Žaliosios upės formacija – eoceninės varvos ir išskirtinė fosilijų lagerstätte
Žaliosios upės formacija – eoceninės varvos ir išskirtinė fosilijų lagerstätte: metų sluoksniai atskleidžia unikalius smulkių fosilijų rinkinius ir klimato pokyčius.
Žaliosios upės formacija yra eoceno uolienos rytinėje Uolinių kalnų pusėje. Jame užfiksuotos tarpukalnių ežerų grupės nuosėdos. Dėl jame esančių smulkių fosilijų tai yra lagerstätte - išskirtinio išsaugojimo vieta.
Įvairios Žaliosios upės formacijos fosilijų klodai apima 5 milijonų metų laikotarpį, datuojamą prieš 53,5–48,5 milijono metų. Šiuo laikotarpiu klimatas keitėsi iš drėgno ankstyvojo eoceno klimato į šiek tiek sausesnį vidurio eoceno klimatą, kas atsispindi tvenkinių cheminiame sudėtyje, augalijos faunoje ir nuosėdų struktūroje.
Nuosėdos nusėda labai plonais sluoksniais, poromis: tamsus sluoksnis, susidaręs vegetacijos laikotarpiu, ir šviesus neorganinis sluoksnis, susidaręs žiemą. Šie metiniai sluoksniai leidžia atkurti ilgalaikes sezonines ir metines aplinkos kaitas.
Kiekviena sluoksnių pora vadinama varva ir atitinka vienerius metus. Žaliosios upės formacijos nuosėdos nepertraukiamai fiksuoja šešis milijonus metų. Vidutinis varveklio storis čia yra 0,18 mm, mažiausias storis – 0,014 mm, didžiausias – 9,8 mm. Tokie smulkūs, nuoseklūs varvų ciklai suteikia itin detalią chronologinę tvarką – varvų skaičiavimas kartu su radiometriniais ir biostratigrafiniais duomenimis leidžia tiksliai datuoti formacijos sluoksnius.
Nuosėdiniai sluoksniai susiformavo didelėje teritorijoje, pavadintoje dabartinės Žaliosios upės, Kolorado upės intako, vardu. Šis darinys yra trijuose atskiruose baseinuose aplink Uintos kalnus Jutos šiaurės rytuose:
- Uinta Basin (Juta)
- Piceance Basin (Vakarų Koloradas)
- Greater Green River Basin (Vakarų Vajomingas)
Nuosėdų formavimosi procesai ir taphonomija
Formacijos nuosėdos nusėdo ežerų dugne, kur sluoksniuotos, labai smulkios dumblinės ir klay-jų varvos kauptinos palengva. Ežerų vanduo dažnai būdavo sluoksniuotas – viršutiniai, gerai prisotinti deguonimi sluoksniai ir stambesni biologiniai procesai vasarą leido susidaryti organinėms dalims, o dugniniai sluoksniai kartais tapdavo anoksiniais (be deguonies). Anoksinės sąlygos ir greitas uždengimas finomineralinėmis dulkėmis ribojo skaidymą ir bioturbaciją, todėl net smulkiausios struktūros ir minkštieji audiniai buvo puikiai išsaugomi. Kartais nuosėdoje buvę pelenų (tufų) sluoksniai leidžia atlikti radiometrinius tyrimus ir pažymėti atskirus laikotarpius.
Fosilijų turinys
Žaliosios upės formacija yra žinoma dėl savo turtingo ir gerai išsilaikiusio fosilijų spektro:
- Žuvys – dažniausiai randamos smulkios ir vidutinio dydžio ežerų žuvys, tarp kurių žinomi rodomieji pavyzdžiai yra Knightia, Diplomystus ir Priscacara. Daug kartų pavykę rasti beveik pilnai išsilaikę skeletai su liekanomis minkštųjų audinių.
- Vabzdžiai – uodai, skraidantys vabzdžiai, vabalai ir kt., kurių išsaugojimas leidžia tirti Eoceno dienos biologinę įvairovę ir sezoninius įvykius.
- Augalai – lapai, gėlės, vaisiai, sėklos ir sporos; išsaugoti vegetaciniai elementai padeda rekonstruoti ežerų pakrančių miškus ir klimato sąlygas.
- Varliagyviai, ropliai, paukščiai ir sporadiškai – žinduoliai; kai kuriais atvejais randami beveik nesulūžę skeletai, leidžiantys atkurti elgseną ir ekologines sąveikas.
Datavimo metodai ir klimato rekonstrukcijos
Formacijos sluoksniai datuojami naudojant kelis metodus: varvų skaičiavimą, radiometrinius metodus (pvz., argono-argoną tuffuose), biostratigrafiją (per augalų ir gyvūnų fosilijas) bei paleomagnetinius tyrimus. Kaupti duomenys leidžia rekonstruoti palaipsniui kintantį klimato modelį – nuo šiltesnio ir drėgnesnio ankstyvojo eoceno iki vėlesnio, šiek tiek sausesnio ir kietesnio vidurio eoceno klimato. Augalų rūšių pasikeitimas, ežerų cheminių žymenų variacijos ir varvų storio pokyčiai kartu atskleidžia sezoninių svyravimų intensyvumą ir ilgalaikes tendencijas.
Tyrimų reikšmė ir praktinis panaudojimas
Žaliosios upės formacija yra viena svarbiausių eoceninių lagerstätte pasaulyje, nes ji suteikia detalią informaciją apie eoceno ekosistemas, maisto tinklus, klimato pokyčius ir evoliucinius procesus. Duomenys iš čia padeda kalibruoti klimato modelius, suprasti faunos ir floros reakciją į klimato kaitą, o taip pat prisideda prie tvenkinių ekosistemų ir ežerų sedimentacijos procesų pažinimo.
Be mokslo reikšmės, formacija turi ir ekonominį aspektą: kai kuriose vietovėse randamos aliejingosios varvos (oil shales) bei mineraliniai telkiniai, kurie domina pramonę. Tačiau intensyvus rinkimas be leidimų ar nesąmoningas kasybos veikimas kelia pavojų išskirtiniams fosiliniams sluoksniams, todėl daugelyje vietų galioja saugojimo ir rinkimo apribojimai.
Istorija, kolekcijos ir prieinamumas
Nuo XIX a. pabaigos ir XX a. pradžios Žaliosios upės nuosėdos tyrinėjamos intensyviai: atrasti ir aprašyti tūkstančiai egzempliorių, kurie dabar saugomi muziejuose ir universitetuose visame pasaulyje. Daug svarbių ekspozicijų ir mokslinių kolekcijų padeda skleisti žinias apie Eoceno gyvybę bei įkvepia tolesnius tyrimus. Dėl vertingo ir trapios prigimties ši formacija dažnai yra saugoma, o fosilijų rinkimas ribojamas – entuziastai kviečiami susipažinti su muziejinių ekspozicijų medžiaga ir dalyvauti organizuotuose lauko seminaruose.
Apibendrinant, Žaliosios upės formacija – tai unikali eoceninių ežerų archyvas: metinės varvos suteikia itin detalią chronologiją, o lagerstätte pobūdis leidžia išsaugoti ne tik kietuosius, bet ir smulkius bei minkštuosius gyvūnų bei augalų elementus, taip praturtinant mūsų supratimą apie ankstyvąjį eoceną ir jo ekosistemas.
Fosilinės žuvys iš Fossil Butte nacionalinio paminklo
Tuo metu esančios sąlygos
Darinyje yra daug evaporitų - mineralų, susidariusių garuojant ežerams. Tai rodo, kad viena iš puikios fosilizacijos priežasčių buvo didelis druskingumas.
Kitas veiksnys - dažnai iš netoliese esančių ugnikalnių krintantys pelenai. Greitas palaidojimas taip pat neleidžia normaliai suirti.
Klimatas
Išlikusios fosilijos leidžia manyti, kad nuosėdų kaupimosi metu šis regionas buvo žemas subtropinis gėlo vandens baseinas.
Žaliosios upės fosilijos rodo perėjimą iš drėgno ankstyvojo eoceno klimato į šiek tiek sausesnį vidurio eoceno klimatą. Klimatas buvo pakankamai drėgnas ir švelnus, kad galėtų gyventi krokodilai, kurie nepakenčia šalčio, o ežerus supo platanų miškai. Keičiantis ežerų konfigūracijai, kiekviena Žaliosios upės vieta skiriasi savo pobūdžiu ir laiku. Ežerų sistema susiformavo virš pagrindinių upių deltų, o plokščiame kraštovaizdyje pasikeitė dėl nedidelių tektoninių judesių
Skalūnų alyva
Žaliosios upės formacijoje yra didžiausi pasaulyje naftingųjų skalūnų telkiniai. Apskaičiuota, kad 213 mlrd. tonų skalūnų yra 2,38 × 10¹¹ m³ (1,5 trilijono JAV barelių) skalūnų naftos. Tai duoklė dideliam palaidotų organinių medžiagų kiekiui. Organinės medžiagos šaltinis tikriausiai buvo cianobakterijos, kurios klesti šiltuose šarminiuose ežeruose.
Fosilijos
Lagerstätten susiformavo anoksinėmis sąlygomis smulkiuose karbonatiniuose dumbluose, susiformavusiuose ežerų dugne. Dėl deguonies trūkumo sulėtėjo bakterijų irimas, o šiukšlintojai liko nuošalyje. Palmių, paparčių ir platanų lapai, ant kai kurių matėsi vabzdžių pažeidimai, padaryti jiems augant, buvo padengti smulkiagrūdėmis nuosėdomis ir užkonservuoti. Vabzdžiai buvo išsaugomi sveiki, net subtilios sparnų membranos ir voratinkliai.
Fauną sudarė žuvys, aligatoriai, šikšnosparniai, vėžliai, šuns dydžio arkliai, vabzdžiai ir daugybė kitų augalų ir gyvūnų rūšių.
Nuoroda
1. 1.0↑ 1.1Bradley W.H. 1929. Žaliosios upės epochos varvekliai ir klimatas: U.S. Geol. Survey, Professional paper #158, p. 87-110.
2. ↑ Smith M.E; Singer B & Carroll, A. 2003. 40Ar/39Ar geochronologija eoceno Green River formacijoje, Vajominge. Geological Society of America Bulletin, 115(5), 549-565.
3. 3.0↑ 3.1USGS Scientific Investigations Report 2005-5294, Geology and resources of some world oil-shale deposits
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra Žaliosios upės formacija?
A: Žaliosios upės formacija - tai eoceno uolienos rytinėje Uolinių kalnų pusėje. Jame užfiksuotos tarpukalnių ežerų grupės nuosėdos. Dėl smulkių fosilijų tai yra lagerstהtė - išskirtinio išsaugojimo vieta.
Klausimas: Kokio senumo yra Žaliosios upės formacija?
A: Įvairios Žaliosios upės formacijos fosilijų sankaupos apima 5 milijonų metų laikotarpį, datuojamą prieš 53,5-48,5 milijono metų (mya).
K: Koks klimatas buvo susiformavimo metu?
A: Formuojantis šiai formacijai, klimatas keitėsi iš drėgno ankstyvojo eoceno klimato į šiek tiek sausesnį viduriniojo eoceno klimatą.
K: Kaip šioje formacijoje nusėdo nuosėdos?
A: Nuosėdos nusėda labai plonais sluoksniais, poromis, vadinamais varvomis, kurios atspindi po vienerius metus - tamsus vegetacijos sezono sluoksnis ir šviesaus atspalvio neorganinis sluoksnis žiemą.
K: Koks čia yra vidutinis varvų storis?
Atsakymas: Vidutinis varvinių sluoksnių storis čia yra 0,18 mm, mažiausias storis - 0,014 mm, didžiausias - 9,8 mm.
K: Kur yra šis darinys?
A: Nuosėdų sluoksniai susidarė vietovėje, pavadintoje pagal dabartinę Žaliąją upę, kuri yra Kolorado upės intakas, esantis netoli Uintos kalnų šiaurės rytų Jutoje.
Ieškoti