Oceaniczne wydarzenie beztlenowe

Oceaniczny wydarzenie beztlenowe lub EAO ( Oceanic beztlenowych zdarzenia lub OAE ) jest epizodem silnej redukcji tlenu koncentracji na bardzo dużą skalę w oceanach, nagranej dzwonił w osadach w trakcie historii geologicznej Ziemi .

Etymologia

Dosłownie pozbawiony tlenu ( dioxygen ).

Historyczny

Koncepcja beztlenowego wydarzenia oceanicznego została po raz pierwszy wprowadzona przez geologów Seymour O. Schlanger i Hugh C. Jenkyns w 1976 roku.

Opiera się na pierwszych wynikach wierceń głębinowych w ramach kampanii Deep Sea Drilling Project  (w) prowadzonych od 1968 r. przez grupę amerykańskich instytucji i uniwersytetów. Te dane z odwiertów na Pacyfiku, Atlantyku i Oceanie Indyjskim, poparte obserwacjami na lądzie w Apeninach (Włochy), potwierdziły częstotliwość i zasięg morskich osadów pelagicznych o barwie od szarej do czarnej, ponieważ są one bardzo bogate w materię organiczną. w osadach z dwóch interwałów kredowych .

Zachowanie materii organicznej (brak utleniania), jak również brak fauny bentosowej (zabezpieczone laminaty przed działaniem organizmów ryjących) świadczą o anoksji środowiska złoża. Osady te przypisuje się zatem zdarzeniom na dużą skalę, związanym ze znacznym spadkiem stężenia tlenu w wodzie morskiej w okresach trwających kilkaset tysięcy lat. Pierwsze dwa epizody opisane przez Schlangera i Jenkynsa w 1976 roku znajdują się w kredzie w przedziale aptów - alb oraz w cenomanie - turonie .

Szybko doniesiono o występowaniu innych oceanicznych zdarzeń beztlenowych w kredzie i jurze, a potencjalne podłoże skalne tych facji zostało podkreślone.

Osady zdeponowane w beztlenowym środowisku często wykazują wysoką zawartość siarki oraz obecność organizmów kopalnych (bakterie itp.) wymagających dostępu do siarkowodoru ( H 2 S ). Obecność tego wysoce toksycznego gazu wzmacnia niegościnność tych dna morskiego.

Te beztlenowe i siarkowe środowiska nazywane są teminicznymi przez odniesienie do Pont-Euxin, starej nazwy Morza Czarnego , która dziś pokazuje ten rodzaj środowiska w swoich głębokich wodach.

Trening

Rozważa się kilka procesów odpowiedzialnych za powstawanie oceanicznych zdarzeń beztlenowych:

Wpływ paleoekologiczny

Uważa się, że EAO są odpowiedzialne za kilka epizodów masowego wymierania w oceanach, szczególnie w epoce paleozoicznej i mezozoicznej .

Interes gospodarczy

Osady zdeponowane podczas OAE zawierają duże ilości materii organicznej. Są to najbardziej płodnych źródłowe naftowy skały na świecie, źródłem większości naftowej i gazu ziemnego .

Oceaniczne wydarzenia beztlenowe na przestrzeni czasu

paleozoiczny

Główny obszar paleozoiczny znajduje się na końcu ordowiku i syluru . Ten wielki epizod globalnej anoksji przeplatany jest okresami powrotu do normalnych warunków natlenienia oceanów. Te przemiany odpowiadają cyklom zlodowacenia/deglacjacji. Podczas faz deglacjacji kontrasty temperatury i zasolenia między rozmrożonymi wodami a ciepłymi wodami niskich szerokości geograficznych prowadzą do rozwarstwienia wód oceanicznych odpowiedzialnych za anoksję i sedymentację czarnych glin na rozległych obszarach świata.

Wydarzenie Kellwasser na koniec dewonu to ważny epizod niedotlenienia studni potwierdzone w różnych częściach globu.

mezozoiczny

Jurajski

Tylko jedno wyraźnie udokumentowane zdarzenie beztlenowe istnieje w jury: Dolny Toarku EAO datowany na około 183 miliony lat temu. Odpowiada to okresowi globalnego ocieplenia, transgresji morskiej, masowemu wymieraniu fauny oceanicznej i akumulacji materii organicznej. Epizod ten skutkuje rozpoznaniem złoża czarnych iłów w wychodni oraz wierceniem w wielu basenach jurajskich. Gliny te nazywane są łupkiem-tekturą ze względu na ich warstwową strukturę i szczególną konsystencję. Pomiary podatności magnetycznej i cyklostratygrafii na dolnym toarku Lotaryngii pozwoliły oszacować czas trwania tego zdarzenia na 600 000 lat.

Kreda

Dwa główne epizody EAO, nazwane od ich akronimów w języku angielskim OAE 1 i OAE 2 , są obecne w kredzie , jak już rozpoznał S. Schlanger w 1976 roku:

  • OAE 1 w dolnej części etapu Aptian , około 120 milionów lat temu,
  • OAE 2 na pograniczu cenomanu i turonu , około 93 miliony lat temu.

Były one badane na odkrywce przez włoskich geologów, w tym Guido Bonarelli  (it) , w paśmie Apeninów. Te EAO powodują osadzanie się warstwowych czarnych glin o grubości kilku decymetrów, przecinających białe wapienie lub różnokolorowe gliny kredy.

Trzecie beztlenowe wydarzenie oceaniczne, znane jako OAE 3 , miało miejsce w okresie koniaku - santonu około 90-84 milionów lat temu. Jednak jego zasięg ogranicza się do środkowej części Oceanu Atlantyckiego, a jego osady wydają się diachroniczne (w różnym wieku) w przedziale dwóch pięter. To wydarzenie nie jest zatem uważane za globalny OAS, ale za epizod regionalnej anoksji.

kenozoiczny

Paleogen

W epoce kenozoicznej epizod maksimum termicznego przejścia paleocen-eocen około 56 milionów lat temu odpowiada gwałtownemu wzrostowi globalnych temperatur o około 6  °C w ciągu zaledwie 20 000 lat. To ocieplenie prowadzi do anoksji niektórych głębokich wód oceanicznych.

Czwartorzędowy

Od czasu EAO przejścia paleocenu i eocenu oceany nie doświadczyły zdarzeń beztlenowych na dużą skalę.

Dziś beztlenowe środowisko , takie jak te z Morza Czarnego , z Morza Martwego i Chesapeake Bay można zaobserwować w różnych częściach planety na atlantyckim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych. Od połowy XX th  wieku, działalność człowieka są odpowiedzialne za gwałtowny rozwój wielu obszarów beztlenowych sztucznych zwanych martwych stref . Regiony te rozwinęły się na atlantyckich wybrzeżach Stanów Zjednoczonych i Europy, a także na spokojnych wybrzeżach Japonii, Korei Południowej i Chin.

W ostatnich epokach geologicznych wydaje się, że poziom tlenu w powietrzu zawsze był stosunkowo wysoki, ale oceany są znacznie bardziej podatne na anoksję niż atmosfera. Globalny kryzys anoksji oceanicznej zwykle trwa tysiące lat. Obecnie spadające stężenie tlenu oceanicznego w oceanach sugeruje, że taki kryzys może się ponownie nasilać.

Uwagi i referencje

Uwagi

  1. Stypendium JOI / USSAC Ocean Drilling Fellowship zostało przemianowane na Schlanger Ocean Drilling Fellowship w 2001 na cześć zmarłego w 1990 geologa.

Bibliografia

  1. (en) Seymour O. Schlanger i Hugh C. Jenkyns , „  Kredowe zdarzenia anoksyczne: przyczyny i konsekwencje  ” , Geologie en Mijnbouw , tom.  55, n o  3,1976, s.  179-184 ( czytaj online ).
  2. (w) Seymour O. Schlanger , Everett D. Jackson , Robert E. Boyce , Hugh C. Jenkins , David A. Johnson , Ansis G. Kaņeps , Kerry R. Kelts , Erlend Martini , Charles L. McNulty i Edward L. Winterer , Wstępne Raporty Projektu Deep Sea Drilling Project , tom.  33, Waszyngton, US Government Printing Office,1976, 973  s. ( DOI  10.2973 / dsdp.proc.33.1976 ).
  3. (en) MA Arthur i Seymour O. Schlanger , „  Kredowe wydarzenia beztlenowe oceanu jako czynniki przyczynowe w rozwoju olbrzymich pól naftowych rafowych  ” , Biuletyn AAPG , tom.  63, n o  6,1979, s.  3870-885 ( czytaj online ).
  4. (i) Oliver Friedrich Jochen Erbacher , Moriya Kazuyoshiego Paul A. Wilson Henning Kuhnert , „  ciepły roztwór soli wody pośrednimi kredy tropikalnych Atlantic  ” , Naturę Geoscience , tom.  1, N O  7,2008, s.  453-457 ( DOI  10.1038 / ngeo217 ).
  5. (en) Katja M. Meyer i Lee R. Kump , „  Oceaniczna ellesinia w historii Ziemi: przyczyny i konsekwencje  ” , Annual Review of Earth and Planetary Sciences , tom.  36,2008, s.  251-288 ( DOI  10.1146 / annurev.earth.36.031207.124256 ).
  6. (w) A. Page , J. Zalasiewicz i Mr. Williams , „  Niedotlenienie deglacjalne w długowiecznej lodowni wczesnopaleozoicznej  ” , Coroczne Spotkanie Stowarzyszenia Paleontologicznego , Uppsala (Szwecja), tom.  51,2007, s.  85.
  7. http://www.cnrtl.fr/definition/schiste-carton
  8. (w) Wolfgang Ruebsam Petra Münzberger i Lorenz Schwark , „  Chronologia wczesnego toarkuńskiego kryzysu środowiskowego w dorzeczu Lotaryngii (Neus Paris Basin)  ” , Earth and Planetary Science Letters , tom.  404,2014, s.  273-282 ( DOI  10.1016 / j.epsl.2014.08.005 ).
  9. (w) Michael Walgreich , „  OAE 3” – Atlantycki Regionalny pochówek węgla organicznego W CZASIE Coniasko-Santońskiego  ” , Klimat przeszłości” , tom.  8,2012, s.  1447-1455 ( DOI  10.5194/cp-8-1447-2012 ).
  10. (w) JP Kennett i LD Stott , "  Strome ocieplenie głębin morskich, wymiana paleoceanograficzna i wymieranie bentosowe pod koniec paleocenu  " , Nature , tom.  353,1991, s.  225-229 ( DOI  10.1038 / 353225a0 ).
  11. (en) "  Martwe strefy wodne  " , w Obserwatorium Ziemi NASA ,17 lipca 2010.
  12. (w) Robert J. Diaz i Rutger Rosenberg , "  Rozprzestrzenianie martwych stref i konsekwencji dla ekosystemów morskich  " , Science , tom.  321 n O  5891,2008, s.  926-929 ( DOI  10.1126 / nauka.1156401 ).
  13. (w) Andrew J. Watson , "  Oceany na krawędzi anoksji  " , Science , tom.  354 n O  6319,2016, s.  1529-1530 ( DOI  10.1126 / science.aaj2321 ).

Zobacz również

Powiązane artykuły

Bibliografia

  • (en) Sam M. Slater , Richard J. Twitchett , Silvia Danise i Vivi Vajda , „  Istotna reakcja roślinności na globalne ocieplenie wczesnojurajskie z wpływem na anoksję oceaniczną  ” , Nature Geoscience , tom.  12,2019, s.  462-467 ( DOI  10.1038/s41561-019-0349-z ).
  • (en) Tianchen He , Maoyan Zhu , Benjamin JW Mills , Peter M. Wynn , Andrey Yu Zhuravlev et al. , „  Możliwe powiązania między ekstremalnymi zaburzeniami tlenu a kambryjskim promieniowaniem zwierząt  ” , Nature Geoscience , tom.  12,2019, s.  468-474 ( DOI  10.1038/s41561-019-0357-z ).