Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Giải phẫu của một sự kiện eustatic trong khí hậu nhà kính nóng Turonian (Kỷ Phấn Trắng Muộn)
Tóm tắt
Các nghiên cứu về phân lớp địa tầng theo trình tự xem xét sự thay đổi tương đối của mực nước biển (do eustasy, kiến tạo địa phương và cung cấp trầm tích điều chỉnh) như là yếu tố chính xây dựng hồ sơ địa tầng. Eustasy thường được coi là hậu quả của sự phát triển và suy giảm của các lớp băng ở lục địa, điều này sẽ giải thích những thay đổi lớn và nhanh chóng về mực nước biển, ngay cả trong các giai đoạn của khí hậu toàn cầu tương đối ấm. Tuy nhiên, cơ chế này ngày càng trở nên khó tưởng tượng trong những thời kỳ ấm cực độ như Turonian, khi gradient nhiệt độ từ xích đạo đến cực rất thấp và sự hiện diện của băng ở cực có vẻ không thể xảy ra. Bài báo này nghiên cứu thời gian và mức độ giảm mực nước biển trong giai đoạn cuối Cenomanian đến Turonian, đặc biệt là sự kiện lớn nhất trong các sự kiện đó, ranh giới trình tự KTu4, xảy ra trong thời kỳ giữa đến cuối Turonian của khí hậu nhà kính nóng kỷ Phấn Trắng. Chúng tôi kết luận rằng biên độ của sự giảm mực nước biển thứ ba rộng rãi ở giữa Turonian, tập trung vào ~91.8 triệu năm trước đây, thay đổi tại các vị trí khác nhau tùy thuộc vào ảnh hưởng của cấu trúc địa hình động lực lên kiến tạo địa phương và các điều kiện khí hậu khu vực. Sự biến đổi của khối lượng băng có vẻ không khả thi như một cơ chế kiểm soát mực nước biển vào thời điểm này. Tuy nhiên, yếu tố nguyên nhân này không thể hoàn toàn bị loại trừ vì các vùng cao Antarctic (nếu tồn tại vào kỷ Phấn Trắng muộn) có thể giữ lại đủ nước dưới dạng băng để gây ra sự giảm eustatic. Để xác định điều này cần có hình ảnh chẩn đoán chi tiết về Antarctica, tiếp theo là mô hình địa động lực học, để xác định xem các cao nguyên có thể đã tồn tại để tích tụ các lớp băng tạm thời hay không. Các cơ chế khác cho sự thay đổi mực nước biển, chẳng hạn như sự chuyển giao giữa nước ngầm (một tác động ngắn trong biên độ nhỏ) và đại dương, và sự kết hợp và giải phóng nước từ manti vào bể chứa đại dương (một quá trình có thể có biên độ lớn và thời gian dài hơn), cũng thú vị và cần phải được nghiên cứu thêm để chứng minh hiệu quả của chúng ở quy mô thời gian thứ ba.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Barrera E, Savin S M. 1999. Evolution of late Campanian-Maastrichtian marine climates and oceans. In: Barrera E, Johnson C, eds. Evolution of the Cretaceous Ocean-Climate System. Geol Soc Am Spec Paper, 332: 245–282
Barron E J, Washington W M. 1985. Warm Cretaceous climates: High atmospheric CO2 as a plausible mechanism. In: Sundquist E T, Broecker W S, eds. The Carbon Cycle and Atmospheric CO2: Natural Variations Archaen to Present. Amer Geophys Union Geophys Monogr, 32: 546–553
Barron E J, Peterson W H, Pollard D, Thompson S. 1993. Past climate and the role of ocean heat transport: Model simulations for the Cretaceous. Paleoceanography, 8: 785–798
Beerling D J, Fox A, Stevenson D S, Valdes P J. 2011. Enhanced chemistryclimate feedbacks in past greenhouse worlds. Proc Natl Acad Sci USA, 108: 9770–9775
Bice K L, Norris R D. 2002. Possible atmospheric CO2 extremes of the Middle Cretaceous (late Albian-Turonian). Paleoceanography, 17: 22-1–22-17
Bice K L, Huber B T, Norris R D. 2003. Extreme polar warmth during the Cretaceous greenhouse? Paradox of the late Turonian δ18O record at Deep Sea Drilling Project Site 511. Paleoceanography, 18: 1031
Bornemann A, Norris R D, Friedrich O, Beckmann B, Schouten S, Damsté J S S, Vogel J, Hofmann P, Wagner T. 2008. Isotopic evidence for glaciation during the Cretaceous Supergreenhouse. Science, 319: 189–192
Clarke L J, Jenkyns H C. 1999. New oxygen isotope evidence for long-term Cretaceous climatic change in the Southern Hemisphere. Geology, 27: 699–702
Cloetingh S, Haq B U. 2015. Inherited landscapes and sea level change. Science, 347: 1258375
Cobban W A, Walaszczyk I, Obradovich J D, Mckinney K C. 2006. A USGS zonal table for the Upper Cretaceous middle Cenomanian-Maastrichtian of the Western Interior of the United States based on ammonites, inoceramids, and radiometric ages. USGS Open-File Report 2006-1250: 1–46
Conrad C P. 2013. The solid Earth's influence on sea level. Geol Soc Am Bull, 125: 1027–1052
De Conto R M, Pollard D. 2003. Rapid Cenozoic glaciation of Antarctica induced by declining atmospheric CO2. Nature, 421: 245–249
Fassell M L, Bralower T J. 1999. Warm, equable mid-Cretaceous: Stable isotope evidence. Spec Pap Geol Soc Am, 332: 121–142
Forster A, Schouten S, Baas M, Sinninghe Damsté J S. 2007. Mid-Cretaceous (Albian–Santonian) sea surface temperature record of the tropical Atlantic Ocean. Geology, 35: 919–922
Friedrich O, Schiebel R, Wilson P A, Weldeab S, Beer C J, Cooper M J, Fiebig J. 2012. Influence of test size, water depth, and ecology on Mg/Ca, Sr/Ca, δ18O and δ13C in nine modern species of planktic foraminifers. Earth Planet Sci Lett, 319-320: 133–145
Gale A S. 1996. Turonian correlation and sequence stratigraphy of the Chalk in southern England. In: Hesselbo S P, Parkinson D N, eds. Sequence Stratigraphy in British Geology. Geol Soc London Spec Publ, 103: 177–195
Galeotti S, Rusciadelli G, Sprovieri M, Lanci L, Gaudio A, Pekar S. 2009. Sea-level control on facies architecture in the Cenomanian–Coniacian Apulian margin (Western Tethys): A record of glacio-eustatic fluctuations during the Cretaceous greenhouse? Palaeogeogr Palaeoclimatol Palaeoecol, 276: 196–205
Gurnis M, Dietmar Meller R, Moresi L. 1998. Cretaceous vertical motion of Australia and the Australian-Antarctic discordance. Science, 279: 1499–1504
Haq B U, Hardenbol J, Vail P R. 1987a. Chronology of fluctuating sea levels since the Triassic. Science, 235: 1156–1167
Haq B U, Hardenbol J, Vail P R. 1987b. Mesozoic-Cenozoic Cycle Chart. In: Bally A W, ed. Atlas of Seismic Stratigraphy. Am Association Petroleum Geology, Tulsa, Okalahoma (Large Foldout)
Haq B U, Hardenbol J, Vail P R. 1988. Mesozoic and Cenozoic chronostratigraphy and cycles of sea level change. In: Wilgus C W, et al. eds. Sea-Level Changes: An Integrated Approach. SEPM Spec Publication, 42: 71–108
Haq B U, Al-Qahtani A M. 2005. Phanerozoic cycles of sea-level change on the Arabian Platform. Geo Arabia, 10: 127–160
Haq B U. 2014. Cretaceous eustasy revisited. Glob Planet Change, 113: 44–58
Hardenbol J, Thierry J, Farley M B, de-Graciansky P C, Vail P R. 1998. Mesozoic and Cenozoic sequence chronostratigraphic framework of European basins. In: de Graciansky P C, Hardenbol J, Thierry J, Vail P R, eds. Mesozoic and Cenozoic Sequence Stratigraphy of European basins, Special Publication, Society for Sedimentary Geology. Tulsa, OK (Large Foldouts). 3–13
Hardenbol J, Robaszynski F. 1998. Introduction to the Upper Cretaceous. In: de Graciansky P C, Hardenbol J, Thierry J, Vail P R, eds. Mesozoic and Cenozoic Sequence Stratigraphy of European Basins, Special Publication, Society for Sedimentary Geology. Tulsa, OK (Large Foldouts). 329–332
Hay W W. 2011. Can humans force a return to a ‘Cretaceous’ climate? Sedimentary Geol, 235: 5–26
Hay W W. 2016. Toward understanding Cretaceous climate-An updated review. Sci China Earth Sci, doi: 10.1007/s11430-016-0095-9
Hay W W, Leslie M A. 1990. Could possible changes in global groundwater reservoir cause eustatic sea-level fluctuations? In: Revelle R. ed. Sea-Level Change. Washington D C: National Academy Press. 161–170
Herman A B, Spicer R A. 1996. Palaeobotanical evidence for a warm Cretaceous Arctic Ocean. Nature, 380: 330–333
Huber B T, Hodell D A, Hamilton C P. 1995. Middle–Late Cretaceous climate of the southern high latitudes: Stable isotopic evidence for minimal equator-to-pole thermal gradients. Geol Soc Am Bull, 107: 1164–1191
Huber B T, Mac Leod K G, Norris R D. 2002. Abrupt extinction and subsequent reworking of Cretaceous planktonic foraminifera across the K/T boundary: Evidence from the subtropical North Atlantic. Spec Pap Geol Soc Am, 356: 277–289
Jacobs D K, Sahagian D L. 1993. Climate-induced fluctuations in sea level during non-glacial times. Nature, 361: 710–712
Jarvis I, Gale A S, Jenkyns H C, Pearce M A. 2006. Secular variation in Late Cretaceous carbon isotopes: A new d13C carbonate reference curve for the Cenomanian–Campanian (99.6–70.6 Ma). Geol Mag, 143: 561–608
Jarvis I, Trabucho-Alexandre J, Gröcke D R, Ulicný D, Laurin J. 2015. Intercontinental correlation of organic carbon and carbonate stable isotope records: evidence of climate and sea-level change during the Turonian (Cretaceous). Depositional Rec, 1: 53–90
Joo Y J, Sageman B B. 2014. Cenomanian to campanian carbon isotope chemostratigraphy from the western interior basin, U.S.A. J Sedimentary Res, 84: 529–542
Kennedy W J, Walaszczyk I, Cobban W A. 2000. Pueblo, Colorado, USA, candidate global boundary stratotypes section and point for base of the Turonian Stage of the Cretaceous and for the middle Turonian substage. Acta Geol Polon, 50: 295–334
Kump L R, Pollard D. 2008. Amplification of Cretaceous warmth by biological cloud feedbacks. Science, 320: 195–195
Larson R L. 1991. Latest pulse of Earth: Evidence for a mid-Cretaceous superplume. Geology, 19: 547–550
Laurin J, Sageman B B. 2007. Cenomanian Turonian Coastal Record in SW Utah, U.S.A.: Orbital-Scale Transgressive Regressive Events During Oceanic Anoxic Event II. J Sedimentary Res, 77: 731–756
Lee C T A, Lackey J S. 2015. Global continental arc flare-ups and their relation to long-term greenhouse conditions. Elements, 11: 125–130
Liu L, Spasojevic S, Gurnis M. 2008. Reconstructing Farallon Plate subduction beneath North America back to the Late Cretaceous. Science, 322: 934–938
Meyers S R, Siewert S E, Singer B S, Sageman B B, Condon D J, Obradovich J D, Jicha B R, Sawyer D A. 2012. Intercalibration of radioisotopic and astrochronologic time scales for the Cenomanian-Turonian boundary interval, Western Interior Basin, USA. Geology, 40: 7–10
Miller K G, Sugarman P J, Browning J V, Kominz M A, Olsson R K, Feigenson M D, Hernández J C. 2004. Upper Cretaceous sequences and sea-level history, New Jersey Coastal Plain. Geo Soc Am Bull, 116: 368–393
Miller K G, Wright J D, Browning J V. 2005. Visions of ice sheets in a greenhouse world. Mar Geol, 217: 215–231
Ogg J G, Hinnov L A. 2012. Cretaceous. In: Gradstein F M, Ogg J G, Schmitz M D, Ogg G M, eds. The Geological Time Scale. Amsterdam: Elsevier. 793–853
Olde K, Jarvis I, Ulicný D, Pearce M A, Trabucho-Alexandre J, Cech S, Gröcke D R, Laurin J, Švábenická L, Tocher B A. 2015. Geochemical and palynological sea-level proxies in hemipelagic sediments: A critical assessment from the Upper Cretaceous of the Czech Republic. Palaeogeogr Palaeoclimatol Palaeoecol, 435: 222–243
Poulsen C J, Zhou J. 2013. Sensitivity of Arctic climate variability to mean state: Insights from the Cretaceous. J Clim, 26: 7003–7022
Sageman B B, Gardner M H, Armentrout J M, Murphy A E. 1998. Stratigraphic hierarchy of organic carbon–rich siltstones in deep-water facies, Brushy Canyon Formation (Guadalupian), Delaware Basin, West Texas. Geology, 26: 451–454
Sahagian D, Pinous O, Olferiev A, Zakharov V. 1996. Eustatic curve for the Middle Jurassic-Cretaceous based on Russian Platform and Siberian stratigraphy: Zonal resolution. AAPG Bull, 80: 1433–1458
Sames B, Wagreich M, Wendler J E, Haq B U, Conrad C P, Melinte-Dobrinescu M C, Hu X, Wendler I, Wolfgring E, Yilmaz I Ö, Zorina S O. 2016. Review: Short-term sea-level changes in a greenhouse world—A view from the Cretaceous. Palaeogeogr Palaeoclimatol Palaeoecol, 441: 393–411
Schlanger S O, Jenkyns H C, Premoli-Silva I. 1981. Volcanism and vertical tectonics in the Pacific Basin related to global Cretaceous transgressions. Earth Planet Sci Lett, 52: 435–449
Tarduno J A, Brinkman D B, Renne P R, Cottrell R D, Scher H, Castillo P. 1998. Evidence for extreme climatic warmth from Late Cretaceous Arctic vertebrates. Science, 282: 2241–2243
Ulicný D, Jarvis I, Gröcke D R, Cech S, Laurin J, Olde K, Trabucho-Alexandre J, Švábenická L, Pedentchouk N. 2014. A high-resolution carbon-isotope record of the Turonian stage correlated to a siliciclastic basin fill: Implications for mid-Cretaceous sea-level change. Palaeogeogr Palaeoclimatol Palaeoecol, 405: 42–58
Vandermark D, Tarduno J A, Brinkman D B. 2007. A fossil champsosaur population from the high Arctic: Implications for Late Cretaceous paleotemperatures. Palaeogeogr Palaeoclimatol Palaeoecol, 248: 49–59
Voigt S, Hilbrecht H. 1997. Late Cretaceous carbon isotope stratigraphy in Europe: Correlation and relations with sea level and sediment stability. Palaeogeogr Palaeoclimatol Palaeoecol, 134: 39–59
Wagreich M, Haq B U, Melinte-Dobrinescu M, Sames B, Yilmaz Ö. 2016. Advances and perspectives in understanding Cretaceous sea-level change. Palaeogeogr Palaeoclimatol Palaeoecol, 441: 391–392
Wendler I, Wendler J E, Clarke L J. 2016. Sea-level reconstruction for Turonian sediments from Tanzania based on integration of sedimentology, microfacies, geochemistry and micropaleontology. Palaeogeogr Palaeoclimatol Palaeoecol, 441: 528–564
Wendler J E, Wendler I. 2016. What drove sea-level fluctuations during the mid-Cretaceous greenhouse climate? Palaeogeogr Palaeoclimatol Palaeoecol, 441: 412–419
Wiese F, Cech S, Ekrt B, Košt'ák M, Mazuch M, Voigt S. 2004. The Upper Turonian of the Bohemian Cretaceous Basin (Czech Republic) exemplified by the Úpohlavy working quarry: Integrated stratigraphy and palaeoceanography of a gateway to the Tethys. Cretac Res, 25: 329–352
Wilmsen M, Nagm E. 2013. Sequence stratigraphy of the lower Upper Cretaceous (Upper Cenomanian–Turonian) of the Eastern Desert, Egypt. Newsl Stratigr, 46: 23–46
Wilson P A, Norris R D, Cooper M J. 2002. Testing the Cretaceous greenhouse hypothesis using glassy foraminiferal calcite from the core of the Turonian tropics on Demerara Rise. Geology, 30: 607–610