Хирнантский ярус — это последний международно признанный этап ордовикского периода палеозойской эры . Он был непродолжительным, длился около 1,4 млн лет, с 445,2 до 443,8 млн лет назад. [8] Ранняя часть хирнантского яруса характеризовалась холодными температурами, крупным оледенением и резким падением уровня моря. В последней части хирнантского яруса температура повысилась, ледники растаяли, а уровень моря вернулся к тому же или немного более высокому уровню, чем был до оледенения.
Большинство ученых полагают, что это климатическое колебание вызвало крупное вымирание , которое произошло в это время. Фактически, хирнантское (также известное как конец ордовика и ордовикско-силурийское ) массовое вымирание представляет собой второе по величине событие такого рода в геологической истории . Погибло около 85% морских (обитающих в море) видов. Только массовое вымирание в конце пермского периода было масштабнее. Однако в отличие от многих более мелких вымираний долгосрочные последствия события в конце ордовика были относительно небольшими. После климатического колебания климат вернулся к своему прежнему состоянию, и виды, которые выжили вскоре (в течение двух или трех миллионов лет), эволюционировали в виды, очень похожие на те, которые существовали ранее.
Хирнантский ярус был назван в честь Cwm Hirnant к югу от Балы , в северном Уэльсе . Cwm Hirnant означает «долина длинного потока» на валлийском языке .
Этап был введен в 1933 году Б. Б. Банкрофтом. [9] По предложению Банкрофта, хирнантский ярус включал известняк Хирнант и связанные с ним осадочные формации. Эти формации располагались на самой вершине ордовикских отложений и были представлены фауной, включавшей брахиоподов, трилобитов и других «ракушечных» или твердокожих животных. В 1966 году Д. А. Бассетт, Гарри Блэкмор Уиттингтон и А. Уильямс, работая в журнале Геологического общества Лондона, предложили уточнение хирнантского яруса. Это расширило ярус, включив в него все аргиллиты Фоэль-и-Ддинас, частью которых является известняк Хирнант. Это расширение довело хирнантский ярус до его нынешнего объема. [10]
Международная комиссия по стратиграфии (ICS) первоначально разделила верхний ордовик на два этапа. Однако после значительных исследований было установлено, что не существует единой фаунистической зоны, которая могла бы вместить верхний этап этого подразделения. Поэтому в 2003 году ICS проголосовала за добавление дополнительного этапа в свою официальную международную временную шкалу. Он был назван хирнантским в честь этапа Банкрофта. В 2006 году ICS ратифицировала раздел Ванцзявань в качестве официального раздела и точки стратотипа глобальной границы (GSSP) для хирнантского этапа. [10] [11]
Референтной нижней границей горных пород ( GSSP ) хирнантяна является разрез Ванцзявань ( 30°59′03″ с.ш. 111°25′11″ в.д. / 30.9841° с.ш. 111.4197° в.д. / 30.9841; 111.4197 ) около деревни Ванцзявань , в 42 км к северу от Ичана ( провинция Хубэй , Китай ) . Это обнажение формации Уфэн и вышележащей формации Лунгмачи, первая из которых содержит основание хирнантяна. Обе формации состоят в основном из сланца и кремня . Основание определяется как первое появление вида граптолита Normalograptus extraordinarius в этом разрезе. [12]
Вторичными маркерами являются Normalograptus ojsuensi на 4 см ниже границы и фауна Hirnantia на 39 см выше границы. [12]
Как упоминалось выше, в хирнантский период произошло крупное климатическое колебание, которое, как полагают, вызвало крупное массовое вымирание . Когда начался хирнантский период, климат Земли был жарким, а уровень моря был существенно выше, чем сегодня. Моря были заполнены разнообразной фауной. Однако есть весомые доказательства того, что многие из этих видов уже находились в беде, когда начался хирнантский период, и что общее биологическое разнообразие уже резко сократилось.
По мере охлаждения климата и формирования ледников в начале хирнантского яруса уровень моря упал. Оценки глубины этого падения варьируются от более чем 50 метров (на основе исследований в Неваде и Юте ) до более чем 100 метров (на основе исследований в Норвегии и Великобритании ). Более поздние исследования указывают на всемирное снижение уровня моря примерно на 80 метров. Это падение высохло и обнажило обширные мелководные континентальные шельфы, которые существовали по всему миру в то время, что привело к вымиранию большого количества видов, которые зависели от этой мелководной среды. Те виды, которые выжили, значительно сократились в численности. Общим результатом стало значительное сокращение биоразнообразия мировых океанов.
В течение этого ледникового периода (так ученые иногда называют периоды глобального похолодания и оледенения) выжившие виды начали адаптироваться. Холодные виды заменили теплолюбивые виды, которые процветали в предыдущий жаркий период (тепличный для ученых).
Однако как раз в то время, когда виды адаптировались, климат снова изменился. Во второй половине хирнантского периода температура поднялась, ледники растаяли, а уровень моря поднялся до того же или, возможно, даже более высокого уровня, чем до оледенения. Обнаженные шельфы были затоплены, что привело к дополнительному вымиранию фауны, пережившей первое вымирание.
Хотя для самого хирнантского яруса нет основных радиометрических дат, есть две такие даты, которые охватывают хирнантский ярус. Обе даты взяты из района Добс-Линн в Соединенном Королевстве.
Более старый из них происходит из местных сланцевых образований Хартфелл. Циркон , найденный в отложении пепла на этом месте, был датирован 445,7 млн лет назад с погрешностью плюс-минус 2,4 млн лет.
Более молодая дата относится к ранним силурийским сланцевым образованиям Биркхилл. Радиометрическое датирование установило возраст образцов циркона, найденных в другом месторождении пепла, 438,7 млн лет с погрешностью плюс-минус 2,1 млн лет.
Используя эти даты в качестве основы, ученые смогли использовать методы биостратиграфической корреляции для определения точных приблизительных сроков различных событий в хирнантском ярусе.
В хирнантском ярусе выделяются две биозоны граптолитов , которые имеют примерно одинаковую длину. Основание (начало) хирнантского яруса определяется первым появлением в геологической летописи граптолита Normalograptus extraordinarius , и, таким образом, биозона Normalograptus extraordinarius определяет раннюю (или нижнюю) часть хирнантского яруса. Более поздняя (или верхняя) часть определяется первым появлением граптолита Normalograptus persulptus , и биозона Normalograptus persulptus длится с этого момента до конца хирнантского яруса. Это также знаменует конец ордовикского периода .
Эти биозоны позволяют дополнительно уточнить датировку событий, происходивших в пределах хирнантского яруса.
В хирнантский период большая часть суши мира была собрана в суперконтинент под названием Гондвана , который занимал крайние южные широты и покрывал южный полюс. Он включал Южную Америку , Африку , большую часть Австралии , большую часть Индии и Антарктиду . То, что сейчас является Западной Африкой, тогда располагалось на полюсе, в то время как Южная Америка была рядом, соединенная с Африкой вдоль западного побережья последней. Вдоль восточного побережья Африки находились Антарктида и Индия, в то время как Австралия лежала к северу от них, охватывая экватор. К северу от Австралии находилась Новая Гвинея . Это, возможно, была самая северная точка суши в мире, расположенная чуть выше 30 градусов северной широты. К северу от него лежало огромное, непрерывное море, известное сегодня как Панталассосский океан .
Флорида, южная Джорджия и прибрежные районы Миссисипи , Алабамы и Южной Каролины еще не были присоединены к тому, что впоследствии стало Северной Америкой, зажатые в щели между Африкой и Южной Америкой и расположенные совсем рядом с Южным полюсом.
Остальная часть Северной Америки (ученые называют ее Лаврентией ) лежала к северу и западу от Гондваны, с относительно более теплым климатом. Повернутые почти на 45 градусов от своей современной ориентации, восточные штаты сегодняшних США были расположены вдоль юго-восточного побережья континента, в то время как прибрежные районы того, что сейчас является юго-восточными штатами, были обращены на юг.
К востоку от Лаврентии, через длинное узкое море, находилась Балтика . Состоящая из современных Норвегии , Швеции , Финляндии , Дании , северо-восточной Германии и России к западу от Уральских гор , эта область простиралась от экватора на севере до более чем 30 градусов южной широты.
От юго-западной оконечности острова на запад тянулась островная дуга, известная современным ученым как Авалония . Она состояла из того, что сейчас является южной частью Британии и Ирландии , а также восточных прибрежных районов Ньюфаундленда , Новой Шотландии , Нью-Брансуика и Новой Англии .
Хирнантский ярус в настоящее время представляет собой международно признанный ярус с тщательно определенным глобальным началом и окончанием. Однако он начался в девятнадцатом веке как региональный ярус в Соединенном Королевстве, где он остается таковым и по сей день. Поскольку различные регионы мира имеют свои собственные локальные подразделения геологического времени ниже уровня Периода, следующий список предоставляет корреляции между этими региональными ярусами (или эпохами в некоторых случаях) и международно признанным ярусом Хирнантского яруса.
Было высказано предположение, что бомбардировка метеоритами среднего ордовика сыграла решающую роль в Великом событии биологической диверсификации ордовика, но это исследование показывает, что эти два явления не были связаны
