Geologia del Mare del Nord

La geologia del Mare del Nord descrive le caratteristiche geologiche come canali, trincee e creste oggi e la storia geologica, la tettonica delle placche e gli eventi geologici che le hanno create.

Il seminterrato del Mare del Nord è stato formato in un contesto di placche durante il Precambrian. I blocchi rigidi sono stati sovrapposti con varie deposizioni, sabbie e sali. Questi blocchi rigidi sono stati trasformati in una base metamorfica a causa di processi tettonici come collisioni continentali che causano pressione orizzontale, attrito e distorsione nel ciclo della placca caledoniana e nel ciclo della placca variscana. I blocchi furono anche sottoposti a un'evoluzione metamorfica durante il Triassico e il Giurassico quando la roccia fu riscaldata dall'intrusione di una roccia fusa calda chiamata magma dall'interno della Terra.

Il ciclo di placche Caledonian (Iapetus) ha visto la formazione della sutura Iapetus durante l'orogenesi caledoniana. La sutura di Iapetus era una delle principali debolezze che creava una faglia vulcanica nel Mare del Nord centrale durante il successivo periodo Giurassico. L'oceano Iapetus fu sostituito con una linea di sutura e una catena montuosa quando si scontrarono i continenti Laurentia, Baltica e Avalonia. Questa collisione formò la Laurussia .:

Il ciclo di placche di Variscan (Rheic) provocò la formazione di Pangea quando Gondwana e Laurussia si scontrarono. L'eliminazione dell'Oceano Rheic ha causato la formazione di una vasta catena montuosa attraverso i paesi di confine dell'attuale Mare del Nord .:

Rifting vulcanico triassico e giurassico e sistemi di faglia graben hanno creato alti e bassi nell'area del Mare del Nord. A ciò seguì la tarda subsidenza mesozoica e cenozoica che creava il bacino sedimentario intracratonico del Mare del Nord. Questa era conobbe livelli del mare più elevati a causa della diffusione del fondale marino e di temperature più basse della litosfera. Tettonica a zolle e orogenie continentali combinate per creare i continenti e il Mare del Nord come li conosciamo oggi. Gli eventi finali che interessano le caratteristiche della costa del Mare del Nord e la topografia sottomarina si sono verificati in epoca cenozoica.

Struttura tettonica

Le strutture mesozoiche sotto il Mare del Nord possono essere viste come un sistema di fratture fallito. Dopo l'estensione iniziale della crosta e la formazione di bacini di frattura durante il Triassico e il Giurassico, l'estensione si concentrò sull'altro lato delle Isole britanniche, che avrebbe creato l'Oceano Atlantico settentrionale. I bacini della spaccatura videro persino una certa inversione durante le epoche tarde del Cretaceo e dell'Eocene. Dall'Oligocene in poi, le tensioni nella crosta europea causate dall'orogenesi alpina a sud causano una nuova, più modesta fase di estensione. Alcuni graben nell'area sono ancora attivi.

Il sottosuolo dell'area del Mare del Nord è dominato dai grabens: il Graben inferiore del Nord Reno orientato a nord-ovest e sud-est sotto il Mare del Nord meridionale e i Paesi Bassi, il Graben centrale del Mare del Nord orientato a nord-sud che inizia a nord della costa olandese e termina nella regione ad est della Scozia e il Viking Graben lungo la costa norvegese sud-orientale. :: Il Horn Graben è un graben più piccolo ad est del Graben centrale e di fronte alla costa danese .: Un'altra struttura più piccola è conosciuta come Terschelling Graben che confina con il Graben centrale a ovest, appena a nord dei Paesi Bassi. Un graben più grande si trova nel sottosuolo sotto lo Skagerrak, questa struttura nord-sud si chiama Bamble-Oslo Graben. Il Viking Graben è separato dal bacino delle Shetland delle Faeroe sotto l'Atlantico dalla piattaforma Shetland, le due strutture si uniscono nell'area a nord-est delle Isole Shetland.

Storia geologica

Precambriano

L'area che ora chiamiamo Mare del Nord è stata intervallata da diverse aree continentali separate (Siberia, Baltica, Gondwana e Laurentia), nonché dall'oceano Iapetus e dal mare di Tornquist. La tettonica a zolle e le collisioni continentali (orogenie) hanno unito le caratteristiche del Mare del Nord che attualmente riconosciamo.

Orogenie paleozoiche

Orogenie finlandesi, atolline, caledoniane

• Euramerica che mostra l'orogenesi caledoniana
• I rami delle cinture Caledonian / Acadian alla fine dell'orogenesi caledoniana (Early Devonian). Le coste odierne sono in grigio.

L'orogenesi finnmarkiana colpì la Norvegia settentrionale all'inizio dell'era paleozoica. Nel tardo periodo Ordoviciano, Avalonia si scontrò con Baltica creando il Margine Tornquista. Ciò corrisponde alla sutura delle caledonidi nord-polacche. Alla fine dell'Ordoviciano il Mare di Tornquist era stato eliminato .: Anche il sistema di faglie di Tornquist-Tesseyre aveva avuto inizio nell'orogenesi che chiudeva il Mare di Tornquist: Balalt subdotta sotto Avalonia.

L'Atrogenia attholliana fu una collisione tra le Highlands scozzesi e una zona della Midland Valley che molto probabilmente creò la Highland Boundary Fault .:

Durante il tardo periodo siluriano, Baltica si scontrò quindi con Laurentia, che è chiamata la fase scandinava dell'orogenia caledoniana. Baltica fu sottomessa sotto Laurentia formando la Cintura Caledoniana. L'orogenia caledoniana causò la chiusura dell'Oceano Iapetus quando i continenti e le terrestre di Laurentia, Baltica e Avalonia si scontrarono. La massa combinata dei tre continenti formò un "nuovo" continente: Laurussia o Euramerica. L'orogenesi caledoniana comprende eventi che si sono verificati dall'Ordoviciano al primo Devoniano, all'incirca 490–390 Ma. Le formazioni sotterranee del Mare del Nord si formarono approssimativamente durante questo stadio geosinclinico caledoniano dei periodi Cambriano-Devoniano. La catena montuosa caledoniana ha contribuito a creare il continente 'Old Red Sandstone' all'unione delle placche tettoniche. L'Oceano Rheic iniziò ad aprirsi a sud.

Orogenia acadiana

L'orogenesi acadiana si verificò nel periodo della Bassa Devonia (era paleozoica), circa 500 Ma. I continenti di Laurentia e Baltica si scontrarono. L'oceano Iapetus è scomparso sotto questa collisione continentale. Queste forze tettoniche a placche costruirono una catena montuosa che si estendeva da quelli che oggi vengono chiamati gli Adirondacks a nord attraverso la Nuova Scozia, le Isole britanniche, la Norvegia e il margine orientale della Groenlandia. Groenlandia e Scandinavia erano situate tra l'equatore e la metà dei tropici (da 20 a 20 gradi a nord). L'area che ora comprende Groenlandia-Scandinavia-Isole britanniche iniziò a spostarsi verso nord nel periodo tardo carbonifero-inizio permiano. Un'elevata quantità di magmatismo volatile ha causato argini paralleli al margine tornquista che erano aree formative del Mare del Nord - Isole britanniche - Germania - Svezia sud-occidentale.

Orogenia Variscan

L'oceano Rheic o Proto-Tethys Ocean fu eliminato durante l'orogenesi ercinica / variscana e si formò il supercontinente Pangea. I continenti di Gondwana e Laurussia si scontrarono, entrambi andavano alla deriva verso nord, tuttavia Gondwana andava alla deriva più velocemente. La catena montuosa che è stata creata si estendeva lungo la Spagna, la Bretagna, la Germania centrale e la Polonia. La chiusura dell'Oceano Rheic nel tardo Carbonifero formò spinte nell'Inghilterra meridionale.

Il supercontinente Pangea fu aggiunto alla fine del periodo Permiano quando la Siberia si scontrò con Baltica e il Kazakistan. La Pangaea era circondata da una massiccia tettonica a placche per subduzione. L'area del Mare del Nord era centrale per il supercontinente continentale di Pangea. In questo periodo l'area ora denominata Mare del Nord si trovava nei territori subtropicali ed era un ambiente arido non marino.

Rifting permo – triassico e subsidenza termica

Durante il periodo triassico, si formarono i sistemi vulcanici vichinghi e centrali di Graben. Durante il Triassico si formarono fratture spinte verso l'alto comprendendo lo stadio taprogenico. La zona di frattura atlantica è associata alla zona di fratture del Mare del Nord.

I bacini di Rift condividono caratteristiche e storie simili, che favoriscono la deposizione di evaporiti. Si formano in genere durante l'estensione della crosta terrestre con una distinta architettura seminterrata costituita da grabens e semi-grabens segmentati da strutture trasversali. La deposizione di sale può essere limitata ai singoli semi-grabens o depositati a livello regionale in base alla geometria della frattura, ai tassi di sedimentazione e al tempo di formazione dell'evaporite.

Il Triassico ha visto lo stiramento crostale attivo attraverso il processo di rifting, i bassi livelli del mare e l'attività vulcanica.

giurassico

Quando iniziò il Giurassico (200–145 Ma), Pangaea iniziò a dividersi in due continenti, Gondwana e Laurasia. In questo momento il livello del mare è aumentato. La sepoltura di alghe e batteri sotto il fango del fondo marino durante questo periodo ha provocato la formazione di petrolio e gas naturale del Mare del Nord, gran parte intrappolati nell'arenaria sovrastante da depositi formati mentre i mari cadevano per formare le paludi e i laghi salati e lagune che ospitavano i dinosauri.

Sollevamento domale giurassico medio

Il vulcanismo e un sistema di fratture si svilupparono nella zona centrale del Mare del Nord, dove furono estruse lave basaltiche. Il mantello si deformò verso l'alto creando una cupola nel mezzo del Mare del Nord in cui la sutura Iapetus intersecava il sistema di faglie di Tornquist-Teisseyre. L'area della cupola era tra il Viking Graben, il Central Graben e il Moray Firth Basin. Il rifting scozzese e il centro estrusivo degli anni Quaranta furono associati all'area elevata. I Long Quaranta e il bacino dell'Orda erano anche centri vulcanici. Durante questo periodo il livello del mare è sceso: durante questo periodo sono stati creati importanti bacini idrici nel Mare del Nord quando la plastica e le sabbie si depositarono in ambienti paralici.

Diffusione del fondo del mare nel periodo cretaceo

Durante il cretaceo l'espansione della spaccatura principale era in direzione est e ovest .: Vi sono due bacini: il grande bacino del Permiano meridionale e il bacino del Permiano settentrionale più piccolo, che sono in tendenza est-ovest. I bacini sono separati dal sistema di massimi Ringkøbing-Fyn: Il Viking Graben si trova tra la piattaforma Shetland e il picco Fenno-Scandiano. Il Graben centrale si trova tra i bacini Permiani e il loro massimo. La formazione di questi è stata influenzata dalla linea di sutura a zig zag dell'orogenesi caledoniana con le sue aree di debolezza della tensione crostale. L'espansione del fondo del mare continua e il livello del mare aumenta. Il livello del mare è da 100 metri (330 piedi) a 200 metri (660 piedi) più alto rispetto ai livelli attuali.

Nell'Europa nord-occidentale, i depositi di gesso dell'Alto Cretaceo sono caratteristici del Chalk Group, che forma le bianche scogliere di Dover sulla costa meridionale dell'Inghilterra e scogliere simili sulla costa francese della Normandia. Il gruppo si trova in Inghilterra, nella Francia settentrionale, nei paesi bassi, nella Germania settentrionale, in Danimarca e nel sottosuolo della parte meridionale del Mare del Nord. Il ristagno delle correnti marine profonde nel medio Cretaceo ha causato circostanze anossiche nell'acqua di mare. In molti luoghi del mondo, durante questo intervallo si sono formati scisti anossici scuri. Questi scisti sono un'importante fonte di roccia per petrolio e gas, ad esempio nel sottosuolo del Mare del Nord. Attraverso il centro-nord e il nord del Mare del Nord, il Chalk Group è una delle principali unità di foche, sovrastante una serie di blocchi di rocce del serbatoio e impedendo al loro contenuto di fluidi di migrare verso l'alto.

Il cratere Silverpit, un cratere sospetto di impatto di 20 chilometri (12 mi) di diametro nel Mare del Nord (60–65 Ma). L'età della funzione è limitata tra 74 e 45 milioni di anni (Cretaceo tardivo - Eocene). Il Bacino del pozzo del Sole è stato creato dalla profonda sepoltura dei depocentri .:

Formazione del bacino intracratonico di epoca cenozoica

Geologicamente, il Cenozoico è l'era in cui i continenti si trasferirono nelle loro posizioni attuali. L'orogenia alpina, la diffusione della dorsale del Medio Atlantico e la creazione del bacino dell'Oceano Atlantico avvennero nell'era cenozoica. Il punto caldo islandese e il rifting nell'Atlantico settentrionale contribuirono a riesumare le isole britanniche .: All'inizio del periodo Paleogene (era caenozoica) tra 63 e 52 Ma, si formò il Mare del Nord e la Gran Bretagna fu sollevata. Parte di questo sollevamento era molto tempo fa lungo le vecchie linee di debolezza delle Orogenie caledoniane e variscane.

La fase post-frattura seguì gli eventi tardivi della frattura giurassica durante la tarda subsidenza termica mesozoica e cenozoica .: Quando la frattura si interruppe, si verificò una subsidenza regionale creando un bacino sedimentario intracratonico. La sottomissione si è verificata a causa del raffreddamento della litosfera .: Parte di questo sollevamento è stato molto tempo prima lungo le vecchie linee di debolezza delle Orogenie caledoniane e variscane. La compressione intraplata è stata causata quando si è formato il bacino dell'Oceano Atlantico .: la dorsale di diffusione del Medio Atlantico è stata occupata a separare est e ovest. La Groenlandia si separò dal Nord America e la rigida direzione alterata durante il Paleogene, che fece separare il Nord Europa dalla Groenlandia. Durante il periodo Eocene, l'ultimo ponte di terra attraverso l'Atlantico affondò.

L'orogenia alpina avvenuta circa 50 Ma fu responsabile della formazione della sincline del bacino di Londra e dell'anticlinazione di Weald a sud. L'estremità orientale del bacino di Londra si fonde con il bacino del Mare del Nord, estendendosi a terra lungo la costa del Kent settentrionale fino a Reculver e fino alla costa orientale dell'Essex e nel Suffolk, dove viene sovrastata dai depositi di "Crag" del Pleistocene che coprono molto del Suffolk orientale e del Norfolk e sono meglio considerati come parte del bacino del Mare del Nord.

Nelle epoche del Miocene e del Pliocene del periodo Neogene, si verificarono ulteriori rialzi ed erosioni, in particolare nelle Pennine. I tipi di piante e animali si sono sviluppati nelle loro forme moderne, e per circa 2 Ma il paesaggio sarebbe stato ampiamente riconoscibile oggi.

Glaciazioni quaternarie

Il Pleistocene ha visto la ritirata del mare dal bacino mentre il livello globale del mare calava a causa dell'accumulo di calotte glaciali. I maggiori cambiamenti durante l'epoca del pleistocene sono stati causati da diverse ere glaciali recenti. Durante la glaciazione, l'acqua fu prelevata dagli oceani per formare il ghiaccio ad alte latitudini, causando un calo del livello del mare globale di circa 120 metri, esponendo le piattaforme continentali e formando ponti terrestri tra masse terrestri affinché gli animali migrassero. Durante la deglaciazione, l'acqua ghiacciata sciolta tornò negli oceani, causando l'innalzamento del livello del mare. Questo processo può causare improvvisi cambiamenti delle coste e dei sistemi di idratazione con conseguente nuova sommersione di terre, terre emergenti, dighe di ghiaccio collassate con conseguente salinizzazione dei laghi, nuove dighe di ghiaccio che creano vaste aree di acqua dolce e un'alterazione generale delle condizioni meteorologiche regionali su un ampio ma scala temporanea. Può persino causare una riglaciazione temporanea. Questo tipo di modello caotico di terra, ghiaccio, acqua salata e acqua dolce in rapida evoluzione è stato proposto come probabile modello per le regioni baltiche e scandinave, così come gran parte del Nord America centrale alla fine dell'ultimo massimo glaciale glaciale, con il presente le coste dei giorni nostri sono state raggiunte solo negli ultimi millenni della preistoria. Inoltre, l'effetto dell'elevazione sulla Scandinavia sommerse una vasta pianura continentale che era esistita in gran parte dell'attuale Mare del Nord, collegando le isole britanniche all'Europa continentale.

Un tempo c'era una terra dove ora si trova lo stretto, un'estensione sud-est dei Weald che univa quella che ora è la Gran Bretagna all'Europa continentale. Lo stretto di Dover si è aperto durante l'era glaciale, come descritto di seguito; di conseguenza le isole britanniche sono ormai diventate isole non più collegate all'Europa continentale. La Manica era formata dall'erosione causata da due grandi alluvioni. Il primo risale a circa 425.000 anni fa, quando un lago ricoperto di ghiaccio nel Mare del Nord meridionale traboccò e ruppe la gamma di gesso Weald-Artois in una catastrofica erosione e inondazione. Successivamente, il Tamigi e Scheldt attraversarono il varco nel Canale della Manica, ma la Mosa e il Reno continuarono a fluire verso nord. In una seconda inondazione, circa 225.000 anni fa, la Mosa e il Reno furono scavati nel ghiaccio in un lago che si spezzò catastroficamente attraverso un'alta barriera debole (forse gesso o morene finali lasciate dalla calotta glaciale). Entrambe le inondazioni hanno tagliato enormi canali di alluvione nel letto asciutto della Manica, un po 'come le Scabland canalizzate negli Stati Uniti.

La glaciazione ebbe un impatto enorme sulla costa del Mare del Nord. La costa occidentale della Danimarca è notevole poiché era stata molto ghiacciata durante la fase glaciale di Saale e la glaciazione di Weichsel. Mentre il livello del mare calava nell'epoca dell'Olocene, la costa settentrionale della Danimarca ha lasciato il posto a sputi rialzati, creste e scogliere.

Durante il massimo glaciale in Scandinavia a livello regionale denominato glaciazione di Weichsel, solo le parti occidentali dello Jutland erano libere dal ghiaccio, e gran parte di quello che oggi è il Mare del Nord era terra asciutta che collega lo Jutland con la Gran Bretagna. È anche in Danimarca che si trovano gli unici animali scandinavi dell'era glaciale di età superiore al 13000 a.C. Nel periodo successivo all'ultima interglaciale prima dell'attuale (Eemian Stage), anche la costa della Norvegia era priva di ghiaccio. Il Mar Baltico, con la sua unica acqua salmastra, è il risultato dell'acqua di fusione della glaciazione di Weichsel che si combina con l'acqua salata del Mare del Nord quando si aprirono gli stretti tra Svezia e Danimarca. Il Mare del Nord produce fossili di ogni periodo del Pleistocene. L'area era un paesaggio secco di steppa, ricoperto di fiumi, dove vivevano animali come il mastodonte simile ad un elefante, un gatto scimitarra, un mammut meridionale, un ippopotamo, cavalli, orsi e cervi giganti. Furono allagati alla fine dell'ultima era glaciale.

Mappe

• Queste mappe mostrano le posizioni relative delle terrestre e delle placche continentali in varie fasi rispettivamente in Ordoviciano, Siluriano e Devoniano. I nomi indicati sono nelle loro forme tedesche.
• Questa mappa mostra la collisione di Avalonia, Baltica e Laurentia. I nomi sono mostrati in francese.
• Questa mappa mostra le zone di rifting nel periodo Triassico. I nomi indicati sono in italiano.
• Questa mappa mostra la trasformazione di un arco magmatico e una radice orogenica durante la collisione obliqua; l'erosione da subduzione precollisionale nelle antiche cinture di collisione: il caso dei variscidi dell'Europa centrale. I nomi indicati sono nelle loro forme tedesche.