المناخ القديم والبراكين في العصر الجيولوجي الأوردوفيشي

المسطحات المائية في العصر الجيولوجي الأوردوفيشي:

كان من الممكن أن تتطور الموجات القلبية (حركة المياه الباردة والغنية بالمغذيات من الأعماق إلى السطح) على طول السواحل الغربية للقارات وعلى طول خط الاستواء و60 درجة جنوباً، وذلك على عكس الوقت الحالي، حيث المياه في أعماق المحيط ولدت من غرق الماء البارد الكثيف عند القطبين، فإن المياه السفلية في الأوردوفيشي قد نشأت في الظروف الدافئة والمالحة للبحار الاستوائية القارية، وقد يؤدي التبخر السريع نسبياً في هذه المواقع الدافئة إلى زيادة كثافة حجم الماء بسبب التركيزات العالية للأملاح الذائبة.

كما وُجدت ظروف مماثلة خلال العصر الطباشيري وأدت في كلتا الحالتين إلى تباطؤ دوران المحيطات، مما أدى إلى نقص الأكسجين (نقص الأكسجين المذاب) في البيئات البحرية العميقة، كما أن الصخر الزيتي الأسود المنتشر الموجود في مناطق المياه العميقة في (Ordovician) هو دليل على حالات نقص الأكسجين (أي الأكسجين المستنفد)، فقط خلال فترة جليدية ممتدة يمكن أن تتسارع أنماط دوران المحيطات.

وبسبب البرودة بسبب التجلد القاري كانت المياه السطحية قد هبطت وأزاحت مياه المحيطات الأكثر دفئاً وأعمقها، ونظراً لأن غرق المياه القطبية الباردة يحدث بمعدل أسرع من غرق المياه الاستوائية الدافئة المالحة، فإن قوة تيارات المحيطات الباردة، وبالتالي ارتفاع المياه قد تزداد.

ما هو دور الصفائح التكتونية في العصر الأوردوفيشي؟

• قد تكون أحداث التصدع الرئيسية الأولى التي أدت إلى تقسيم رودينا إلى عدة قطع قد حدثت منذ 750 مليون سنة.

• بعد تفكك القارة العملاقة تم إنشاء تلال محيطية واسعة النطاق تدور حول العالم وتشكل بحر باليوتيثيس و(Iapetus وPanthalassic) المحيطات.

• تم استيعاب إنتاج الغلاف الصخري المحيطي عند هذه التلال من خلال تدميره في مناطق الاندساس.

• يبدو أن المحيط البانتالاسي كان يحده من جميع الجوانب مناطق اندساس تماماً مثل المحيط الهادئ اليوم، كما فصلت منطقة الاندساس (Laurentia) عن كل من سيبيريا وبلطيق البلطيق.

كانت جميع الصفائح التكتونية الرئيسية في حالة حركة خلال العصر الأوردوفيشي، حيث أدت هذه الحركات إلى:

• استدار لورنتيا تدريجياً عكس اتجاه عقارب الساعة عندما اقتربت منها سيبيريا وكازاخستان من الشرق.

• اتجهت البلطيق نحو (Laurentia) من الجنوب الشرقي وأغلقت تدريجياً محيط (Iapetus) واصطدمت في النهاية مع (Laurentia) في العصر (Silurian).

• ضاق بحر باليوتيثيس تدريجياً أيضاً، حيث استهلكت منطقة اندساس على الجانب الغربي من جوندوانا قاع المحيط.

• خضعت (Gondwana) نفسها لدوران تدريجي في اتجاه عقارب الساعة في (Ordovician)، مما أدى إلى جلب إفريقيا فوق القطب الجنوبي وأستراليا وشمال الصين عبر خط الاستواء إلى نصف الكرة الشمالي.

النشاط البركاني في العصر الأوردوفيشي:

كانت البراكين الأوردوفيشية واسعة النطاق وتولدت في المقام الأول في مناطق الاندساس والتلال المحيطية، على الصعيد العالمي يبدو أن النشاط البركاني قد بلغ ذروته مرتين خلال أوائل عصر الباليوزويك، أولاً كان بالقرب من نهاية العصر الكامبري خلال الأجزاء الأولى من العصر الأوردوفيشي ولاحقاً خلال العصور الوسطى إلى أواخر العصر الأوردوفيشي، ويُعتقد أن الإغلاق التدريجي لأحواض المحيطات مع اصطدام القارات خلال العصر الباليوزوي الأوسط يعكس تباطؤاً عاماً في معدلات حركة الصفائح وبالتالي تباطؤ في البراكين والذي لوحظ بعد (Ordovician).

تتكون الرواسب البركانية الأوردوفيشية التي يتم إنتاجها في مناطق الاندساس في الغالب من الرماد، بالإضافة إلى التدفقات البازلتية إلى الأنديزيت، كما هو الحال في مناطق الاندساس الحديثة، وتسجل رواسب بركانية أخرى من (Ordovician) الانفجارات في الأحواض الممتدة (مناطق الصدع) وتتميز بتراكمات سميكة من البازلت، والصخور البركانية من أصل أوردوفيشي شائعة بشكل خاص في بريطانيا العظمى وكازاخستان ومنطقة البلطيق والدول الاسكندنافية وشرق أمريكا الشمالية والأرجنتين.

تسمح الخصائص المعدنية والجيوكيميائية الفريدة للعديد من الرماد البركاني الأوردوفيشي بالارتباط على مسافات طويلة، وأحد هذه الأحواض الرمادية هي (Millbrig K-bentonite) في شرق أمريكا الشمالية، وتم ربطه بالبنتونيت الكبير في الدول الاسكندنافية، والذي تم فصله عن أمريكا الشمالية في (Ordovician) عن طريق 1000 كيلومتر (عرض 620 ميل) ايبتوس ​​المحيط.

تشير إعادة بناء حجم هذا الثوران إلى أن ما يزيد عن 1000 كيلومتر مكعب (حوالي 240 ميل مكعب) من الرماد قد اندلع، مما يجعله أحد أكبر شلالات الرماد المسجلة في تاريخ الأرض، وفي المقابل نتج عن ثوران جبل سانت هيلينز في عام 1980 مجرد 0.2 كيلومتر مكعب (حوالي 0.05 ميل مكعب) من الرماد.

تشكلت أحزمة (Orogenic) بناء الجبال في (Ordovician) حيثما تتقارب الصفائح عند مناطق الاندساس وعند الاصطدام بين القارات والتضاريس، مثل الألواح الدقيقة (أجزاء أصغر من الصفائح القارية) والأقواس المحيطية (سلاسل من الجزر البركانية) وهضاب المحيط، وقد تم التعرف على مناطق الاندساس على طول الهامش البانثالاسي لتسمانيا والقارة القطبية الجنوبية وغرب أمريكا الجنوبية وغرب أمريكا الشمالية وجزيرة إليسمير ومنغوليا وكازاخستان وسلسلة تشين (كيليان) في الصين، كما أن الاصطدام مع التضاريس معروف جيداً.

أحد الأمثلة المدروسة جيداً هو تكوُّن تكون جبال التاكوني، والذي حدث خلال حقبة الأوردوفيشي الوسطى والمتأخرة في شرق الولايات المتحدة، ويتضمن هذا الحدث على الأقل ثلاثة أحداث تصادم منفصلة من مين إلى ألاباما، وخلقت جبال تاكونيك سلسلة من الأحواض العميقة على طول الحافة الشرقية لورينتيا وبعضها الآن مليء بأكثر من 3000 متر (حوالي 9900 قدم) من الصخور الرسوبية، يُعرف التراكم الكثيف للرواسب الذي يملأ أحد هذه الأحواض في نيويورك وبنسلفانيا الحالية باسم دلتا كوينستون.

المناخ القديم في العصر الأوردوفيشي:

• تشير النماذج المناخية العددية وكذلك قياسات نظائر الكربون المأخوذة من تربة (Ordovician) المحفوظة إلى أن مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي خلال هذه الفترة كانت أعلى بـ14 إلى 16 مرة من اليوم.

• كانت هذه المستويات المرتفعة مدفوعة بالنشاط البركاني واسع النطاق والذي كان من شأنه أن يطلق كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

• كان من الممكن أن يؤدي الفيضان الواسع للقارات بسبب ارتفاع مستويات سطح البحر جنباً إلى جنب مع عدم وجود الغطاء النباتي على الأرض إلى قمع تجوية صخور السيليكات، وهي آلية رئيسية لإزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، وباختصار ازداد معدل إضافة ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي خلال فترة (Ordovician) بينما انخفض معدل إزالته.

• بسبب تأثير الاحتباس الحراري، فإن المستويات العالية من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي قد تتسبب في ارتفاع درجات الحرارة في كل مكان من خط الاستواء إلى القطبين.

• يمكن رؤية دليل واضح على درجات الحرارة الدافئة في المناطق الاستوائية في رواسب الحجر الجيري الأوردوفيشي الواسعة ذات السمات المشابهة لتلك الموجودة في مناطق الكربونات الاستوائية الحديثة، مثل الشعاب المرجانية في جزر البهاما.

• يوجد أدلة أخرى تشير إلى المناخات الدافئة على خطوط العرض المنخفضة في (Ordovician) تشمل رواسب البوكسيت في كازاخستان ومعادن التبخر في أمريكا الشمالية وأستراليا والصين وكازاخستان وسيبيريا.

• كانت المناطق المدارية الدافئة قد عززت تطور الأعاصير المدارية وهناك سجل حافل لمثل هذه العواصف في الأوردوفيشي.

• في المناطق شبه الاستوائية بأمريكا الشمالية توجد الرواسب الرسوبية من الأرفف القارية لأوردوفيشي بشكل شائع في طبقات متناوبة من الصخر الزيتي وإما الحجر الرملي أو الحجر الجيري.

تُظهر الأحجار الرملية والحجر الجيري دليلاً على التعرية في قواعدها وتصبح أدق الحبيبات إلى أعلى داخل الطبقات وتحتوي على هياكل رسوبية مميزة معروف أنها تتشكل من مزيج من التيارات القوية والأمواج الكبيرة، وتحدث هذه الهياكل والعمليات التي تحركها العواصف أيضاً على الرفوف القارية في يومنا هذا، بالإضافة إلى ذلك يمكن أن تكون رواسب العواصف المعروفة باسم العواصف شائعة جداً في صخور الأوردوفيشي.