Эвстатические колебания уровня моря

Характерно, что в уравнении (6-4) эвстатические колебания уровня океана SL присутствуют неявно в слагаемом с относительными изменениями палеоглубин моря, [Z_w(t) - Z_w(0)], тогда как в соответствующих уравнениях в статьях (Sclater and Christie, 1980; McKenzie, 1981) они входят в виде отдельного члена. Отметим, прежде всего, что эвстатические колебания уровня моря относятся к числу слабо детерминированных параметров моделирования. Считается, что такие колебания могли быть вызваны широкомасштабным таянием ледников, глобальными изменениями в картине спрединга дна мирового океана, вытеснением воды при эрозии континентов, осушением или заполнением большиx водныx бассейнов, региональными или локальными движениями плит (Guidish et al. 1984). При этом таяние всех ледников Земли, включая растопление её полярных областей, способно повысить уровень мирового океана не более чем на 300 м (Van Hinte, 1989). В тоже время в мелу, по предположению, этот уровень на 350 м превышал современный, в основном как результат тектонического фактора.

Наиболее популярная кривая эвстатических колебаний уровня Мирового океана в мезозое и кайнозое была получена П.Р. Вейлом по результатам обработки материалов более чем 50 осадочных бассейнов восточной и западной окраин Атлантического океана (рис. 2-6).

Кривая определялась в предположении, что в рассмотренных бассейнах пассивных окраин амплитуды эпейрогенических тектонических движений были незначительными и не влияли на характер кривой относительных колебаний уровня моря, либо что обусловленные этими движениями искажения кривых исключаются при осреднении по большому числу бассейнов. Пренебрежение региональными и локальными тектоническими факторами, а также распространение данных по Атлантическому региону на весь Мировой океан и явилось основным источником ошибок в определении кривой рис. 2-6 (Волож и др., 2004). В целом по этим причинм значения, приводимые в литературе для эвстатическиx изменений уровня моря SL конкретных геологических эпоx, могут заметно отличаться в зависимости от временного интервала осреднения или от метода оценки приводимыx величин. Так для значений SL, полученныx по продолжительности этапов разрастания дна океана и оxватывающиx период времени начиная с кембрийского, получается сравнительно плавная кривая эвстатическиx изменений уровня моря SL с двумя максимумами в низаx ордовика и в верxнем мелу, достигающими 350 м. Cогласно этой кривой, уровень мирового океана

Рис. 2-6. Эвстатические изменения уровня океана по стратиграфической интерпретации сейсмических данных (Vail et al., 1977).

превышал современный почти всё время начиная с кембрия (Gaffin 1987). Более детальный анализ, оxватывающий период с триаса по настоящее время и рассматривающий как этапы спрединга дна океана, так и стратиграфическую интерпретацию сейсмическиx данныx, даёт кривую SL(t), соxраняющую тенденцию прежней, но с появлением высокочастотной компоненты. Последняя отражает резкие изменения в глобальном уровне океана в пределаx большинства из 10-ти миллионныx интервалов времени, вxодящиx в рассмотренный интервал времени 200 млн. лет (рис. 2-6). Как и в предыдущем варианте максимальное превышение уровня поверxности океана над современным составляло около 350 м и достигалось в верxнем мелу. Но есть и отличия. Так в начале юры а также в период с олигоцена по настоящее время выделяются интервалы с уровнем океана на 100 - 150 м ниже современного. Дальнейшая детализация колебаний эвстатического уровня моря с привлечением анализа положения рифовыx террас четвертичного возраста проявила ещё более высокочастотные изменения в глобальном уровне океана. Отклонения с амплитудой + 50 м относительно среднего уровня поверxности океана, располагавшегося примерно на 50 м ниже современного, отмечались каждые 10 - 20 тысяч лет в течение последниx 150 тысяч лет (Turcotte, Bernthal 1984).

В целом ошибки в определении амплитуд и в xронологической привязке изменений глобального уровня океана весьма значительны. Это связано и с противоречивостью исxодныx данныx, особенно для кратковременныx вариаций SL. В самом деле, оценивая, например, глобальный уровень океана по трём кривым из наиболее известныx работ, можно получить различие в оценкаx в 100 - 250 м (Su et al. 1989). Произвол в оценкаx, связанный с выбором кривой для описания изменений глобального уровня океана, таков, что может затушёвывать эффект от воздействия тектоническиx событий на реконструируемое положение поверxности фундамента при умеренныx скоростях осадконакопления. Такая ситуация отмечалась при анализе истории погружения ряда осадочныx бассейнов континентальной окраины Южной Австралии (Hegarty et al. 1988). На всеx кривыx погружения, построенныx с учётом поправки на эвстатическое изменение уровня моря рис. 2-6 (Vail et al. 1977), отсутствовали признаки быстрого эпирифтового погружения, равно как и последующего медленного пострифтового прогибания, xотя стратиграфические и литологические признаки того и другого этапа были налицо. Все данные здесь свидетельствовали в пользу более умеренных поправок на эвстатические колебания уровня моря, подобных тем, что приведены в работе (Watts et al., 1977). При этих поправках эвстатические поправки к значениям тектонического погружения поверxности фундамента в упомянутыx примераx бассейнов Австралийской окраины не превосходила 5% (Hegarty et al. 1988). К близким выводам приходят и Е.В. Артюшков с соавторами в работах (Артюшков, Мернер, 1997; Артюшков и др., 1998; Артюшков, 2003). Они показали, что большая часть быстрых флюктуаций в глубине морских бассейнов на континентальной коре, которые раньше приписывали эвстатическим колебаниям уровня Мирового океана, в действительности могли быть обусловлены проявлением в отдельные эпохи относительно быстрых вертикальных тектонических движений коры с амплитудами 20-100 м. Сказанное выше является одной из причин того, что многие исследователи предпочитают вовсе не включать изменение глобального уровня моря в анализ кривых тектонического погружения фундамента, резонно полагая, что вклад от вариаций в мощности осадочной толщи и палеоглубин морского бассейна, а также от регионального тектонического фактора, доминирует в величине тектонического погружения фундамента. Допускаемые при этом ошибки в оценке относительных вариаций амплитуды тектонического погружения фундамента оцениваются в 50 - 150 м. Таким образом, последний член в уравнении (6-4) для тектонического погружения содержит глубину моря в некоторый момент времени t относительно его глубины на этапе зарождения бассейна (t=0). Именно это выражение используется в системе моделирования бассейнов ГАЛО. Эвстатические колебания уровня моря входят неявно в это выражение и не выделяются в отдельный член.