Мессинский кризис солёности. Италия

[ivsetaki]

Концепция Мессинского кризиса солёности появилась в 50-60-х годах прошлого века в работах итальянских учёных, изучавших обнажения эвапоритовых отложений Мессинского века в Италии.

Предыдущий раздел - Об осадочных отложениях -рассказывает о том, откуда берутся, куда переносятся, как накапливаются осадочные отложения.
В 1954 году итальянский учёный Selli (итал. wiki) пишет в книге (итал.) о геологии и гидрологии реки Метауро (1) что Мессинский век в Италии плохо объяснён: от Пьемонта и долины реки По до Сицилии (= с севера до юга Италии) он завершается отложениями с одной и той же характерной фауной, с одной и той же последовательностью эвапоритов. Эвапориты также лежат поверх морских миоценовых отложений по всему западному Средиземноморью; сюда Selli включает карбонатно-сульфатные отложения Алжира, а также Му́рсии и других испанских регионов.

Карбонатно-сульфатные: думаю, что это часто встречающееся в текстах научных работ слово Gessososolfifera (итал.), в youtube это звучит как джесо́ссо сольфи́фера; gessoso - меловой; solfifera - сульфат(?). Итого - сульфат кальция(?) = гипс/ангидрит. Ещё есть слово gesso = гипс.
Selli указывает, что нет ни одного случая, когда верхнемиоценовые отложения завершались бы нормальными морскими отложениями. Получается, пишет он, что в конце миоцена всё западное Средиземноморье было одним гигантским солёным lago-mare, которое с Атлантическим океаном сообщалось недостаточно или не сообщалось вовсе, и поэтому солёность увеличивалась (2).

Lago-mare. Вот здесь говорится, что этот итальянский термин взят из французского термина lac-mer. Его, в свою очередь, в 1936 году Gignoux (Жинью, его книгу «Стратиграфическая геология» издали в СССР в 1952 году) взял из русского термина озеро-море. А этот термин ввёл Андру́сов в 1897 году в книге Ископаемые и живущие Dreissensidae Евразии (читать). Довольно часто попадаются ссылки на эту и другие, такие же древние, работы Андру́сова. К примеру, 2009 г.: Стратиграфия неогена Восточного Паратетиса, разработанная Н. И. Андру́совым, базируется на анализе изменений комплексов моллюсков, которые до сегодняшнего дня служат основой биостратиграфических построений.
Почему без соединения с Атлантическим океаном растёт солёность в Средиземном море? Потому, что испарение с поверхности Средиземного моря сильно превышает объём воды, поступающей из осадков и речного стока; разница восполняется водой из Чёрного моря (мало) и Атлантики (много). По поверхности Гибралтарского пролива идёт входящий поток, inflow - мы видели, как его использовали в Das Boot (3) - а по дну - исходящий, outflow; кстати, им тоже пользовались подводные лодки. При скорости потоков порядка 15 сантиметров в секунду, в итоговом балансе каждую секунду в Средиземное море попадает 70 тыс. м3 (wiki).

При минимальной глубине пролива всего 284 м, пролив это порог (sill) между двумя глубокими впадинами - Атлантикой и Альборанским морем. И если ограничить отток, то солёность моря будет постепенно расти. А если ограничить приток в наши дни, то Средиземное море высохнет примерно через тысячу лет. Так что приведенные выше 70 тыс. м3 - это не количество воды, испаряющейся с поверхности Средиземного моря каждую секунду, это просто такая скорость обмена водой с Атлантикой.

В Гибралтарском проливе есть два порога. Более известен Camarinal Sill (wiki).Схема - тут. Источник считает, что оба порога - результат оползня (оползней?) с северного склона Гибралтарского пролива.
В 1960 году Selli пишет (работу не нашёл, цитирую (4) отсюда): В верхнем миоцене по всему Средиземному морю был был «кризис солёности», в то время солоноватоводные или пресноводные условия царили в восточных бассейнах Паратетиса, а на западе Средиземное море было гиперсолёным морем.

Поэтому, вслед за этим источником, мы будем понимать термин «кризис солёности» как смену режима нормального - открытого - моря на режим озера-моря, отмеченный как резким увеличением солёности, вплоть до формирования рапы и выпадения солей, так и рассолением, опреснением значительных участков акватории на стадиях полного замыкания бассейна. Словами другой работы (abstract), Мессинский кризис солёности - это экстремальные флуктуации солёности Средиземного моря.

На картинке - Мессинские отложения Италии (серый цвет) и их обнажения (англ. outcrops; чёрный цвет) отсюда. Всё это когда-то было на дне Средиземного моря и затем поднято наверх тектоническими изменениями. PB - впадина Пьемонт (Tertiary Piedmont Basin), PO Plain - равнина реки По, VdG - это Vena del Gesso. MA - Ма́рке. TU - Тоска́на. CB - Caltanissetta Basin (см. ниже). Мы ещё встретимся с Vena del Gesso и Caltanissetta Basin.




О Caltanissetta Basin - это Южная Сицилия - пишут, что она представляет собой уменьшенную модель соляного бассейна. Там изучают Мессинские отложения и в естественных разрезах, и во множестве карьеров, шахт и скважин. Причём толщина этих отложений на побережье Сицилийско-Тунисского пролива - до 800 метров.

Паданская равнина - картинка взята из Википедии - занимает впадину, которую в Мессинском периоде занимал залив, глубоко вдававшийся в континент. Теперь там находят гипсовые турбидиты (гипсовые флиши) - многократно переотложенные эвапориты в глубоководных бассейнах. А ближе к Апеннинам лежат Мессинские карбонаты и гипсы толщиной 1000-1200 метров.




С реками, что текут с Альп на эту равнину, связана небольшая подтема.

В девятнадцатом веке считалось, что долины таких рек наполнены незначительным количеством - несколько десятков метров, не более - плейстоценовых осадков и осадки эти - флювиальные, т. е. созданы эрозией, вызванной текущей водой. Но в 1908 году обрушился туннель Lötschberg (wiki; подробности here), когда при строительстве он вошел в толщу неконсолидированных, насыщенных водой водно-ледниковых (флювио-гляциальных) отложений на глубине 180 метров под поверхностью долины. Пришлось изучать эти долины и эти отложения. Более 50 лет исследований показали, что почти в каждой долине и во всех больших озёрах в этой области - среди них известны озеро Комо, Лаго-Маджоре, Гарда - есть большие количества ледниковых отложений с максимальной толщиной до 1000 метров (5).

И в 1978 году появилась гипотеза: уж не в Мессинском ли веке стали такими глубокими эти долины? В пользу гипотезы есть несколько обстоятельств, например, дно озёр Комо и Гарда становится глубже в направлении с севера на юг, но дело в том, что основная масса свидетельств работает одновременно и на гипотезу о ледниковом происхождении этих озёр. Есть даже несколько работ, в которых моделированием подтверждается гипотеза Мессинского происхождения этих долин. Но у гипотезы есть изъян - на северной стороне Альп есть (почти) такие же долины, а они совершенно точно были созданы ледником, т. е. они не возникли из-за того, что уровень Средиземного моря упал.




Очередной этап в решении этого вопроса - эта работа 2020 года, которая доказывает, что одна из рек этой области - Adige, она течёт вдоль озера Гарда, на картинке вверху она справа от этого озера - не могла быть переуглублена во время Мессинского кризиса. А картинка взята именно из этой работы; жёлтые надписи - это местонахождения морских плиоценовых отложений.

Главное. В Италии очень много морских осадочных отложений мессинского века, которые тектоника вынесла на поверхность, а эрозия обнажила. При их изучении и появился термин Мессинский кризис солёности. Под ним понимается переход от нормального - открытого - моря к режиму озера-моря - Lago-Mare на итальянском - с экстремальными колебаниями солёности.

В следующем разделе - о том, как Африка и Европа сталкиваются в Эгейском море.

А на КДПВ - упомянутая Vena del Gesso; см. светлую полосу в этом gEarth, а ещё фото1, фото2, фото3. Масса фотографий - здесь. Любителям Формулы 1: это в 12 километрах от И́молы.

И ещё фото: основание башни Garisenda (wiki) - одной из двух падающих башен 12-го века в Болонье. Основание сделано из селенита - мы помним, что это всё тот же гипс.




Примечания.
(1) ↑ Река Метауро - это Адриатическое побережье Италии.
(2) ↑ In tali condizioni verrebbe fatto di pensare che durante il Miocene superiore tutto il Mediterraneo occidentale abbia costituito un enorme lago-mare sovrasalato; esso sarebbe rimasto isolato dall'Oceano Atlantico o per meglio dire avrebbe avuto con l'Oceano comunicazioni insufficienti a mantenergli la salsedine normale.
(3) ↑ U-boat war in the Mediterranean.
(4) ↑ Wiki пишет, что термин «кризис солёности» ввёл Ruggieri (тоже известный итальянский учёный), но не даёт ссылку на источник. Я как-то нашёл воспоминания какого-то английского или американского геолога, работавшего с Ruggieri, где автор говорит, что Ruggieri мог изобрести это термин. Но работ Ruggieri сохранилось мало, а в других работах писали, что термин придумал Selli. И там давалась ссылка на Selli, R., 1960. Il Messiniano Mayer-Eymar 1867. Proposta di un neostratotipo. Giornale di Geologia 28, 1-33. Найти эту работу не смог, но в чужой работе нашлась такая цитата из неё: Durante il Miocene superiore si è avuto in tutto il Mediterraneo una «crisi di salinità» per cui nei bacini orientali della Paratetide regnava un ambiente sottosalato o d’acqua dolce invece nel Mediterraneo occidentale un mare iperalino (Selli 1954).
(5) ↑ Эффективность гляциальной эрозии гораздо выше флювиальной.