Western Interior Seaway anoxia - Western Interior Seaway anoxia
Tři západní interiéru Seaway anoxické události došlo během křídy v mělké vnitrozemské seaway která rozdělovala Severní Ameriku ve dvou ostrovních kontinentů, Appalachia a Laramidia ( viz mapa ). Během těchto anoxických událostí byla velká část vodního sloupce vyčerpána v rozpuštěném kyslíku. Zatímco anoxické události ovlivňují světové oceány, anoxické události Western Interior Seaway vykazují ve srovnání s jinými pánvemi jedinečné paleoenvironment . Pozoruhodné křídy anoxické události v západní vnitra Seaway označit hranice na tlačítko Aptian - Albian , cenomanského - turonu a coniackého - Santonian fázích, a jsou označeny jako Oceanic anoxických akce I, II, a III. Epizody anoxia přišel v době, kdy velmi vysoká hladina moří se shodoval s nejbližším Sevier vrásnění , která ovlivnila Laramidia na západ a Karibiku velké magmatické provincie na jihu, který vydal živin a sloučenin kyslíku adsorbující do vodního sloupce.
Většina anoxických událostí je rozpoznána pomocí izotopu 13 C jako proxy pro indikaci celkového organického uhlíku zachovaného v sedimentárních horninách. Pokud je kyslíku velmi málo, pak organický materiál, který se usazuje na dně vodního sloupce, nebude degradován tak snadno ve srovnání s normálním nastavením kyslíku a může být začleněn do horniny. Organický obsah 13 C se vypočítá porovnáním množství 13 C se standardem izotopu uhlíku a pomocí více vzorků lze v průběhu času sledovat změny (δ) obsahu organického uhlíku v horninách za vzniku organické křivky δ 13 C. Organický obsah δ 13 C slouží jako bentická kyslíková křivka.
Vynikající konzervace organického uhlíku způsobená těmito po sobě jdoucími anoxickými událostmi činí z vrstev Western Interior Seaway jedny z nejbohatších zdrojových hornin na ropu a plyn.
Western Interior Seaway tektonika a geografie
Během křídového období, podél západního břehu Západní vnitrozemské cesty, docházelo k aktivnímu vulkanismu a poklesům v popředí způsobených Sevierským porostem , tvořeným sbližováním oceánských desek Farallon a Kula se severoamerickou deskou . Aktivní vulkanismus během Sevierovy orogeneze byl produktem částečného roztavení subdukčních desek Farallon a Kula: výsledná tavenina putovala vzhůru přes severoamerickou desku a vytvořila pás aktivních sopek . Nejaktivnější vulkanismus se vyskytoval v extrémních severních a jižních částech západního pobřeží Západní vnitrozemské cesty.
Na východ od orogeneze se vytvořila zadní oblouková pánev v důsledku pokřivení severoamerické desky v reakci na horizontální napětí subdukčních oceánských desek. Nízko položená oblast byla pod vodou v celé křídě kvůli teplému podnebí, které způsobovalo, že se oceánské vody planety rozšiřovaly a zaplavovaly vnitřek kontinentu. Hladina moře během Oceánské anoxické události II na cenomansko-turonské hranici byla v důsledku vysokých globálních teplot na křídě nejvyšší. V té době se západní vnitrozemská cesta rozkládala od Boreálního moře (současné Arktické moře) k moři Tethys (současný Mexický záliv), takže byla 6000 km dlouhá a 2000 km široká. Nejhlubší části byly hluboké kolem 500 m.
Vytvoření karibské desky v moři Tethys poblíž jižní oblasti západního vnitrozemí Seaway vytvořilo velkou magmatickou provincii (nazývanou Karibská plošina), která produkovala podvodní lávové proudy před 95–87 miliony let.
Anoxické události
| Externí obrázek | |
|---|---|
 nature.com Vývojový diagram magmatických zdrojů stopových kovů, oplodnění oceánů, stratifikace a anoxie. |
Získávání živin
Popel a rozpuštěné stopové kovy z erupcí Sevier a Karibiku poskytovaly živiny vodnímu sloupci, který byl hnacím mechanismem anoxie ve Western Interior Seaway. Popel ze sopečných erupcí je zdrojem silných vrstev bentonitu ve vrstvách Western Interior Seaway. Popel obsahuje stopové kovy, které v nízké koncentraci poskytují živiny mikroorganismům, které žijí ve vodním sloupci. Karibská plošina z lávy získává hydrotermální tekutiny obsahující stopové kovy a sulfidy. Obě události společně obohatily chemii vodního sloupce hnojením fotosyntetizujících mikroorganismů, které jsou primárními producenty oceánu. Zvýšení primární produkce ovlivní zbytek vodního sloupce zvýšením biomasy (hustoty organismů v určitém objemu), která spotřebuje velkou část dostupného kyslíku jak během metabolismu, tak jakmile bude mrtvá, během procesů rozkladu. Rozpuštěný kyslík se navíc pasivně váže na kovy a sulfidy, což dále vyčerpává kyslík ve vodním sloupci.
Stratifikace
Významná ztráta kyslíku vede k poruchám životního prostředí. Ke stratifikaci vodního sloupce může dojít, když se zóna pod rozhraním sediment-voda, která je obvykle bez kyslíku, pohybuje nad sedimentem a do vodního sloupce. I když se jedná o běžný jev v hluboké vodě, interpretuje se to tak, že k tomu došlo během anoxických prostředí v mělké západní vnitrozemské cestě, což dokazuje vyhynutí bentické fauny při cenomansko-turonské hraniční události způsobené oceánskou anoxickou událostí II. Vyhynutí lze vysvětlit stratifikací oceánů, která v bentické zóně způsobuje podmínky s nízkým obsahem kyslíku . Zvyšování primární produkce mořského planktonu dále způsobuje nadbytek metabolických odpadních produktů, zejména nadprodukci CO 2 během procesů organického rozpadu. Když se CO 2 spojí s molekulami vody, sníží se zásaditost mořské vody. Nakonec se oceán může natolik okyselit, že kalcit nelze začlenit do tvrdých částí organismu ( biomineralizace ), a proto je toxický pro život.
Alternativní teorie k anoxickým událostem ve hře Western Interior Seaway
Oceanic Anoxic Event II
Západní vnitrozemské vrstvy Seaway zachovávají pozitivní organickou exkurzi 13 C během Oceanic Anoxic Event II, což znamená, že došlo k vynikající ochraně organického uhlíku. Jiné důkazy jsou však v rozporu. Molybden , stopový kov citlivý na kyslík, bude v neoxidované formě přítomen ve vrstvách pouze v případě anoxie. Jedna studie ukázala nedostatek molybdenu ve vrstvách Oceanic Anoxic Event II. Jiné studie prokázaly perzistenci bentických organismů, které nemohly žít v anoxických podmínkách po celou dobu Oceanic Anoxic Event II. V důsledku toho, že je rozdíl v názoru na vztah mezi bentických hladinu kyslíku a co pozitivní posun 13 C organické křivky reprezentuje. Anoxia v západním vnitrozemí Seaway během Oceanic Anoxic Event II je stále záhadou.
Anoxická vs. dysoxická hypotéza
Věří se, že Oceanic Anoxic Event II způsobila nejdelší dobu trvání a nejsilnější stratifikaci vodního sloupce v historii Western Interior Seaway. Ačkoli bylo provedeno mnoho výzkumů věnovaných vrstvám Western Interior Seaway, dopad Oceanic Anoxic Event II na obsah kyslíku v bentické zóně je stále sporný. Některé relativně nedávné výzkumy naznačují, že vody Western Interior Seaway během Oceanic Anoxic Event II byly dysoxické (2,0 - 0,2 ml O 2 /L H 2 O [přičemž oxic je> 2,0 ml O 2 /L]) než anoxické (< 0,2 ml o 2 / l H 2 o). Dysoxickou vodu lze interpretovat tak, že má mírné množství kyslíku nebo kyslíku měnícího se v čase mezi oxickými a anoxickými, oxickými a dysoxickými nebo dysoxickými a anoxickými podmínkami. Pokud byl bentický kyslík variabilní, rychlost změn kyslíku ovlivní zachování organického uhlíku, početnost a rozmanitost bentických fosilií a koncentrace stopových kovů citlivých na kyslík.
Cirkulační modely
Tvrdilo se, že západní vnitrozemská cesta mohla mít skvrny anoxie nebo místa, kde je voda stratifikovaná. To by bylo reprezentováno změnami v organických hladinách 13 C ve skalách uložených současně v různých částech námořní cesty.
Některé modely cirkulace vody Western Interior Seaway naznačují, že vody byly homogenně smíšené a nebyly stratifikované. Námořní cesta, je-li modelována jako velká zátoka, může mít velmi široký vír vytvořený pohybem teplé vody bohaté na sůl z Tethys na sever podél východního pobřeží a chladných boreálních vod na jih podél západního pobřeží. Zatímco vody s různou slaností a teplotami by mohly být stratifikované, modely předpovídají, že námořní cesta byla dobře promíchaná díky cirkulační gyre.