Geofyzikální ústav Akademie věd ČR, v.v.i.

Navigace:

Změny hladiny

Změny mořské hladiny ve skleníkovém klimatu – Utah, USA

Uprostřed období křídy, přibližně před 95-92 miliony let, kulminovalo na naší planetě velmi teplé skleníkové klima, které způsobilo zmizení trvalého zalednění v Antarktidě a výrazně přispělo ke stoupnutí hladiny světových oceánů. Značnou část západu Severní Ameriky v této době zalil rozsáhlý průliv, nazývaný v geologické literatuře Western Interior Seaway. Uloženiny, které v tomto moři vznikly, jsou jedinečně odkryty zejména v oblasti plošiny Colorado Plateau, tektonicky vysoko vyzdvižené během třetihor. Poskytují záznam globálních dějů v oceánech, stejně jako procesů v horských pásmech, která k průlivu Western Interior přiléhala na západě.

            Souvrství pískovců, slepenců, jílovců a uhelných slojí, nazývané Dakota Formation, v jižní části státu Utah na coloradské plošině zaznamenává hned několik významných dějů: jednak vznik nové pánve prohnutím zemské kůry pod vahou příkrovů rostoucího blízkého pohoří před asi 100 miliony let, jednak postupný globální vzestup hladiny oceánu, který kulminoval na konci cenomanu před asi 93.5 miliony let. V této době existovalo mělké moře i v severní polovině Čech, kde jeho usazeniny tvoří tzv. českou křídovou tabuli.

            Původní pohnutkou českého sedimentologického výzkumu v jižním Utahu bylo srovnání záznamu změn mořské hladiny v české křídové pánvi a v Severní Americe v průběhu období cenomanu (cca. 100-93,5 milionů let před současností).  Souvrství Dakota v jižním Utahu sice nebylo možné se zhruba stejně starým záznamem v české křídě přímo porovnat, ale práce dokončená s minimem finančních prostředků umožnila zpřesnit dosavadní představy o vývoji této části Western Interior Seaway.  Jedním z podnětných zjištění byla relativně vysoká frekvence změn hladiny moře o několik metrů v řádu cca. 100 tisíc let, tedy za možné účasti orbitálních klimatických cyklů, jež vedly k tvorbě a tání malých kontinentálních ledovců.  V polovině 90. let to byla jedna z prvních indicií, narušujících do té doby převládající ideu křídového „skleníku bez ledu“. Pozdější podrobný výzkum nejvyšších partií  souvrství Dakota v jz. Utahu přinesl první dokumentaci krátkodobých pohybů břežní linie během globální kulminace skleníkového maxima střední křídy, v intervalech cca. 20-40 tis. let a 65-160 tis. let. Tyto frekvence interpretovaných cyklů změn hladiny naznačují reálnou možnost existence přinejmenším dočasného zalednění Antarktidy za křídového skleníkového maxima.

            Výsledky našeho výzkumu byly využity v nejnovější studii kolegů z Northwestern University, Illinois, USA a University College v Dublinu, odhadující koncentrace CO2 v atmosféře na vrcholu skleníkového období (článek Barclay et al. v časopise Nature Geoscience, únor 2010) a poslouží při plánovaném projektu numerického modelování klimatických změn.

            Výzkum vývoje oceánů a klimatu i v tak vzdálené minulosti, jakou je období křídy, má značný význam pro modelování chování klimatického systému s rostoucí koncentrací CO2. Skleníkovému klimatu, je třeba porozumět podstatně lépe, než mu rozumíme dnes -  zejména pak velmi nedostatečně známým hraničním situacím mezi skleníkovým a „ledovcovým“ klimatem.           

 

ŘEŠITELÉ:

Jiří Laurin (2000-2005)

David Uličný (1992-1997)

 

Spolupracovníci:

Brad Sageman (Northwestern University, školitel J. Laurina za jeho pobytu na NWU).

 

Publikace v časopisech s IF:

Uličný, D., 1999: Sequence stratigraphy of the Dakota Formation (Cenomanian), southern Utah: record of eustasy and tectonics in a foreland basin. Sedimentology, 46, 807-836.

Laurin, J., and Sageman, B.B., 2007, Cenomanian-Turonian coastal record in SW Utah: Orbital-scale transgressive-regressive events during Oceanic Anoxic Event II. Journal of Sedimentary Research, 77, 731-756.

Jiné publíkace:

Laurin, J., and Sageman, B.B., 2001, Tectono-sedimentary evolution of the western margin of the Colorado Plateau during the latest Cenomanian and early Turonian, in: Erskine, M.C. (ed.), The Geologic Transition, High Plateaus to Great Basin - a Symposium and Field Guide, Utah Geological Association Publication No. 30, p. 57-74.

Eaton, J.G.,Laurin, J., Kirkland, J.I., Tibert, N.E., Leckie, R.M., Sageman, B.B., Goldstrand, P.M., Moore, D.W., Straub, A.W., Cobban, W.A., and Dalebout, J.D., 2001, Cretaceous and Early Tertiary geology of Cedar and Parowan Canyons, western Markagunt plateau, Utah, in: Erskine, M.C. (ed.), The Geologic Transition, High Plateaus to Great Basin - a Symposium and Field Guide, Utah Geological Association Publication No. 30, p. 337-364.

 

Finanční zajištění:

1992-1993, 1997 Geological Society of America Foundation grant no. 5071-92; Nadace Charty 77;

2000-2001 Northwestern University Research Grants Committee, grant no. 0100-510-05XP.

J.W. Fulbright Commission financovala stáž J.Laurina na Northwestern University, IL.

Výzkumný záměr AV 0Z30120515 řešený na Geofyzikálním ústavu AVČR