جيولوجية العصر الجيولوجي الكامبري والغلاف الجوي القديم فيه

ما هو العصر الكامبري القديم؟

العصر الكامبري هو أقدم تقسيم زمني لعصر الباليوزويك ويمتد من 541 مليون إلى 485.4 مليون سنة مضت، ينقسم العصر الكمبري إلى أربع سلاسل طبقية، وهي:

• سلسلة (Terreneuvian): تمتد منذ 541 مليون إلى 521 مليون سنة.

• السلسلة الثانية: تمتد منذ 521 مليون إلى 509 مليون سنة.

• السلسلة الثالثة: تمتد من 509 مليون إلى 497 مليون سنة.

• سلسلة فورونجيان: تمتد من 497 مليون إلى 485.4 مليون سنة.

تم تعيين الصخور التي تشكلت أو ترسبت خلال هذا الوقت إلى النظام الكامبري، والذي تم تسميته عام 1835 من قبل الجيولوجي الإنجليزي آدم سيدجويك لتعاقب الصخور في جنوب ويلز وجنوب غرب إنجلترا، وتحتوي هذه الصخور على أقدم سجل لأشكال الحياة الوفيرة والمتنوعة، والفترة المقابلة وأسماء النظام مشتقة من (Cambria) الاسم الروماني لويلز، كما تم وصفه في الأصل كان النظام الكامبري مُضافاً إلى النظام السيلوري والذي أطلق عليه أيضاً في عام 1835 عالم الجيولوجيا الاسكتلندي رودريك آي مورشيسون.

أدى الخلاف اللاحق بين سيدجويك ومورتشيسون حول تعريف وموضع الحدود الكامبري السيلورية إلى جدل مرير شارك فيه العديد من الجيولوجيين البريطانيين، واستمرت المشكلة حتى بعد وفاة كل من سيدجويك ومورتشيسون في سبعينيات القرن التاسع عشر والاعتماد النهائي لنظام تدخلي الأوردوفيشي (منذ 485.4 مليون إلى 443.8 مليون سنة)، والذي اقترحه الجيولوجي الإنجليزي تشارلز لابورث عام 1879.

اختلاف العصر الكامبري القديم عن العصور الجيولوجية:

اختلف العالم الكامبري اختلافاً كبيراً عن العالم الحالي، لكنه كان أيضاً مختلفاً تماماً عن عصر البروتيروزويك السابق (2.5 مليار إلى 541 مليون سنة مضت) من حيث المناخ والجغرافيا والحياة، وكان متوسط ​​درجات الحرارة العالمية (خلال جزء كبير من حقبة Neoproterozoic منذ 1 مليار إلى 541 مليون سنة) أكثر برودة (حوالي 12 درجة مئوية أي 54 درجة فهرنهايت) من متوسط ​​درجات الحرارة العالمية (حوالي 14 درجة مئوية) في الوقت الحاضر، في حين بلغ متوسط ​​درجة الحرارة العالمية لعصر الكامبري 22 درجة مئوية (72 درجة فهرنهايت).

ساعدت درجات الحرارة المنخفضة خلال حقبة (Neoproterozoic) في الحفاظ على سلسلة من الأحداث العالمية المعروفة باسم (Sturtian) منذ حوالي 717 مليون إلى 660 مليون سنة، (Marinoan) منذ 660 مليون إلى 635 مليون سنة و(Gaskiers) منذ 585 مليون إلى 582 مليون سنة مضت الجليد، وتشير دراسات المناخ إلى أن درجات الحرارة في عصر الكامبري كانت هي المعيار لمعظم حُقب دهر الحياة، ولم يتم تجاوزها إلا بزيادة وجيزة خلال العصر البيرمي قرب نهاية عصر الباليوزويك.

حدثت درجات حرارة أكثر برودة شبيهة بمتوسط ​​درجة الحرارة العالمية في الوقت الحاضر وهي:

• الحرارة التي حدثت خلال نهاية العصر الأوردوفيشي.

• حرارة كانت خلال الجزء الأخير من العصر الكربوني أي منذ 358.9 مليون إلى 298.9 مليون سنة.

• الأشد برودة كانت في الجزء الأول من العصر البيرمي أي قرب النهاية من العصر الجوراسي من 201.3 مليون إلى 145 مليون سنة.

• وأخيراً الحرارة التي تمت في الجزء الأول من العصر الطباشيري (قبل 145 مليون إلى 66 مليون سنة)، وكذلك قرب نهاية حقبة أوليغوسين (33.9 مليون إلى 23 مليون سنة ماضية).

تكوين سطح الأرض خلال العصر الجيولوجي الكامبري:

قبل بداية حقبة الحياة الحديثة شهدت الأرض فترة من الخياطة القارية التي نظمت كل الكتل الأرضية الرئيسية في شبه القارة العملاقة لرودينيا، وتم تجميع (Rodinia) بالكامل قبل مليار سنة وتنافست (Pangea) شبه القارة العملاقة التي تشكلت لاحقاً خلال دهر الحياة، وقبل بداية العصر الكمبري انقسمت رودينيا إلى نصفين، مما أدى إلى تكوين المحيط الهادي غرب أمريكا الشمالية.

وبحلول الأجزاء الوسطى واللاحقة من العصر الكامبري أدى التصدع المستمر إلى إرسال قارات لورنتيا القديمة (المكونة من أمريكا الشمالية وجرينلاند الحالية) وبلطيقيا (المكونة من غرب أوروبا والدول الاسكندنافية الحالية) وسيبيريا على طرق انفصالهما، بالإضافة إلى ذلك أدت أحداث الاصطدام الجديدة إلى تشكيل (Gondwana) وهي قارة عملاقة تتكون مما سيصبح أستراليا والقارة القطبية الجنوبية والهند وأفريقيا وأمريكا الجنوبية.

أدت الأحداث التكتونية التي أدت إلى تفكك رودينيا إلى تعديل أحواض المحيط، مما أدى إلى توسعها وإغراق أجزاء من العديد من القارات، كما لعب ذوبان الأنهار الجليدية في فارانجر خلال العصر النبوي الحديث دوراً في فيضان القارات، وتمثل هذه الحلقة أحد أكبر الارتفاعات وأكثرها استمراراً في مستوى سطح البحر في دهر الحياة، على الرغم من تفاوت مدى الفيضانات القارية، فقد بلغ مستوى سطح البحر في معظم القارات ذروته في الأجزاء الوسطى واللاحقة من الكامبري.

أدى هذا الفيضان جنباً إلى جنب مع درجات الحرارة المرتفعة في عصر الكامبري والتغيرات في جيولوجية الأرض إلى زيادة معدلات التعرية التي غيرت كيمياء المحيطات، وكانت النتيجة الأكثر بروزاً هي زيادة محتوى الأكسجين في مياه البحر، مما ساعد على تمهيد الطريق لنمو الحياة وتنويعها لاحقاً، وهو حدث أصبح يُعرف باسم الانفجار الكامبري.

معلومات عن الجيولوجيا القديمة في العصر الكامبري:

• اختلفت جيولوجية العالم الكامبري اختلافاً كبيراً عن تلك الموجودة في يومنا هذا، وتعتمد إعادة البناء الجيولوجي على أدلة جيولوجية وبيولوجية متكاملة، كما تشير الأحافير الموجودة في رواسب الجرف القاري إلى وجود ما لا يقل عن ثلاث مقاطعات حيوانية رئيسية (أو مناطق جيولوجية حيوية) خلال معظم فترة الكامبري.

• كانت المقاطعة الأكثر تميزاً تحيط بقارة (Laurentia)، وتشير الأدلة المغنطيسية القديمة إلى أن (Laurentia) كان موجوداً فوق (paleoequator) خلال معظم أو كل العصر الكامبري.

• يدعم هذا التفسير الجيولوجي وجود رواسب سميكة من كربونات المياه الدافئة التي تراكمت في حزام عريض يحيط بالقارة، وعادة ما تكون هذه الكربونات محاطة على الرف الداخلي بالصخر الزيتي والبحري ورواسب الحجر الرملي القريبة من الشاطئ.

• على الرف الخارجي تتدرج الكربونات عادة إلى أحجار طينية مغلفة وصخر طيني يتراكم في المياه العميقة، وفي بعض الأحيان يتم فصل نظامين بيئيين متنافيين تقريباً عن طريق حواجز درجة الحرارة والملوحة في المياه الضحلة على منصات الكربونات.

• اتسمت رواسب الجرف المقيد الداخلي بمجتمعات متفرقة منخفضة التنوع تميل إلى أن تكون شديدة التوطن (محصورة في منطقة معينة)، وتتميز رواسب الجرف المفتوح الخارجي بأنظمة إيكولوجية عالية التنوع تم توزيعها على نطاق واسع في جميع أنحاء القارة.

• عادة ما تكون الحفريات أكثر وفرة وتنوعاً بالقرب من الهوامش الخارجية لمنصة الكربونات، ونظراً لأن (Laurentia) ظلت سليمة تقريباً من الناحية الهيكلية، فهي مثالية لدراسة العلاقات بين البيئات في عصر الكامبري ومجتمعات الكائنات الحية حول قارة كامبري ذات خطوط عرض منخفضة.

• أحاطت مقاطعة أخرى من الحيوانات في العصر الكامبري بقارة البلطيق الصغيرة، والتي كانت تقع في منتصف إلى خطوط العرض الجنوبية المرتفعة، إن رواسب الجرف الكامبري في البلطيق رقيقة نسبياً، ونادراً ما تتجاوز 250 متر (820 قدم) في السُمك، وتتكون أساساً من الحجر الرملي والصخر الزيتي.

• على ما يبدو نتيجة لبيئات الماء البارد، فإن رواسب الكربونات صغيرة نسبياً ورقيقة جداً، ويشير التوزيع الواسع للعديد من الأنواع من البيئات القريبة من الشاطئ إلى بيئات الجرف العميق في البلطيق إلى عدم وجود قيود كبيرة على انتشار الرف، على عكس منصات الكربونات الضحلة في (Laurentia).

• تقع أكبر مقاطعة لحيوانات الكامبري حول (Gondwana) والتي تمتد من خطوط العرض الشمالية المنخفضة إلى خطوط العرض الجنوبية المرتفعة على مسافة قصيرة من القطب الجنوبي، وتُظهر الصخور والتجمعات الأحفورية في (Gondwana) تغيرات كبيرة تتوافق مع حجمها الكبير ومجموعة واسعة من المناخات والبيئات.