الجيولوجيا والفترة الديفونية

ما هو العصر الجيولوجي الديفوني؟

العصر الديفوني في العصور الجيولوجية هو فترة من العصر الباليوزويك التي تتبع العصر السيلوري وتسبق العصر الكربوني، حيث امتدت هذه الفترة بين حوالي 419.2 مليون و358.9 مليون سنة مضت، يُطلق على العصر الديفوني أحياناً اسم عصر الأسماك؛ بسبب الأنواع المتنوعة والوفرة، وفي بعض الحالات الغريبة من هذه الكائنات التي سبحت في البحار الديفونية، وقد ظهرت الغابات والكائنات البحرية الملتفة الحاملة للصدف والمعروفة باسم الأمونيت لأول مرة في العصر الديفوني، وفي أواخر الفترة ظهرت أول البرمائيات ذات الأربع أرجل، مما يشير إلى استعمار الفقاريات للأرض.

خلال معظم الفترة الديفونية اتحدت أمريكا الشمالية وجرينلاند وأوروبا في كتلة واحدة من اليابسة في نصف الكرة الشمالي، وهي قارة عملاقة صغيرة تسمى (Laurussia أو Euramerica)، وقد حدث هذا الاتحاد بين الجزء الأكبر من أمريكا الشمالية وغرينلاند وشمال غرب أيرلندا واسكتلندا وشبه جزيرة تشوكوتسك في شمال شرق روسيا) وبلطيقيا (الآن معظم شمال أوروبا والدول الاسكندنافية) بالقرب من بداية العصر الديفوني.

غطت الرواسب الأرضية الواسعة المعروفة باسم الحجر الرملي الأحمر القديم الكثير من المنطقة الشمالية، بينما تراكمت الرواسب البحرية على نطاق واسع في الجزء الجنوبي منها، ومرت الحفرة القديمة (موقع خط الاستواء في نقطة ما في الماضي الجيولوجي) عبر أمريكا الشمالية والصين التي كانت في ذلك الوقت كتلة يابسة منفصلة، ثم انضمت أمريكا الجنوبية وأفريقيا والهند وأستراليا وأنتاركتيكا إلى نصف الكرة الجنوبي من قارة جوندوانا، وغالباً ما كانت أجزاء من هذه القارة مغطاة بمياه البحر.

أهم المعلومات عن الفترة الجيولوجية الديفونية:

• غطى المحيط ما يقرب من 85 في المائة من الكرة الأرضية الديفونية.

• هناك أدلة محدودة على وجود أغطية جليدية ويُعتقد أن المناخ كان دافئاً ومنصفاً.

• شهدت المحيطات نوبات من انخفاض مستويات الأكسجين المذاب، مما تسبب على الأرجح في انقراض العديد من الأنواع وخاصة الحيوانات البحرية.

• أعقب هذه الانقراضات فترات من تنوع الأنواع، حيث امتلأت أحفاد الكائنات الحية في الموائل المهجورة.

• اشتق اسم العصر الديفوني من مقاطعة ديفون، واقترح الجيولوجي الإنجليزي آدم سيدجويك والجيولوجي الاسكتلندي رودريك مورشيسون في عام 1839 التعيين للصخور البحرية التي واجهوها في جنوب غرب إنجلترا، وذلك بعد اعتراف جيولوجي بريطاني آخر (ويليام لونسديل) بأن الأحافير المرجانية من توركواي في ديفون بدت وسيطة في النوع، بين تلك الصخور القادمة من النظام السيلوري وتلك الخاصة بالنظام الكربوني السفلي.

• أدى ذلك إلى استنتاج مفاده أن الشعاب المرجانية الأحفورية كانت مكافئة للبحرية لصخور الحجر الرملي الأحمر القديمة المعروفة بالفعل في ويلز واسكتلندا.

• كان الاعتراف بوجود مثل هذه الاختلافات الجيولوجية القديمة تقدماً علمياً كبيراً، وسرعان ما تم تأكيده عندما زار (Sedgwick وMurchison) ألمانيا ومرة ​​أخرى عندما اكتشف (Murchison) تقاطعاً بين الحفريات البحرية الديفونية وأسماك الحجر الرملي الأحمر القديم بالقرب من سانت بطرسبرغ روسيا.

• بحلول عام 1843 تمكن الجيولوجي وعالم الحفريات الأمريكي جيمس هول من وصف الصخور المكافئة في شرق أمريكا الشمالية، لكن الارتباط الدقيق بالصخور الأوروبية لم يتحقق إلا بعد بضع سنوات.

البيئة الديفونية والجيولوجيا القديمة:

يمكن إعادة بناء الجغرافيا الفيزيائية للديفوني باستخدام أدلة من المناخ القديم والجغرافيا القديمة والأحداث التكتونية، ونظراً لأن البيانات المغناطيسية القديمة للديفونيان متضاربة، فقد تركزت الجهود الأخيرة لوصف مواقع القارات على أنواع الصخور المرتبطة ببيئات معينة، وتركز هذه الطرق على توزيع المبخرات وكربونات الرف والشعاب المرجانية؛ لأن الرواسب الحالية من هذه الأنواع لها قيود مناخية محددة ومعروفة، ويتم استخدام التوزيعات الحيوانية أيضاً ولكن بدرجة أقل.

يوضح توزيع الأسماك غير البحرية وأحافير اللافقاريات البحرية أن أوروبا وسيبيريا وجزر القطب الشمالي الكندية كانت مرتبطة وتشكل الجزء الأكبر من (Laurussia)، وخلال العصر الديفوني كانت آسيا تتكون من العديد من الأطباق الدقيقة المنفصلة التي تم ربطها الآن معاً، ومن بين هؤلاء بدأت سيبيريا وكازاخستان في الاندماج خلال أواخر العصر الديفوني، وانضمتا لاحقاً إلى (Laurussia) لتشكيل جبال الأورال على طول التقاطع.

دليل مغناطيسية العصر الديفوني قديماً:

• هناك اتفاق عام على أن (paleoequator) عبر الجزء الشمالي من (Laurussia) خلال العصر الديفوني، ومع ذلك فإن الدليل المغناطيسي القديم غير واضح، وقد تم اقتراح مواضع مختلفة للموضع الدقيق لمقياس (paleoequator).

• على الرغم من أن (Laurussia) كانت استوائية أو شبه استوائية بشكل أساسي، إلا أن مناطقها المناخية تغيرت إلى حد ما خلال مجرى العصر الديفوني، حيث هاجرت هذه الكتلة الأرضية شمالاً خلال العصر الديفوني المتأخر والعصر الكربوني المبكر.

• تشمل الأدلة على هذه الحركة انخفاض البيئات التبخرية في غرب كندا وبدء الظروف الرطبة في منطقة نيويورك.

• اتحدت القارات الجنوبية اليوم في شبه قارة جوندوانا العملاقة خلال العصر الديفوني تقريباً على غرار حدود الجرف القاري الحالية، ويعد إنشاء منصب (Gondwana) أكثر صعوبة من (Laurussia).

• تفضل بعض التفسيرات وجود محيط واسع يفصل بين هاتين الكتلتين الكبيرتين من اليابسة، ولكن يُعتقد أن هذا الترتيب غير مرجح بسبب التواجد الملحوظ للشعاب المرجانية المماثلة وذراعيات الأرجل والأمونيا في شرق أمريكا الشمالية والمغرب وإسبانيا.

ومع ذلك حتى لو كانت هذه المناطق قريبة من بعضها البعض، فإن موقعها الدقيق غير مؤكد، وبناءً على التشابه في الحفريات وضع بعض الباحثين شمال إفريقيا بجوار الساحل الشرقي لأمريكا الشمالية خلال هذه الفترة، كما تشير التطورات المتأخرة للشعاب الديفونية في غرب أستراليا إلى موقع استوائي قريب لهذا الجزء من اليابسة الجنوبية.

إن مواقع القارات الصغيرة التي تجمعت فيما بعد لتشكيل آسيا غير مؤكدة إلى حد ما، ولكن ربما كان العديد منها إما مرتبطاً أو مجاوراً للهامش الشمالي لجندوانا وهاجر شمالاً للانصهار مع المنطقة المتنامية في آسيا في عدة منعطفات خلال دهر الحياة لاحقاً، كما أن الأدلة المغناطيسية القديمة غير متسقة فيما يتعلق بموقع القطب الجنوبي، وعلى الرغم من أن بعض الباحثين يفترضون موقعاً في وسط أمريكا الجنوبية، إلا أن معظمهم يفضل موقعاً جنوب وسط إفريقيا أو قبالة الساحل الجنوبي الشرقي، وقد كان القطب الشمالي في المحيط.

المناخ القديم في الفترة الجيولوجية الديفونية:

على الرغم من أن معظم البيئات الموجودة اليوم تم تمثيلها خلال العصر الديفوني، إلا أن الأدلة على وجود رواسب جليدية أمر مشكوك فيه، ومن الواضح أنه إذا كانت القمم الجليدية القطبية موجودة بالفعل فإنها كانت أصغر بكثير مما هي عليه اليوم، وهكذا نستنتج أن الأرض كانت أكثر دفئاً خلال العصر الديفوني مما هي عليه الآن.

كانت المناخات الدافئة والمتساوية شائعة كما يتضح من التوزيع الواسع لأحواض التبخر في نصف الكرة الشمالي بواسطة رواسب الفحم في القطب الشمالي بكندا وسبيتسبيرغن وبواسطة الظروف الصحراوية المنتشرة والشعاب الكربونية، وتدل رواسب الملح في العصر الديفوني على ارتفاع معدلات التبخر، وبالتالي درجات الحرارة المرتفعة من غرب كندا إلى أوكرانيا وسيبيريا وتوجد محلياً في أستراليا.

يتم توفير دليل على متوسط ​​درجات الحرارة الأكثر برودة من خلال حلقات الأشجار السنوية في جذوع (Archaeopteris) من ولاية نيويورك، والتي تسجل أنماط النمو الموسمية المميزة لخطوط العرض الأعلى، وتشير دراسات خطوط النمو على الشعاب المرجانية في العصر الديفوني إلى أن السنة الديفونية كانت أطول بحوالي 400 يوم، وكانت الدورة القمرية حوالي 301/2 يوم أطول بيوم واحد مما هي عليه الآن.