракрустального фундамента гнейс около 1000 млн лет назад. В районе массива Борг на западе Земли Королевы Мод архейские граниты перекрываются протерозойской супергруппой Ритшерфля . представляет собой осадочно-вулканическую толщу, в которой осадочные формации Шумахерфьелле и формация Хёгфонна прорваны основными Грюнехогна и Куллен силлами Эта супергруппа (838 млн лет назад). Базальтовые формации Страумснутане (821 млн лавы лет назад) являются самой верхней единицей супергруппы. К востоку от супергруппы Ритшерфля лежит протерозойский метаморфический террейн. HU Sverdrupfjella, сложенная пара- и ортогнейсами . Горы Сёр-Рондане подстилаются позднепротерозойскими метаморфическими породами группы Тельтет-Венген и гнейсами группы Нильс Ларсен, которые прорваны и дайками от позднего протерозоя до раннего палеозоя плутоническими породами . Восточная часть Земли Королевы Мод включает позднепротерозойский Лютцов-Хольмский комплекс гнейсов, гранитных и гранодиорито- мигматических пород, а также Ямато-Бельгикский комплекс сиенитовых интрузий и метаморфизма низкого давления. Эти комплексы находятся к западу от архейских комплексов Нейпира и протерозойских комплексов Рейнера на Земле Эндерби. Докембрийские гнейсы, анортозиты , чарнокиты и амфиболиты характеризуют холмы Ширмахера и горы Вольтат в центральной части Земли Королевы Мод. [ 10 ] [ 11 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]
Отложения в докембрии происходили в глубоких морских бассейнах вдоль тихоокеанской окраины Гондваны, где расположены современные Трансантарктические горы . Эти бассейновые отложения были в основном глубоководными подводными веерами . Ключевые пласты включают Тернпайк-Блафф формацию , группу Бердмор и группу Скелтон. произошел Горогенез Бердмора в позднем протерозое и зафиксирован в центральных Трансантарктических горах, где кембрийские известняки несогласно перекрывают деформированные пласты. Сопутствующая магматическая деятельность привела к образованию батолитов (620 млн лет назад) и пирокластики (633 млн лет назад). Эта пирокластика перекрывает толщи аргиллитов и граувакк на Земле Королевы Мод, в горах Хорлик и горах Тиль . [ 11 ] : 32, 43–44
Палеозой
[ редактировать ]Карбонатная платформа образовалась вдоль палео-Тихоокеанской окраины Гондваны в кембрийском периоде , отложив известняк Шеклтон на вершине позднепротерзойской глинистой турбидитовой формации Голди. в Горогения Росса раннем палеозое (камбро- ордовик ) сложила Трансантарктические горы вдоль окраины Гондваны с сопутствующим метаморфизмом и интрузиями гранитных батолитов. Известные кембрийско-ордовикские обнажения включают группу Урфьель, группу ледников Блейклок, группу наследия в горах Элсуорт , группу Берд, а также группы Скелтон и Кеттлиц. Силурийско - девонские породы обнажаются в Трансантарктике, горах Эллсворт и Пенсакола и включают группу Нептуна, формацию Хорлик, кварцит Крэшсайт и группу Тейлора в супергруппе Бикон . [ 11 ] : 32–33, 44–47 [ 20 ] [ 21 ]
Во времена ледникового периода позднего палеозоя Антарктида располагалась над Южным полюсом и была связана с остальной частью Пангеи . до 375 м каменноугольных и пермских Антарктида подверглась погружению и оледенению, отложилось гляциогенных пород. Сюда входит формация Пагода в группе Виктория супергруппы Бикон, диамиктит , песчаник и сланец в Трансантарктических горах. [ 11 ] : 46 [ 22 ]
В кембрийский период в Гондване был мягкий климат. Западная Антарктида частично находилась в северном полушарии, и в этот период большое количество песчаников , известняков и сланцев отложилось . Восточная Антарктида находилась на экваторе, где донные беспозвоночные и трилобиты в тропических морях процветали . К началу девона (416 млн лет назад) Гондвана находилась в более южных широтах и климат был более прохладным, хотя окаменелости наземных растений известны и с этого времени. Песок и ил отложились на территории нынешних гор Элсуорт , Хорлик и Пенсакола . Оледенение началось в конце девонского периода (360 млн лет назад), когда Гондвана сосредоточилась на Южном полюсе , а климат похолодел, хотя флора сохранилась. В пермский период в растительной жизни стали доминировать папоротниковидные растения, такие как Glossopteris , которые росли на болотах. Со временем эти болота превратились в залежи угля в Трансантарктических горах. К концу пермского периода продолжающееся потепление привело к сухому и жаркому климату на большей части территории Гондваны. [ 1 ] [ нужна страница ]
Мезозой
[ редактировать ]Пангея начала распадаться в триасовом периоде , а Гондвана двинулась на север, пройдя Антарктиду из региона Южного полюса. Субдукция продолжалась вдоль окраины Тихого океана, а триасовые слои отлагались вдоль Трансантарктических гор и Антарктического полуострова, включая группу полуострова Тринити, формацию Легупиль, а также продолжающееся отложение группы Виктория в супергруппе Бикон. [ 11 ] : 48–51
Рифтинг Гондваны в средней юре привел к масштабной толеитовой магматической активности в Трансантарктических горах и на Антарктическом полуострове. К поздней юре полуостров представлял собой узкую магматическую дугу с задуговыми и преддуговыми бассейнами и был представлен вулканической группой Антарктического полуострова, и эта деятельность продолжалась и в раннем мелу . Антарктида была отделена от Австралии ранним мелом (125 млн лет назад), а от Новой Зеландии — поздним мелом (72 млн лет назад). [ 11 ] : 33–35, 43, 49–57
Кайнозой
[ редактировать ]Антарктида была отделена от Южной Америки проливом Дрейка в миоцене , стала изолированной геологически, а термическая изоляция привела к более холодному климату, в то время как центр континента находился на Южном полюсе. Крупные ледниковые щиты присутствовали в среднем- позднем эоцене. [ 11 ] : 43, 54–57, 226
См. также
[ редактировать ]- Антарктическая плита
- Супергруппа маяков
- Бердморская складчатость
- Климат Антарктиды
- Вторжение в Дуфек
- Восточно-Антарктический щит
- Горячая точка Эребуса
- География Антарктиды
- Геология Земли Эндерби
- Геология Антарктического полуострова
- Гондванидская складчатость
- Список вулканов Антарктиды
- Росс орогенез
- ПОТ (гипотеза)
- Тектоническая эволюция Трансантарктических гор.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Стоунхаус, Б., изд. (июнь 2002 г.). Энциклопедия Антарктиды и Южных океанов . Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-471-98665-2 .
- ^ Сиддовей, 2008 г.
- ^ Гранот, 2013.
- ^ Стилвелл и Лонг 2012 , с. 18.
- ^ Стилвелл и Лонг 2012 , с. 25.
- ^ Stilwell & Long 2012 , стр. 20–21.
- ^ Stilwell & Long 2012 , стр. 26–28.
- ^ Шарман, Г.; Ньютон, ET (1895 г.). «Заметка о некоторых окаменелостях с острова Сеймур в антарктических регионах, полученных доктором Дональдом» . Труды Королевского общества Эдинбурга . 37 (4): 707–709. дои : 10.1017/s0080456800032798 . S2CID 130334778 .
- ^ Стилвелл и Лонг 2012 , с. 12.
- ^ Jump up to: а б Кюнер, С.М.; Грин, Д.Х. (1991). Томсон, MRA; Крам, Дж.А.; Томсон, Дж.В. (ред.). Развитие земной коры: кратон в «Геологической эволюции Антарктиды» . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. стр. 1–2. ISBN 978-0-521-37266-4 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Андерсон, Джон (2010). Морская геология Антарктики . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. стр. 30–32. ISBN 978-0-521-13168-1 .
- ^ Фицсиммонс, 2003 г.
- ^ Янг, Д.Н.; Эллис, диджей (1991). Томсон, MRA; Крам, Дж.А.; Томсон, Дж.В. (ред.). Интрузивные чарнокиты Моусона: свидетельства расположения краев плит сжатия протерозойского подвижного пояса Восточной Антарктиды, в журнале «Геологическая эволюция Антарктиды» . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. стр. 25–31. ISBN 978-0-521-37266-4 .
- ^ Кринаув, младший; Уоттерс, БР; Хантер, ДР; Уилсон, AH (1991). Томсон, MRA; Крам, Дж.А.; Томсон, Дж.В. (ред.). Обзор полевых связей, петрологии и геохимии интрузий Боргмассивет в провинции Грунехогна, западная часть Земли Королевы Мод, Антарктида, в журнале «Геологическая эволюция Антарктиды» . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. стр. 33–39. ISBN 978-0-521-37266-4 .
- ^ Гроеневальд, ПБ; Хантер, ДР (1991). Томсон, MRA; Крам, Дж.А.; Томсон, Дж.В. (ред.). Гранулиты северной части HU Свердрупфьеллы, западная часть Земли Королевы Мод: история метаморфизма на основе гранат-пироксеновых комплексов, корон и реакций гидратации, в журнале «Геологическая эволюция Антарктиды» . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. стр. 61–66. ISBN 978-0-521-37266-4 .
- ^ Сираиси, К.; Асами, М.; Исидзука, Х.; Кодзима, Х.; Кодзима, С.; Осанаи, Ю.; Сакияма, Т.; Такахаши, Ю.; Ямадзаки, М.; Ёсикура, С. (1991). Томсон, MRA; Крам, Дж.А.; Томсон, Дж.В. (ред.). Геология и метаморфизм южных гор Рондане, Восточная Антарктида, в книге «Геологическая эволюция Антарктиды» . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. стр. 100-1 77–82. ISBN 978-0-521-37266-4 .
- ^ Хирои, Ю.; Сираиси, К.; Мотоёси, Ю. (1991). Томсон, MRA; Крам, Дж.А.; Томсон, Дж.В. (ред.). Позднепротерозойские парные метаморфические комплексы в Восточной Антарктиде, с особым упором на тектоническое значение ультраосновных пород: кратона, в «Геологической эволюции Антарктиды» . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. стр. 83–87. ISBN 978-0-521-37266-4 .
- ^ Каул, МК; Сингх, РК; Шривастава, Д.; Джаярам, С.; Мукерджи, С. (1991). Томсон, MRA; Крам, Дж.А.; Томсон, Дж.В. (ред.). Петрографические и структурные характеристики части Восточно-Антарктического кратона, Земля Королевы Мод, Антарктида, в геологической эволюции Антарктиды . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. стр. 89–94. ISBN 978-0-521-37266-4 .
- ^ Харли, СЛ (1991). Томсон, MRA; Крам, Дж.А.; Томсон, Дж.В. (ред.). Метаморфическая эволюция гранулитов из группы Рауэр, Восточная Антарктида: свидетельства декомпрессии после протерозойского столкновения, в журнале «Геологическая эволюция Антарктиды» . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. стр. 99–105. ISBN 978-0-521-37266-4 .
- ^ Роланд, Северо-Запад (1991). Томсон, MRA; Крам, Дж.А.; Томсон, Дж.В. (ред.). Граница Восточно-Антарктического кратона на окраине Тихого океана в книге «Геологическая эволюция Антарктиды» . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. стр. 161–165. ISBN 978-0-521-37266-4 .
- ^ Роуэлл, Эй Джей; Рис, Миннесота (1991). Томсон, MRA; Крам, Дж.А.; Томсон, Дж.В. (ред.). Расположение и значение известняка Шеклтон в центральных Трансантарктических горах в геологической эволюции Антарктиды . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. стр. 171–175. ISBN 978-0-521-37266-4 .
- ^ Миллер, JMG; Во, Би Джей (1991). Томсон, MRA; Крам, Дж.А.; Томсон, Дж.В. (ред.). Пермско-каменноугольная ледниковая седиментация в центральных Трансантарктических горах и ее палеотектонические последствия (расширенный аннотация), в журнале «Геологическая эволюция Антарктиды» . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. стр. 205–208. ISBN 978-0-521-37266-4 .
Цитируемые работы
[ редактировать ]- Фицсиммонс, ICW (2003). «Протерозойские провинции фундамента Южной и Юго-Западной Австралии и их связь с Антарктидой». Масару Ёсида, М.; Б. Ф. Уиндли; С. Дасгупта (ред.). Протерозойская Восточная Гондвана: сборка и распад суперконтинента . Геологическое общество Лондона. стр. 93–130.
- Сиддоуэй, Кристина (2008). «Тектоника Западно-Антарктической рифтовой системы: новый взгляд на историю и динамику распределенного внутриконтинентального расширения». В Купере, штат АК; Барретт, ПиДжей; Стэгг, Х.; Стори, Б.; Стамп, Э.; Уайз, В.; и др. (ред.). Антарктида: краеугольный камень в меняющемся мире, Материалы 10-го Международного симпозиума по антарктическим наукам о Земле . Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия наук. стр. 91–114.
- Гранот, Р. (2013). «Пересмотренная кинематика эоцена-олигоцена Западно-Антарктической рифтовой системы» . Письма о геофизических исследованиях . 40 (2). Американский геофизический союз: 279–284. Бибкод : 2013GeoRL..40..279G . дои : 10.1029/2012GL054181 . S2CID 39685708 .
- Стилвелл, Дж.; Лонг, Дж. А. (2012). Замороженные во времени: доисторическая жизнь в Антарктиде . Издательство CSIRO. ISBN 978-0-643-09635-6 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Эллиот, Дэвид Х (1975). «Тектоника Антарктиды: обзор» (PDF) . Американский научный журнал . 275-А: 45–106 . Проверено 22 мая 2018 г.
- Джейкобс, Иоахим; Бауэр, Вильфрид; Шмидт, Райнер (2004). «Магнитная восприимчивость различных тектоно-стратиграфических террейнов Хеймефронтфьеллы, Западная часть Земли Королевы Мод, Восточная Антарктида» (PDF) . Поларфоршунг . 72 : 41–48 . Проверено 23 мая 2018 г.
- Лэрд, Миннесота; Мансерг, Грузия; Чаппелл, JMA (1971). «Геология центральной части ледника Нимрод, Антарктида» . Новозеландский журнал геологии и геофизики . 17 (3): 427–468. Бибкод : 1971NZJGG..14..427L . дои : 10.1080/00288306.1971.10421939 . Проверено 22 мая 2018 г.
- Мироу, Пол М.; Поуп, Майкл С.; Гудж, Джон В.; Фишер, Вудворд; Палмер, Элисон Р. (2002). «История осадконакопления додевонских слоев и время орогенного тектонизма Росса в центральных Трансантарктических горах, Антарктида» (PDF) . Бюллетень ГСА . 114 (9): 1070–1088. doi : 10.1130/0016-7606(2002)114<1070:DHOPDS>2.0.CO;2 . S2CID 17130391 . Архивировано из оригинала (PDF) 23 мая 2018 г. Проверено 22 мая 2018 г.
- Палмер, Арканзас; Роуэлл, Эй Джей (1995). «Раннекембрийские трилобиты из известняка Шеклтона Центральных гор» . Журнал палеонтологических мемуаров . 69 : 1–28. дои : 10.1017/S0022336000061424 . S2CID 182206675 . Проверено 22 мая 2018 г.
- Сковстед, Кристиан Б.; Беттс, Марисса Дж.; Топпер, Тимоти П.; Брок, Гленн А. (2015). «Раннекембрийский род томмотиид Dailyatia из Южной Австралии» . Мемуары ААП . 48 : 1–117 . Проверено 22 мая 2018 г.
- Стамп, Эдмунд; Гути, Брайан; Таларико, Франко (2006). Тектоническая модель развития разрыва ледника Берд и окружающих регионов Трансантарктических гор в неопротерозое – раннем палеозое (PDF) . Спрингер, Берлин, Гейдельберг, Нью-Йорк. стр. 45–54 . Проверено 22 мая 2018 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]Карты
[ редактировать ]
- Геологическая карта Антарктиды - Научный комитет по антарктическим исследованиям GeoMAP Action Group
- Геологическая карта масштаба 1:25 000 — Хеймефронтфьелла / Земля Королевы Мод Антарктида — Ханссонхорн (2008 г.) — автор Бауэр, В.; Джейкобс, Дж.; Шмидт Р., RWTH Ахенский университет
- Геологическая карта масштаба 1:25 000 — Хеймефрьелла / Земля Королевы Мод Антарктида — Северная Сюй-Фьелла (2008 г.) — автор Шмидт, Р.; Джейкобс, Дж.; Бауэр, В., Университет Бремена
- Геологическая карта 1:50 000 - Форд-Рейнджес, западная часть Земли Мэри Берд (2016 г.) - Сиддовей, К., Scar.org