Deborah Painter (ΗΠΑ)
Έμοιαζαν συνηθισμένοι. Τα λιθόστρωτα και τα βότσαλα, στις κοίτες των ρεμάτων και στις όχθες των ρηχών ρεμάτων στις κομητείες Pittsylvania και Franklin, Βιρτζίνια των Η.Π.Α., έμοιαζαν με οποιοδήποτε άλλο δείγμα χαλαζίτη και γνεύσιου που κάποιος βλέπει να χρησιμοποιούνται ως οικοδομικές πέτρες. Καταγράφηκαν από τις οικολογικές ομάδες που εργάστηκαν στο πεδίο τον περασμένο Νοέμβριο του 2021 μόνο ως προς το μέγεθος και την αξία του οικοτόπου που προσέφεραν σε ψάρια και ασπόνδυλα που χρησιμοποιούν τα οξυγονωμένα νερά που δημιουργούνται από το νερό που ρέει πάνω τους και για να κρυφτούν και να ξεκουραστούν σε χαμηλή περιοχές ροής που δημιουργούνται από αυτά. Ωστόσο, δεν ήταν συνηθισμένοι. Αυτοί, όπως όλοι οι βράχοι, λένε μια ιστορία, και η ιστορία που είπαν είναι πολύ, πολύ παλιά.
Οι άνθρωποι που ζουν στη γεωλογική περιοχή που είναι γνωστή ως η επαρχία του Πιεμόντε πατούν καθημερινά στην κορυφή του εδάφους καλύπτοντας μερικούς από τους παλαιότερους βράχους στη Βιρτζίνια. Το θεμέλιο εδώ στις κομητείες Franklin και Pittsylvania φαίνεται εκτεθειμένο μόνο σε ορισμένες περιοχές και όχι σε άλλες, καθώς είναι θαμμένο κάτω από παχιά στρώματα εδάφους. Συχνά, τα μόνα μέρη που μπορεί κανείς να δει τους βράχους είναι στις κοιλάδες των ρεμάτων όπου η διάβρωση έχει αφαιρέσει μεγάλο μέρος αυτού του εδάφους.
Όταν έκανα τη διασφάλιση ποιότητας σε αξιολογήσεις οικοτόπων ρεμάτων που ολοκληρώθηκαν από τα συνεργεία πεδίου, δεν μπορούσα παρά να δώσω προσοχή στους βράχους και τις κροκάλες στα ρέματα στη λοφώδη ύπαιθρο αυτής της νότιας κεντρικής περιοχής της Βιρτζίνια, όπως το Teels Creek (Εικ. 3 ).
Αυτά τα πετρώματα είναι ποικίλα, αλλά κυρίως μεταμορφωμένα και περιλαμβάνουν:
- σχιστόλιθοι μαρμαρυγίας (Εικ. 5),
- γνεύσια γρανίτη (Εικ. 7),
- βιοτίτης γνεύσης
- μετα-αργιλίτες, και
- χαλαζίτης (Εικ. 8).
Ο Σχιστός προήλθε είτε ως πυριγενές πέτρωμα είτε ως σχιστόλιθος, ένα ιζηματογενές πέτρωμα που έχει μεταμορφωθεί και σχηματίζει ζώνες ή «φύλλωμα». Όπως υποδηλώνει το όνομα, ο γρανίτης γνεύς είναι ο πυριγενής γρανίτης που έχει μεταμορφωθεί. Τα ορυκτά ευθυγραμμίζονται εκ νέου με πίεση και θερμότητα σε ζώνες. Οι μετα-αργιλίτες είναι μεταμορφωμένοι αργιλίτες (δηλαδή αργιλίτης, που είναι ιζηματογενές πέτρωμα). Δεν εμφανίζουν φυλλώματα και, από αυτή την άποψη, διακρίνονται από σχιστόλιθο και σχιστόλιθο.
Ορισμένα άλλα μεταμορφωμένα πετρώματα, όπως ο χαλαζίτης, επίσης δεν έχουν ορυκτά ευθυγραμμισμένα σε ζώνες. Ο χαλαζίτης είναι ένα μη φυλλωμένο πέτρωμα που κάποτε ήταν καθαρός ή σχεδόν καθαρός χαλαζιακός ψαμμίτης, ένα ιζηματογενές πέτρωμα. Οι κόκκοι άμμου δεν είναι επίπεδοι ή επιμήκεις και δεν ευθυγραμμίζονται σε ζώνες όταν μεταμορφωθούν.
Ο ασβεστόλιθος, επίσης ένα ιζηματογενές πέτρωμα, αποτελείται από ορυκτούς κόκκους που δεν είναι επίπεδοι ή επιμήκεις. Ο ασβεστόλιθος που έχει μεταμορφωθεί είναι γνωστός ως μάρμαρο και το μάρμαρο βρίσκεται περιστασιακά στην κομητεία Pittsylvania. Η θερμότητα στην οποία υπόκεινται αυτά τα πετρώματα ενώ μεταμορφώνονται δεν είναι αρκετά έντονη για να λιώσει τα πετρώματα. αν ναι, θα γινόταν μάγμα και όταν κρυώνονταν θα ήταν πυριγενή πετρώματα. Ο γρανίτης από δερματόξυλο, ένα πυριγενές πέτρωμα, είναι σχετικά κοινός στην περιοχή. Έχει ασυνήθιστες, στρογγυλεμένες εγκλείσεις ορθοκλάσης με χείλος ολιγοκλάσης (γνωστό ως υφή «rapakivi»). Ο Charnockite είναι ένας άλλος γρανιτοειδής βράχος που βρέθηκε στο Franklin και την Pittsylvania.
Ορυκτά που αποτελούν αυτά τα μεταμορφωμένα και πυριγενή πετρώματα περιλαμβάνουν:
- αστριός,
- κυανίτης (Εικ. 9),
- απατίτης,
- λυχνίτης,
- μαγνητίτης,
- χαλαζίας,
- μαρμαρυγία μοσχοβίτη και βιοτίτη (Εικ. 10), και
- σταυρόλιθος.
Τόσο ο γρανάτης όσο και η μαρμαρυγία είναι άφθονα στους σχιστόλιθους. Ένα δείγμα μαρμαρυγίας απεικονίζεται στο Σχ. 10.
Ο στεατίτης ή «σαπωνόλιθος», ένας μη φυλλωμένος μεταμορφωμένος βράχος που σχηματίστηκε ως αποτέλεσμα της θερμότητας και της πίεσης που ασκείται στο ορυκτό τάλκη, εμφανίζεται σε διάφορες εντοπισμένες περιοχές σε αυτές τις κομητείες. Ένα από τα πιο γνωστά ορυχεία σαπουνόλιθου στον κόσμο βρισκόταν κάποτε στην κομητεία Pittsylvania.
Ο σταυρόλιθος είναι ένα πυριτικό ορυκτό που βρίσκεται σε περιοχές περιφερειακής μεταμόρφωσης. Έχει ανοιχτό καφέ χρώμα και εμφανίζεται συχνά ως δίδυμοι σταυροειδείς κρύσταλλοι γνωστοί ως σταυροί νεράιδων. Το Fairy Stone State Park στο Bassett της Βιρτζίνια είναι ένα δημόσιο πάρκο όπου μπορούν να συλλεχθούν αυτοί οι κρύσταλλοι. Δεν απέχει πολύ από μια από τις τοποθεσίες ροής μας, το Dinner Creek.
Τα εκτεθειμένα πυριγενή και μεταμορφωμένα πετρώματα στις κομητείες Pittsylvania και Franklin είναι κατά μέσο όρο ηλικίας 825 έως 540 εκατομμυρίων ετών και χρονολογούνται από την ύστερη νεοπρωτοζωική ρήξη της Ροδίνιας έως την πρώτη περίοδο της Παλαιοζωικής Εποχής, την Κάμβρια, όταν ο νέος ωκεανός που δημιουργήθηκε έτσι είχε ήδη υπάρξει για πολλά εκατομμύρια χρόνια. Αυτά είναι τα εδάφη Goochland. Ως «terrane» ορίζεται μια περιοχή βράχου οριοθετημένη από ρήγματα με ξεχωριστή ιστορία και στρωματογραφία. Τα εδάφη Goochland ονομάζονται από την κομητεία Goochland, η οποία βρίσκεται στα δυτικά της πόλης του Richmond.
Παρόμοια ηλικιακά εδάφη βρίσκονται στην Αφρική, την Ινδία και τη Νότια Αμερική, βοηθώντας μας να συνδυάσουμε στο μυαλό μας την πρώην ήπειρο. (Εικ. 11).
Ποια είναι μερικά από τα στοιχεία για αυτήν την ήπειρο;».
Ο Παλαιομαγνητισμός είναι μια καλή απόδειξη. Η μελέτη των μαγνητικών ορυκτών στα πετρώματα βοήθησε τους γεωφυσικούς και τους γεωλόγους να συνδυάσουν την ιστορία της οριζόντιας κίνησης των πλακών. Η μαγνήτιση των ορυκτών συμβαίνει μέσα σε βραχώδες υλικό κατά την έκθεση σε θερμότητα και πίεση. Τόσο οι χημικές αλλαγές όσο και η έκθεση σε αυξημένη πίεση και θερμοκρασία συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της μεταμόρφωσης. Η ελευθερία κίνησης επιτρέπει στα ορυκτά να μαγνητίζονται κατά μήκος των υφιστάμενων μαγνητικών γραμμών δύναμης της Γης εκείνη τη στιγμή. Ευτυχώς, ο μαγνητίτης και άλλα σιδηρομαγνητικά υλικά είναι άφθονα σε πολλά μεταμορφωμένα πετρώματα. Η εφαρμογή του παλαιομαγνητισμού στη μελέτη της τεκτονικής είναι πολύ μεγάλη για να προσπαθήσω να την καλύψω. προτείνω τον Ακαδημαϊκό Τύπο» Παλαιομαγνητισμός: Ήπειροι και Ωκεανοί των Michael W McElhinny και Phillip L McFadden, για ένα πολύ ευανάγνωστο βιβλίο για αυτό το θέμα.
Το πλήρες κυκλικό άνοιγμα και κλείσιμο μιας ωκεάνιας λεκάνης λόγω των τεκτονικών πλακών είναι γνωστό ως «κύκλος Wilson». Η Βιρτζίνια έχει βιώσει δύο πλήρεις κύκλους Wilson και αναφέρομαι σε αυτό το άρθρο στον προηγούμενο. Η Ροδίνια είναι λιγότερο γνωστή από την Παγγαία, η οποία είναι μέρος ενός μεταγενέστερου Κύκλου Γουίλσον. Στην πραγματικότητα, η Παγγαία ήταν στην πραγματικότητα η πιο πρόσφατη υπερήπειρος.
Ο γνωστός συγγραφέας επιστημονικής φαντασίας, Έντγκαρ Ράις Μπάροουζ, δημοσίευσε κάποτε ένα μυθιστόρημα με τον τίτλο Η χώρα που ξέχασε ο χρόνος. Η Ροδίνια ήταν πραγματικά μια χώρα που ο καιρός ξέχασε ή, τουλάχιστον, μια χώρα που η επιστήμη αγνοούσε για πολύ καιρό, αφού η επιστήμη την περιέγραψε για πρώτη φορά το 1970 και ονομαζόταν τότε «Παγγαία 1». Αργότερα, μετονομάστηκε σε Ροδίνια, που προέρχεται από τη ρωσική λέξη «γεννώ».
Η τεκτονική των αρχαίων πλακών μπορεί να προσδιοριστεί εν μέρει από παρόμοια εδάφη σε ευρέως διαχωρισμένες γεωγραφικές περιοχές και από τη θέση και το βάθος του μεταμορφωμένου πετρώματος και τη μαγνητική ευθυγράμμιση των κρυστάλλων τους, όταν ο βράχος έχει ξαναθερμανθεί. Υπάρχει αρχή, μέση και τέλος για κάθε λεκάνη ωκεανού. Ο John Tuzo Wilson, ο ομώνυμος Καναδός γεωλόγος που περιέγραψε για πρώτη φορά αυτόν τον κύκλο το 1968, παρατήρησε ότι οι πλάκες μεταφέρουν τμήματα του πυθμένα της θάλασσας. Είδε παραδείγματα από τα διάφορα στάδια ενός κύκλου στις θάλασσες και τους ωκεανούς μας του σήμερα που χρησιμοποίησε για να κάνει προβλέψεις για το παρελθόν και το μέλλον.
Υπάρχουν έξι στάδια του κύκλου ζωής μιας ωκεάνιας λεκάνης:
- το εμβρυϊκό,
- νεανικός,
- ώριμος,
- φθίνουσα,
- τερματικό και
- συρραφή.
Οι λεκάνες ξεκινούν στον εμβρυϊκό κύκλο ως ρήγματα, στη συνέχεια διευρύνονται στα νεανικά και ώριμα στάδια τους και στο δεύτερο μισό του κύκλου αρχίζουν να συρρικνώνονται. Όταν συμβαίνει αυτό, βιώνουν ανάταση. Στη συρραφή μένουν μόνο ουλές της παλιάς λεκάνης.
Η ήπειρος της Ροδίνιας ξεκίνησε την ύπαρξή της στην πρώτη περίοδο της Νεοπρωτοζωικής Εποχής, 1,1 δισεκατομμύρια χρόνια Π.Χ. (Πριν από το παρόν). Η ήπειρος σχηματίστηκε από τμήματα της υπερηπείρου Κολούμπια. Η Ροδίνια άρχισε να διασπάται πριν από 825 εκατομμύρια χρόνια, κατά την πρώτη περίοδο του Νεοπρωτοζωικού, γνωστή ως Τόνια. Έπαψε να υπάρχει ως διακριτή ήπειρος πριν από 750 εκατομμύρια χρόνια, κατά την ύστερη Τόνια. Τέσσερα στάδια διαχωρισμού συνέβησαν μεταξύ 825 και 550 εκατομμυρίων ετών πριν. Δεν έχει βρεθεί κανένα αρχείο απολιθωμάτων για ζωή στην ξηρά σε εκείνους τους αρχαίους χρόνους. Μάλλον, όλη η ζωή θεωρείται ότι περιοριζόταν στις θάλασσες. Τα μονοκύτταρα φύκια και τα ζώα που μοιάζουν με σφουγγάρια μαρτυρούν τη διεύρυνση της νέας ωκεάνιας λεκάνης.
Ο Callan Bentley, Επίκουρος Καθηγητής Γεωλογίας στο Κοινοτικό Κολλέγιο Piedmont στο Charlottesville της Βιρτζίνια, περιγράφει τη ζώνη ρήξης που βρισκόταν εδώ στην περιοχή του Πιεμόντε ως κάτι συγκρίσιμο με αυτό που συμβαίνει αυτή τη στιγμή στην περιοχή του Τριγώνου Αφάρ της Αιθιοπίας. Αυτό είναι ένα ανάλογο του «εμβρυϊκού σταδίου». Στο Τρίγωνο του Αφάρ, βλέπουμε λίμνες, πλημμυρικούς βασάλτες, θερμές πηγές και μεγάλες ποσότητες ιζημάτων από τα γύρω υψίπεδα να διαβρώνονται στη λεκάνη.
Σχετικά με τον Συγγραφέα
Η Deborah Painter είναι οικολόγος και γενικός περιβαλλοντολόγος. Ζει στις Ηνωμένες Πολιτείες.
βιβλιογραφικές αναφορές
Bentley, Callan. Το Grenville Orogeny and rifting of Rodinia, Virginia: https://www.youtube.com/watch?v=g6itZWD8bQc&t=303s
Μπέιλι, Τσακ. Σελίδα The College of William and Mary’s The Geology of Virginia Piedmont: http://geology.blogs.wm.edu/piedmont/
Conley, JF, JD Marr, Jr., and CR Berquist, Jr. 7 Νοεμβρίου 1981. Στρωματογραφικές σχέσεις μεταξύ βράχων του Blue Ridge Anticlinorium και του ποταμού Smith Allochthon στο νοτιοδυτικό Piedmont της Βιρτζίνια, Δέκατη τρίτη ετήσια διάσκεψη γεωλογικού πεδίου της Βιρτζίνια. Τμήμα ορυκτών πόρων της Βιρτζίνια, Charlottesville, Βιρτζίνια.
Διαδραστικός γεωλογικός χάρτης της Βιρτζίνια, Τμήμα Ορυχείων, Ορυκτών και Ενέργειας της Βιρτζίνια: https://energy.virginia.gov/webmaps/GeologyMineralResources/
McElhinny, MW και PL McFadden. 2000. Paleomagnetism: Continents and Oceans.Academic Press San Diego.
Γεωλογικό Ινστιτούτο Ηνωμένων Πολιτειών. Δερμάτινο γρανίτης: https://mrdata.usgs.gov/geology/state/sgmc-unit.php?unit=VACAlw%3B0
Varet, J. 2017. Geology of Afar (Ανατολική Αφρική). Γερμανία: Springer International Publishing.
