Geologická minulost Země. Pangea a spol.

Transkript

1 Geologická minulost Země Pangea a spol.

2 Geologická minulost Země vznik, vývoj a různá poloha kontinentů a moří hrála v historickém vývoji bioty významnou roli teorie kontinentálního driftu existence zemských desek pohyb zemských desek na jejich kontaktu vznikají subdukční zóny podsouvání desek středooceánské hřbety (rift) vzdalování desek zlomy podélný pohyb desek jejich dělení a kolize dna oceánů jsou mladá drtivá většina není starší než 150 mil. let

3 Historie kontinentů jádra jsou velmi stará kraton (= štít, platforma, tabule) archaického stáří (až 3,8 mld.) jádra historických i dnešních kontinentů Obrázek Jcwf, CC BY-SA Argeiesekratons.svg.png

4 Historie kontinentů co je třeba mít na paměti kontinenty nevypadaly v historické minulosti jako dnes kontinentální kůra podléhá růstu (obvykle při kolizích starších kontinentů) a desky rozpadu už vzniknuvší kontinenty byly často zaplaveny mělkým mořem (nejčastěji po rozpadu, kdy došlo k nové rovnováze v tíze kontinentu) základy dnešních kontinentů se kromě putování taktéž otáčely kolize kontinentů umožňují výměnu biot na souši, rozestoupení kontinentů umožňuje výměnu biot oceánů je důležité kdy a kde byly koridory otevřenyeny kontinenty mohly být v důležitý okamžik speciace spojeny nebo mohly být vzdáleny

5 Historie kontinentů nejstarší předpokládané doklady života pocházejí z kratonů Pilbara (Austrálie) a Kaapvaal (J Afrika) horniny je tvořící jsou 3,6 2,7 mld. staré horniny starší než 3,5 mld. se nachází i v jádrech dalších kratonů první doložené sinice pochází z těchto hornin a jsou cca. 2,7 mld. staré prvotní kyslík byl spotřebováván k oxidaci hornin, např. železa po oxidaci hornin došlo k masové oxidaci atmosféry (hlavně metanu) cca. 2,4 mld. drastické snížení metanu v atmosféře vedlo k rapidnímu snížení skleníkového efektu a masivnímu zalednění 2,4-2,1 mld. tektonickou činností jsou jádra kratonů zvětšována a jejich kolizemi dochází ke vzniku superkontinentů, které následně opětovně rozpadají na dílčí historické kontinenty

6 Historie kontinentů jádra dnešních kontinentů tvořená kratony mají svůj původ v superkontinentu nazvaném Rodinia vzniknuvší ve středním proterozoiku spojením všech starších kontinentů (cca. 1,1 mld.) rozkládající se převážně na jižní polokouli okolní oceán Panthalassa

7 Historie kontinentů Rodinia rozpad v okrajových částech v závěru proterozoika (cca. 630 mil) na sever putují tři velké kontinenty Siberia, Baltica, Laurentia a mnoho menších (např. Avalonia a Armorica, které se později podíleli na stavbě moderní Evropy) základ budoucí Laurasie otevření oceánu Iapetus na jihu zůstává zbytek tvořící základ pozdější Gondwany ta zůstává dlouho celistvá a kontinentální masa v podstatě po celý svůj vývoj zůstává na jižní polokouli, kde se otáčela, takže každá její část se v nějaké fázi vývoje ocitla v polární oblasti i v blízkosti rovníku cca. 530 mil nejstarší strunatci (počátek Kambria) Ordovik suchozemské rostliny

8 Historie kontinentů situace minimální konektivity na přelomu Kambria a Ordoviku Obrázek Judy Breck, CC BY-SA 2.0

9 Historie kontinentů Laurasie základ vzniká až do přelomu Siluru a Devonu (cca. 400 mil.) kolizí kontinentů Baltica, Laurentia a Avalonia v oblasti rovníku (= Euramerika) kaledonské vrásnění Gondwana je v té době v jižní polární oblasti Siberia se nachází oddělena severně od Eurameriky a od Gondwany ji dělí oceán Tethys

10 Historie kontinentů situace na rovníku na přelomu Siluru a Devonu nově vzniklé části aktuálně spojené Evropy a S Ameriky = kaledonské vrásnění Obrázek Woudloper, CC BY-SA Caledonides_EN.svg.png

11 Historie kontinentů Pangea nejpozději cca. 300 mil. (v Karbonu) se Gondwana přesunuje k rovníku, kde koliduje s Euramerikou variské (hercynské) vrásnění cca. 270 mil. k Euramerice se připojuje Siberia (v oblasti dnešního Uralu) a vzniká Laurasie (aktuálně spojená s Gondwanou) cca. 250 mil. (pozdní Perm) k Laurasii se přiblížily původně gondwanskéčásti tvořící dnes část JV Asie a proces vzniku superkontinentu byl dokončen současně vzniká jediný oceán Panthalassa (otevřeně spojený s Tethys, která se nachází mezi východní Gondwanou a Laurasií)

12 Historie kontinentů kolize Gondwany s Euramerikou Obrázek David Jaša, CC0 Caledonides_EN.svg.png

13 Historie kontinentů Pangea pozdní Perm je obdobím nejvyšší konektivity a umožnění výměny druhů vznikajících izolovaně po celé prvohory masivní výlevy magmatu v oblasti dnešní východní Sibiře znamenaly drastické změny ve složení atmosféry a vod oceánů a největší vymírání od dob okysličení atmosféry Trias v rovníkové oblasti (na kontaktu Laurasie a Gondwany) existuje centrální pangeální pohoří, na sever i na jih od něj pak rozsáhlé pouště maximální konektivita, ale filtr nikoliv koridor

14 Historie kontinentů Pangea na začátku Tiasu Euramerika Siberia/Asie transpangeální pohoří Gondwana Obrázek Falconaumanni, CC BY-SA Pangea_interpretacion.png

15 Historie kontinentů počátek Jury (cca. 180 mil) na severu Laurasie se k jihu rozšiřuje tzv. Turgaiské moře, které oddělilo Eurasii od Severní Ameriky a celé Pangei dnešní Evropa fragmentována do velkého množství kontinentálních ostrovů oddělených mělkým mořem (druhohorní vápence) v Severní Americe po většinu druhohor mělké moře oddělující dnešní Skalisté hory od východu, celý východ po odlomení Eurasie ponořen (až do Eocénu) Jura (cca. 170 mil) počátek rozevírání severního Atlantského oceánu vznik karibské desky (cca. 150 mil)

16 Historie kontinentů počátek Křídy (cca. 120 mil) rozdělení západní Laurasie (Severní Amerika) od západní Gondwany (Jižní Amerika s Afrikou) Tethys mezi bývalou Laurasií a Gondwanou se stalo pantropickým mořem opět umožněna pantropické výměna vod a bioty

17 Historie kontinentů pozdní Křída (cca. 75 mil) spojení S Ameriky a východní Asie Beringií toto propojení, byť s přerušeními, existovalo i v následujícím období konec Křídy (cca. 65 mil) postavení západu S Ameriky a jednotlivých částí Evropy umožnilo propojení i této části světa významná migrační cesta živočichů i rostlin na počátku třetihor adaptivní radiace savců v podstatě cirkumpolární propojení severní polokoule

18 Historie kontinentů Gondwana Ordovik-Silur masová extinkce (cca mil) zalednění téměř celé Gondwany (masivní snížení CO2 v atmosféře možná důsledek osídlení souše rostlinami) Gondwana zůstává po celou dobu v podstatě celistvá, až první fáze rozpadu se v podstatě časově kryje s rozpadem Laurasie počátek Jury (cca. 180 mil) vznik mělkého moře na linii Weddellovo moře (dnešní Antarktický záliv) Mozambický průliv stření Jura (cca. 160 mil) definitivní oddělení východní Gondwany od západní (J Amerika + Afrika) východní Gondwana obsahující zbytek oproti dnešku otočený o zhruba 90

19 Historie kontinentů Gondwana topologie dnešních kontinentů na Gondwaně před jejím rozpadem přibližná linie prvního rozpadu Gondwany Obrázek Fama Clamosa, CC BY-SA 4.0

20 Historie kontinentů Gondwana spodní Křída (cca. 130 mil) definitivní oddělení Indie a Madagaskaru od Antarktidy a Austrálie počátek vzniku jižního Atlantského oceánu mezi Afrikou a Jižní Amerikou počátek svrchní Křídy (cca. 100 mil) oddělení Austrálie od Antarktidy Nový Zéland byl od Antarktidy oddělen o něco později (cca. 90 mil) oddělení Seychel a Madagaskaru od Indie ve svrchní Křídě tak dokončen proces dělení Gondwany ve svrchní Křídě tak dokončen proces dělení Gondwany a nové kontinenty putují k severu důsledkem jejich srážek s Eurasií alpínská horotvorná činnost jen Antarktida putuje do jižní polární oblasti

21 Historie kontinentů kenozoikum jde o období historicky blízkých kolizí kontinentů a významného dělení světového oceánu v Eocénu (cca. 55 mil) se tvoří vysoká jihoasijská pohoří po kolizi Indie s Asií v na konci Oligocénu (cca. 25 mil) a dále v Miocénu vznikají dílčí jihoevropská a západoasijská pohoří v souvislosti s uzavíráním Tethys mezi Afriku a dílčí části Evropy Pyreneje, Alpy, Balkánská pohoří, Zagros krátké období umožnilo druhové výměny, ale rychle vznikly bariéry horské z biogeografického hlediska jsou nejzajímavějšími oblastmi střední Amerika (viz dříve) a Wallacea

22 Historie kontinentů kenozoikum Wallacea oblast dnešní ostrovní JV Asie a přiléhající oblasti Tichého oceánu na kontaktu Indie, Eurasie, Austrálie, Tichomořské desky a Filipínské desky kontakty různých částí světa dovršené masivní subdukcí Tichomořské desky a vznik pásů vulkanických ostrovů místo kontaktu Laurasijských a Gondwanských druhů

23 Historie kontinentů kenozoikum transgrese zaplavení částí kontinentů zvýšenou hladinou oceánů často dokumentovány z Křídy (Česká křídová tabule) a Kenozoika kontinenty výrazněji více fragmentovány než dnes větší množství bariér šíření v pozdní Křídě a Paleocénu pokryla rozsáhlá transgrese většinu dnešní severní Afriky (cca. 90 mil.) Americké moře ustoupilo až v Paleocénu (cca. 65 mil) Turgajské moře oddělující Evropu a Asii vyschlo až v Oligocénu (cca. 30 mil)

24 Historie kontinentů kenozoikum Rudé moře vzniká v Oligocénu (cca. 30 mil) navázáno na rozpad východní Afriky (Velký rift, Afarská proláklina) Středozemní moře zbytek Tethys na konci Eocénu (cca. 35 mil) uzavřeno z východu vznik Afro-asijského mostu na počátku Miocénu (cca. 25 mil) v podstatě uzavřeno na západě značné zvýšení salinity opětovné uzavření s důsledky pro dnešní bioty následovalo na konci Miocénu (cca. 5,5 mil)

25 Oceánské ostrovy a tektonika hotspots trvalé hlubší poruchu v oceánské kůře v místě vzniká sopečná činnost a formují se ostrovy, které plují s oceánskou deskou na daném místě vznikají stále nové a nové ostrovy vytváří pásy ostrovů mimo subdukční a kolizní zóny např. Havajské ostrovy kontakt tří desek jsou stále vulkanicky aktivní např. Galapágy takto vznikla většina odlehlých malých ostrovů

26 Historie biot Gondwana gondwanská vikariance modelový příklad postupný rozpad rozpad na poměrně celistvé oblasti podobné svým charakterem dnešním jižním kontinentům mnoho důkazů gondwanské disjunkce paleontologické důkazy

27 Historie biot Gondwana model rozšíření vybraných druhů na Gondwaně Obrázek TomCatX, CC0

28 Historie biot Gondwana gondwanská vikariance důkazy však prokazují především existenci Gondwany jako takové, nikoliv její bioty fylogeografie význam vikariance podstatně snižuje prokázána ohromná spousta transoceánských migrací především u rostlin např. recentní flóra Nového Zélandu je podle nových fylogenetických a fylogeografických průzkumů zcela nepůvodní a jde o potomky imigrantů především z Oligocénu (37-23 mil) na migracích se podílí především západní proudění a cirkumantarktický Západní příhon

29 Historie biot Gondwana gondwanská vikariance pro rostliny průkazná není, pro živočichy (alespoň některé skupiny) ano, je třeba si uvědomit geografickou blízkost a to, že na Antarktidě nebyl ledovec neustále

30 prvotní fylozoogeografickéčlenění světa holarktický region Laurasie pantropický region západní Gondwana jižní region východní Gondwana podle Lomolino et al., 2010, s. 383

31 Historie biot Laurasie složitá geologická minulost a zásadní fragmentace v Křídě a kenozoiku s mnoha transgresemi na druhou stranu v podstatě téměř vždy existovaly nějaké koridory (s charakterem filtrů) ve výsledku identifikována čtyři centra endemitů jihoevropské východoasijské západoseveroamerické západoseveroamerické východoseveromarické

32 Použitá literatura Lomolino, M. V., Riddle, B. R., Whittaker, R. J., & Brown, J. H. (2010). Biogeography. Sunderland: Sinauer Associates.