الجيولوجيا البرمية والتقسيمات الرئيسية فيها

بماذا تسبب الانفجار السكاني للميكروبات المنتجة للميثان في العصر البيرمي؟

أثارت الأبحاث في عام 2014 احتمال أن تكون التكاثر السريع للعتائق المسمى (Methanosarcina)، والتي طورت القدرة على تصنيع الميثان (CH4) بالقرب من نهاية العصر البرمي، قد لعبت دوراً مهماً في الارتفاع الهائل في درجات حرارة المحيطات على الأرض، وفي التغيرات في دورة الكربون على كوكب الأرض، يُعتقد أن الزيادة المفاجئة في غاز الميثان في الغلاف الجوي، أدت إلى ارتفاع درجات الحرارة وتحمض المحيطات وتغيرات أخرى في دورة الكربون.

تشير الدلائل الجيولوجية إلى أن امتصاص ثاني أكسيد الكربون في المحيطات، وترسب الكربون في رواسب المحيطات خلال نهاية العصر البرمي كان أكبر بكثير، مما يمكن أن يكون ناتجاً عن ثوران مصائد سيبيريا وحدها، بالإضافة إلى ذلك فإن اكتشاف رواسب النيكل الكبيرة في الصين، والتي تم تأريخها حتى ذلك الوقت يشير إلى دور (Methanosarcina) في انقراض العصر البرمي، لقد ثبت أن النيكل الذي تم إطلاقه أثناء النشاط البركاني، من العناصر الغذائية المحدودة (لـ Methanosarcina)، ويفترض أن التوافر الكبير للعنصر في نهاية الفترة كان مسؤولاً عن الانفجار السكاني للميكروب، والذي أضافت عملياته الأيضية كميات كبيرة من الميثان إلى الغلاف الجوي.

اقترح عدد قليل من العلماء أن تأثير نيزكي جليدي كبير تسبب في تبريد مفاجئ للأرض، لكن مثل هذا التأثير يفتقر إلى الأدلة الداعمة، تم اقتراح حلقة جليدية في نهاية العصر البرمي بسبب الانخفاض العام في مستوى سطح البحر خلال العصر البرمي المتأخر، ومع ذلك لم يتم تحديد أي رواسب جليدية في ذلك العصر، على الرغم من البحث المكثف.

التقسيمات الرئيسية في الجيولوجيا البرمية:

ينقسم العصر البرمي إلى العصور المبكرة (Cisuralian) والوسطى (Guadalupian) والعصور المتأخرة (Lopingian)، المقابلة لسلسلة الصخور (Cisuralian و Guadalupian و Lopingian)، تم تخصيص الصخور التي تم وضعها خلال هذه الحقب والأعمار إلى سلاسل ومراحل ترسيبية مقابلة على التوالي، تأخذ الحقبة السيزورالية اسمها من المنطقة التي هي على المنحدرات الغربية لجبال الأورال في روسيا وكازاخستان، وتنقسم إلى أربعة عصور معترف بها دولياً وهي: (Asselian 298.9 مليون إلى 295.5 مليون سنة)، (Sakmarian 295.5 مليون إلى 290.1 ​​مليون)، (منذ سنوات Artinskian أي منذ 290.1 ​​مليون إلى 279.3 مليون سنة)، (Kungurian 279.3 مليون إلى 272.3 مليون سنة مضت).

تأخذ حقبة (Guadalupian) اسمها من منطقة النوع الخاص بها في جبال (Guadalupe) في منطقة (West Texas) في الولايات المتحدة، وتحتوي على ثلاثة عصور معترف بها دولياً: (Roadian 272.3 مليون إلى 268.8 مليون سنة)، (Wordian 268.8 مليون إلى 265.1 مليون سنة) وكابيتانيان، (265.1 مليون إلى 259.9 مليون سنة مضت)، تأخذ حقبة (Lopingian) اسمها من نوعها في الصين وتحتوي على عصرين معترف بهما دولياً وهي: (Wuchiapingian) منذ 259.9 مليون إلى 254.2 مليون سنة) و(Changhsingian منذ 259.9 مليون إلى 252.2 مليون سنة مضت)، أسرة من العصر الترياسي السفلي فوق سلسلة (Lopingian).

كان إنشاء التكافؤ الزمني لطبقات العصر البرمي بين المناطق المختلفة مشكلة خطيرة منذ منتصف القرن التاسع عشر، معظم الحيوانات اللافقارية في العصر البرمي من البيئات البحرية مستوطنة بشدة (موضعية في منطقة واحدة أو بضع مناطق قريبة)، وبالتالي يصعب الربط بين مختلف المقاطعات القديمة، ومع ذلك في مناطق النوع لكل سلسلة من هذه السلاسل، وكلها تقع داخل مقاطعة كونودونت المياه الدافئة القديمة (وترية بدائية مع بقايا أحفورية على شكل أسنان)، لا تزال سلسلة من هذه الحيوانات البحرية تخضع للوصف، في حين أن هذا لن يؤدي إلى الارتباط العالمي لبعض الأحافير، إلا أنه من المفيد تحديد بعض الأنماط الإقليمية والمساعدة في الارتباط العام لكل سلسلة صخرية معينة.

يتم تصنيف التقسيمات الفرعية في العصر البرمي من خلال ظهور عدة أنواع من (conodonts)، في سلسلة (Cisuralian)، يمثل أول ظهور (لـ Streptognathodus) بمناسبة قاعدة (Kungurian)، ويحدد أول ظهور (لـ Jinogondolella nankingensis) قاعدة مرحلة (Roadian) في سلسلة (Guadalupian)، ويشير أول ظهور (لـ Jinogondolella aserrata) إلى قاعدة (Wordian)، ويشير المظهر الأول (لـ Jinogondolella posterrata) إلى قاعدة (Capitanian)، يمثل ظهور (Clarkina postbitteri) قاعدة مرحلة (Wuchiapingian) في سلسلة (Lopingian)؛ لذلك فإن أول ظهور (لـ Clarkina wangi) يميز قاعدة (Changhsingian)، يُشار إلى قاعدة العصر الترياسي بأول ظهور (لـ Hindeodus parvus).

يجب استخدام مناطق كونودونت مختلفة للمياه الباردة المحيطة بجندوانا، هذه المناطق التي هي في طور الوصف والتأسيس، تستند إلى أنواع مختلفة من كونودونت، وحتى أجناس مختلفة عن تلك الموجودة في نصف الكرة الشمالي، حتى في الحزام القديم المتساقط  لا تظهر بعض أنواع دليل (conodont) في جميع المناطق، كما أن تتابعات معينة من (conodonts) نادرة (كما في رواسب بحر Tethys) أو لا تظهر على الإطلاق، وبالنسبة لهذه التعاقب تظل أسماء السلاسل المحلية والمرحلة مفيدة، لا سيما في تحديد التعاقب غير البحري المختلف.

الأهمية الاقتصادية لودائع العصر البرمي:

لطالما كانت صخور البرمي مصادر مهمة اقتصادياً لمعادن التبخر، مثل الهاليت (ملح الصخور)، سيلفيت (أملاح البوتاس)، الجبس والأنهيدريت (أملاح كبريتات الكالسيوم)، البترول والفحم، يرتبط توزيع هذه الموارد جزئياً بخطوط العرض، حيث تم إيداعها، وكانت المبخرات شائعة بشكل خاص في المناطق القديمة شبه الاستوائية والاستوائية في العصر البرمي، في ما يعرف الآن بغرب تكساس ونيو مكسيكو وكانساس في أمريكا الشمالية وفي شمال غرب أوروبا والجزء الأوروبي من روسيا، تشكلت الفحم السميك في المناطق القديمة المعتدلة الباردة، مثل وسط وشمال سيبيريا ومنشوريا وكوريا وشبه جزيرة الهند وشرق أستراليا وجنوب إفريقيا وزيمبابوي والكونغو، تقع هذه المواقع في خطوط العرض العليا خلال العصر البرمي.

تنتج العديد من الأحواض البحرية في العصر البرمي البترول، وتقع أشهر حقول النفط في الولايات المتحدة (في أوكلاهوما وحوض بيرميان في غرب تكساس ونيو مكسيكو)، وعلى طول حزام أورال المنشأ في روسيا، إن الفسفوريت (الصخور الرسوبية بكميات اقتصادية من المعادن الحاملة للفوسفات) شائعة في مونتانا وأيداهو ووايومنغ ويوتا ونيفادا، وتم ترسيبها في أسافين رسوبية في المياه العميقة، بجوار هامش الجرف القاري في العصر البرمي على الحافة الغربية من كراتون أمريكا الشمالية، وفي أوروبا يوجد الفوسفوريت على طول حوض المياه العميقة الذي يمثل الحافة الشرقية للمنصة الروسية.

من الأهمية بمكان للحضارات الأوروبية هو (Permian Kupferschiefer)، وهو صخر صخري يحمل النحاس تم تعدينه لمئات وربما آلاف السنين، بالإضافة إلى ذلك تتكون الشعاب المرجانية من الحجر الجيري من السلسلة (Cisuralian)، على طول الحواف الجنوبية الشرقية للمنصة الروسية، وكانت حقول إيشيمباي النفطية في هذه المنطقة مصدراً مهماً للبترول بالنسبة للاتحاد السوفيتي السابق خلال الحرب العالمية الثانية، بعد أن سقطت حقولهم في الغرب تحت السيطرة الألمانية.

حدوث وتوزيع رواسب العصر البرمي:

صخور العصر البرمي شائعة في جميع القارات الحالية، ومع ذلك تم نقل بعضها (أحياناً آلاف الكيلومترات) من موقع ترسبها الأصلي، عن طريق النقل التكتوني خلال حقبة الدهر الوسيط وحقبة الحياة الحديثة، على سبيل المثال توجد الرواسب الجليدية الأرضية والبحرية في العصر البرمي النموذجي لخطوط العرض المرتفعة الباردة، في نصف الكرة الجنوبي في أنتاركتيكا وجنوب إفريقيا والهند وتايلاند والتبت، كما توجد رواسب جليدية في نصف الكرة الشمالي الموجودة في ذلك الوقت في شمال شرق سيبيريا.

على النقيض من ذلك تم نقل بعض رواسب الكربونات الاستوائية وشبه الاستوائية في العصر البرمي، النموذجية للترسب في خطوط العرض المنخفضة إلى خطوط العرض العالية، يشير الموقع الحالي لبعض الحيوانات المتحجرة المستوطنة في المناطق الاستوائية خلال العصر البرمي، إلى أن الرواسب الأخرى قد تم نقلها أيضاً لمسافات طويلة طولياً (على محور الشمال والجنوب)، شكلت هذه الرواسب تضاريس تراكمية (أضيفت كتل أرضية أصغر لاحقاً إلى القارات)، والتي أصبحت مرتبطة بهوامش بعض القارات خلال حقبة الحياة الوسطى وحقبة الحياة الحديثة.

وقد تم شرح المواقع الحالية لرواسب العصر البرمي من خلال نظرية الصفائح التكتونية، عندما يتم إعادة بناء الكرة الأرضية البرمية تختفي هذه الصراعات الظاهرة في ترسب الصخور، ويظهر ترتيب معقول للترسب والذي يتوافق مع أنماط المناخ البرمي.

من أمثل الترسيب أيضاً خلال العصر البيرمي هي مقاطعات كربونات، حيث يتم التعرف على مقاطعتين استوائيتين إلى مقاطعات كربونية شبه استوائية، وتكون متمركزة بالقرب من (paleoequator) ولكن على جانبي بانجيا، إن أحدهما يشمل جنوب غرب الولايات المتحدة وشمال غرب أمريكا الجنوبية، أما الآخر وهو أكبر بكثير ويحتوي على حيوانات أكثر تنوعاً، وهذا يشمل حزام تيثيس من الصخور من تونس وجبال كارنيك في إيطاليا والنمسا حالياً في الغرب عبر تركيا وإيران، وجنوب الصين وجنوب شرق آسيا واليابان إلى وسط كولومبيا البريطانية وواشنطن وأوريجون وكاليفورنيا.

كما تم تعطيل مقاطعة كربونات (Tethys) تماماً بسبب تشوه المنشأ (أي نتيجة لانتشار قاع البحر وتكتونية الصفائح) بعد انتهاء العصر البرمي، وهكذا فإن البقايا تتواجد الآن في شظايا مخلوعة بالكامل تقريباً.