Formacja Florissant

Formacja Florissant
Zakres stratygraficzny :
Formacja Florissant w kamieniołomie Clare w Florissant w Kolorado
Typ	Tworzenie
Nakładki	Wall Mountain Tuff, granit Pikes Peak
Grubość	74 m (243 stopy)
Litologia
Podstawowy	Łupek ilasty
Współrzędne
lokalizacji
Region	Kolorado
Kraj	Stany Zjednoczone
Sekcja typu
Nazwany dla	Florissant, Kolorado
Nazwany przez	Przechodzić
Rok zdefiniowany	1894
Formacja Florissant (Stany Zjednoczone) Formacja Florissant (Kolorado)

Florissant Fossil Beds Pomnik narodowy
IUCN kategoria V (chroniony krajobraz / pejzaż morski)
Dom pionierów, pokazujący, jak żyli pierwotni pionierzy Zachodu
Lokalizacja	Hrabstwo Teller , Kolorado , Stany Zjednoczone
najbliższe miasto	Florissant, Kolorado
Współrzędne
Obszar	5998 akrów (24,27 km 2 )
Upoważniony	20 sierpnia 1969 ( 1969-20 sierpnia )
goście	71763 (w 2017 r.)
Organ zarządzający	Służba Parku Narodowego
Strona internetowa	Pomnik narodowy Florissant Fossil Beds

Formacja Florissant to osadowa formacja geologiczna występująca wokół Florissant w hrabstwie Teller w stanie Kolorado . Formacja słynie z obfitych i wyjątkowo zachowanych skamieniałości owadów i roślin, które znajdują się w mułowcach i łupkach. Na podstawie datowania radiometrycznego argonem formacja ma eocenu (około 34 milionów lat) i została zinterpretowana jako środowisko jeziora. Skamieniałości zostały zachowane dzięki interakcji popiołu wulkanicznego z pobliskiego pola wulkanicznego Thirtynine Mile z okrzemkami w jeziorze, powodując rozkwit okrzemek. Gdy okrzemki opadły na dno jeziora, wszelkie rośliny lub zwierzęta, które niedawno zmarły, zostały zachowane przez okrzemki . Drobne warstwy gliny i mułu przeplatane warstwami popiołu tworzą „papierowe łupki”, w których znajdują się pięknie zachowane skamieliny. Florissant Fossil Beds jest pomnikiem narodowym ustanowionym w celu zachowania i badania geologii i historii tego obszaru.

Historia

Nazwa Florissant pochodzi od francuskiego słowa oznaczającego kwitnienie. Pod koniec XIX wieku turyści i kopacze przybyli w to miejsce, aby obserwować dziką przyrodę i zbierać próbki do kolekcji i badań. Skamieniały Las, który jest dziś jedną z głównych atrakcji pomnika, stracił wiele ze swojej masy z powodu usuwania przez kolekcjonerów dużych ilości skamieniałego drewna z tego miejsca.

W latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych XIX wieku geologowie po raz pierwszy zmapowali ten obszar. Geolodzy z Hayden Survey odwiedzili ten obszar na początku lat 70. XIX wieku, a skamieniałe rośliny z pokładów opisał Leo Lesquereux , skamieniałe owady Samuel Hubbard Scudder , a skamieniałości kręgowców Edward Drinker Cope . Formacja została po raz pierwszy formalnie nazwana Florissant Lake Beds przez Charlesa Whitmana Crossa w 1894 roku.

W 1969 roku, po długiej batalii prawnej między lokalnymi właścicielami gruntów a rządem federalnym, utworzono pomnik narodowy Florissant Fossil Bed. Obecnie park odwiedza rocznie około 60 000 osób i jest miejscem trwających badań paleontologicznych. Sama formacja została przemianowana na Formację Florissant w 2001 roku, aby spełnić wymagania Północnoamerykańskiej Komisji ds. Nomenklatury Stratygraficznej.

Geologia

Zdjęcie lotnicze z 2013 roku

Od późnego eocenu do wczesnego oligocenu, około 34 miliony lat temu, obszar ten był środowiskiem jeziornym z sekwojami. Piwnica to proterozoiczny postarzany granit Pikes Peak. Istnieje niezgodność między granitem Pikes Peak a następną jednostką, tufem Wall Mountain. Ogromna niezgodność jest spowodowana erozją, która wystąpiła podczas wypiętrzenia współczesnych Gór Skalistych, orogenezy Laramide . Wall Mountain Tuff został zdeponowany w wyniku dużej erupcji z odległej kaldery . Sama formacja Florissant składa się z naprzemiennych jednostek łupków, mułowców, konglomeratów i złóż wulkanicznych. Istnieje sześć opisanych jednostek w ramach formacji Florissant. W kolejności od dołu do góry: dolna jednostka łupkowa, dolna jednostka łupkowa, środkowa jednostka łupkowa, jednostka nadkładkowa, górna jednostka łupkowa i górna jednostka pumeksowa. Każda z jednostek łupkowych reprezentuje środowiska jeziorne, złożone z bardzo cienkich łupków bogatych w skamieniałości, które przeplatają się z tufami z erupcji. Dolny mułowiec został zinterpretowany jako środowisko strumienia, a górna część jednostki to laharu . Mułowce osadzały się na dnie doliny, ale nie w jeziorze. Oddzielenie jednostek łupkowych osadami niejeziornymi może oznaczać, że istniały dwie generacje osadów jeziornych. Lahary , które przechodziły przez dolinę, mogły spiętrzać dolinę, umożliwiając powstanie jeziora. Środkowe i górne jednostki łupkowe zostały następnie zdeponowane w drugiej generacji jeziora. Konglomerat caprock został zdeponowany, gdy duży lahar przeszedł przez dolinę i zgromadził się na dnie jeziora.

Orogeneza Laramide, która stworzyła współczesne Góry Skaliste, wypiętrzała ten obszar na zachód od końca kredy , chociaż dokładny czas orogenezy jest przedmiotem dyskusji. Od późnego eocenu do wczesnego oligocenu zaczęły pojawiać się epizody wulkaniczne na południowy zachód od obszaru Florissant. Te epizody erupcji osadzałyby popiół i inne szczątki wulkaniczne w lokalizacji Florissant, a materiał wulkaniczny byłby jednym z najważniejszych czynników w fosylizacji roślin i zwierząt, które są tak obfite w formację. Łupki papierowe zawierające skamieniałości są przeplatane większymi złożami materiału wulkanicznego.

Większość skał osadzonych po oligocenie i przed plejstocenem uległa erozji. Większość pozostałych jednostek składa się z klastów zwietrzałego granitu Pikes Peak, wulkanów i błota, które zostały przetransportowane przez strumienie przepływające przez ten obszar. Niektóre kości mamutów zostały znalezione w tych jednostkach i są datowane na około 50 000 lat.

Pole wulkaniczne trzydzieści dziewięć mil

Duży skamieniały kikut Sequoia affinis w pomniku narodowym Florissant Fossil Beds

Około 25–30 kilometrów na południowy zachód, seria stratowulkanów, podobnych do współczesnych wulkanów, takich jak Mt. Helens, rozwijała się i okresowo wybuchała. Nazywany Guffey , w obrębie większego pola wulkanicznego Thirtynine Mile , wulkan miał erupcje, które obejmowały kopuły, strumienie lawy i zdarzenia piroklastyczne. Popiół z tych wydarzeń osiadł na całym obszarze, a lahary płynęły dolinami. Popiół, który opadł, stworzył tuf, a lahary utworzyły mułowce i konglomeraty formacji Florissant.

Florissant został osadzony w paleowalnej dolinie po tym, jak jeden z laharów zatamował ją. Powstałe jezioro rozrosło się do 36 km ² . Były dwa cykle środowisk jeziornych. Pierwsze utworzyło dolną jednostkę łupkową, podczas gdy drugie jezioro utworzyło środkową i górną jednostkę łupkową. W końcu wulkany stały się uśpione i zaczęły erodować. Z biegiem czasu wulkany uległy erozji do tego stopnia, że ​​nie ma już ich widocznych śladów na powierzchni. Zamiast tego eoceńska powierzchnia erozyjna jest jedyną pozostałością po wulkanach tego obszaru.

Skamieliny

Kwiat Florissantia speirii

Materiał wulkaniczny, który spowodował tak duże zniszczenia, doprowadził do zachowania skamieniałości w łupkach i mułowcach formacji Florissant. Gdy popiół osadzał się na krajobrazie, był przenoszony przez wodę przez strumienie i lahary do jeziora. Lahary pokryły następnie podstawę żyjących wówczas sekwoi, a pnie drzew stały się stwardniałe i skamieniałe. Poprzez permineralizację osady znajdujące się w wodach gruntowych przepływały przez pnie drzew, zastępując pierwotną materię minerałami krzemionkowymi, zastępując materię organiczną krzemionką. Ten proces mineralizacji doprowadził do zachowania pniaków drzew.

W samym jeziorze osady wulkaniczne były okresowo osadzane w jeziorze w wyniku bezpośredniego osadzania się lub wietrzenia. Materiał wulkaniczny był bogaty w krzemionkę. W jeziorze żyły wówczas okrzemki , których skorupy również składały się z krzemionki. Napływ większej ilości krzemionki spowodował zakwit okrzemek w jeziorze. Ponieważ populacja okrzemek masowo wzrosła, stres związany z epizodami wulkanicznymi spowodował jednocześnie duże wymieranie lokalnej fauny i flory . Gdy rośliny i zwierzęta wymarły, ich liście i ciała wpadły do ​​jeziora i ostatecznie na dnie jeziora zgromadziły się duże ilości materii organicznej. być może co roku, gdy w jeziorze gromadziły się spływy deszczowe, powodując cykliczne zakwity i obumieranie okrzemek. Zakwity i obumieranie okrzemek stworzyły warstwy osadów popiołu i gliny, zwane kupletami, w wyniku czego powstało wiele cienkich warstw. Każda mikrowarstwa popiołu i gliny była zagęszczana przez nakładanie osadów w celu utworzenia „papierowych łupków” (zwykle o grubości od 0,1 do 1,0 mm). W tych papierowych łupkach można znaleźć najlepiej zachowane skamieniałości. Na podstawie tych informacji oszacowano, że jezioro mogło istnieć od 2500 do 5000 lat, jeśli kuplety okrzemek reprezentują roczne cykle.

Skamieniały pień sekwoi z widocznymi słojami

Paleoflora

Skamieniały liść zachowany w najdrobniejszych szczegółach

W łóżkach formacji Florissant występuje duża różnorodność roślin, od dużych sekwoi po mikroskopijne pyłki. Skamieniały las jest jedną z głównych atrakcji turystycznych przy pomniku z około 30 zachowanymi pniakami. Należą do największych skamieniałych pniaków na świecie. Większość pniaków zidentyfikowano jako należące do Sequoia affinis , bliskiego krewnego współczesnej sekwoi przybrzeżnej ( S. sempervirens ). Drzewa te mogły mieć nawet 60 m (200 stóp), dopóki nie zostały zabite przez lahary duszące dopływ tlenu do ich korzeni. Badania dendrochronologiczne słojów drzew dały szacunkowy wiek 500–700 lat, kiedy drzewa zostały zabite i zakopane. Część pniaków należy do roślin okrytonasiennych .

Formacja Florissant jest również znana ze skamieniałych liści i odcisków, jakie wywarły. Istnieją również okazy owoców, nasion, szyszek i kwiatów, które są zachowane w papierowych łupkach formacji. Większość liści pochodzi z drzew i krzewów. Dominującą paleoflorą są rośliny okrytozalążkowe, ale występują również drzewa iglaste.

Niektóre szyszki, liście i pyłki zostały zidentyfikowane jako pochodzące z sekwoi. Istnieją wyraźne różnice między skamieniałym Sequoia affinis a współczesnymi sekwojami Kalifornii. Liście w skamielinach są cieńsze, a szyszki żeńskie są mniejsze niż we współczesnych przykładach. W pokładach łupków Florissant zidentyfikowano ponad 130 gatunków pyłków. Gatunki te reprezentują próbki z wielu różnych siedlisk, które znajdowały się w pobliżu i wokół jeziora, a także dalej w górę doliny.

Dominującym typem glonów krzemionkowych występujących w łóżkach są okrzemki bentosowe. Są łatwe do skamieniałości ze względu na ich krzemionkowe muszle. W okresach wulkanizmu napływy krzemionki z popiołów wulkanicznych prowadzą do zakwitów glonów, które prowadzą do mat algowych i wyjątkowej ochrony skamieniałości. Florissant jest znaczący, ponieważ jest jednym z najwcześniejszych znanych przykładów okrzemek słodkowodnych.

Fauna

Większość skamieniałości zwierząt znalezionych w Florissant to bezkręgowce , ale znaleziono wiele okazów kręgowców . Przy tak dużej liczbie gatunków zidentyfikowanych w tym miejscu staje się oczywiste, że środowisko było idealne dla dużej liczby zwierząt do przeżycia na tym obszarze. Wspaniałe zachowanie tych zwierząt daje wgląd w środowisko, w którym przeżyły, a także niektóre aspekty ich zachowania.

Bezkręgowce

Skamieliny bezkręgowców Florissant to stawonogi , takie jak pająki, krocionogi , owady i małżoraczki ; oraz mięczaki , takie jak małże i ślimaki. Spośród nich najbardziej znaczące wydają się być pająki i owady, których ponad 1500 gatunków zidentyfikowano w pokładach skamielin.

Palaeovespa florissantia , kopalna osa , tworzy logo pomnika narodowego Florissant Fossil Beds

Pajęczaki są dobrze reprezentowane w Florissant, głównie duża różnorodność pająków. Możliwe były również przykłady żniwiarzy i długonogich tatusiów . Mogą istnieć pewne dowody na istnienie roztoczy żółciowych , ale nie odkryto jeszcze w pełni zidentyfikowanych skamieniałości ich ciał. Niezwykłym aspektem pająków znalezionych w formacji jest to, że nie można ich znaleźć ze zwiniętymi nogami, ale zamiast tego są w pełni rozciągnięte. Może to wskazywać, że zginęli w cieplejszej temperaturze lub w kwaśnych wodach. Owady występujące w warstwach jesionowo-ilastych są różnorodne i liczne. Majki , ważki , damselfly , koniki polne , świerszcze , pasikoniki , karaluchy , termity , skorki , przędziorki , cykady , muchy wężowe , sieciarki , chrząszcze , muchy , komary , motyle , ćmy , osy , pszczoły , mrówki i inne owady znaleziono we Florissant. Spośród nich chrząszcze są najbardziej zróżnicowane i dominują pod względem liczby okazów znalezionych jako skamieliny. Około 38% okazów znalezionych w pokładach kopalnych to odmiany chrząszczy. Te skamieliny to owady wodne i lądowe, dające wgląd w ekologię i biologię tego obszaru.

Uważa się, że małżoraczki żywiły się glonami na dnie jeziora. Większość skamielin małżoraczków pochodzi z zachowanych pancerzy lub przydatków żerujących. Do tej pory opisano tylko jeden gatunek małżoraczków. Zidentyfikowano kilka mięczaków słodkowodnych, w tym słodkowodnych i lądowych. Najliczniejszym mięczakiem zidentyfikowanym we Florissant są ślimaki .

kręgowce

Skamieliny kręgowców w Florissant to głównie małe fragmenty niekompletnych kości. Opisano kilka gatunków kręgowców, głównie ryb, ale także ptaków i ssaków. Wśród ryb odkrytych na miejscu znajdują się między innymi łuski , odrosty , sumy i okonie pirackie . Większość z nich zamieszkiwała dno, z wyjątkiem okoni, a wielu tolerowało złe warunki wodne. Większość ryb znaleziono w tych samych warstwach łupków w porównaniu z innymi warstwami łupków. Może to wskazywać, że w historii jeziora było więcej znośnych okresów dla populacji ryb niż w innych okresach.

W łóżkach znaleziono trzy przykłady ptaków, w tym kukułkę . Większość szkieletu została utracona, ale wciąż było wystarczająco dużo cech diagnostycznych, aby zidentyfikować ptaka. Istnieją również przykłady kras i ptaków przybrzeżnych . Inne ptaki były opisywane we wczesnej literaturze z XIX wieku, ale dokładna identyfikacja tych okazów nie jest możliwa z powodu braku informacji.

Ssaki prawie nie istnieją w łupkach, jak dotąd odkryto tylko jeden okaz małego oposa . W dolnych jednostkach mułowcowych znajdują się próbki złamanych kości konia, brontothere i oreodonta . Koń byłby mały, mniej więcej tak duży jak pies średniej wielkości, z trzema palcami u każdej stopy. Wszystkie te informacje są oparte na kompletnej żuchwie. Największym dotychczas odkrytym ssakiem jest brontothere , zwierzę wielkości słonia z parą grubych rogów na czubku głowy. Wszystkie te informacje opierają się na fragmentach kręgów i małych fragmentach szkliwa zębów. Oreodont to wymarła rodzina, która przypomina współczesne owce i świnie. Jedynym okazem oreodontu jest fragment szczęki. Inne ssaki zostały opisane w formacji na podstawie okazów zębów. W sumie we Florissant odkryto i opisano około tuzina taksonów ssaków.

Co zaskakujące, nie odnotowano żadnych gadów ani płazów z Florissant, gdzie można by się ich spodziewać. Nie zaproponowano wyjaśnienia braku, biorąc pod uwagę blisko 40 000 okazów z tego miejsca znajdujących się w muzeach. Toksyczność wody spowodowana aktywnością wulkaniczną może być winna, ale istnieją udokumentowane przypadki zwierząt wodnych w jeziorze.

Paleoklimat

Rośliny kopalne, a zwłaszcza ich liście, były najbardziej użytecznym źródłem informacji o paleoklimacie w okresie depozycji formacji florystycznej. Rośliny mają średnio mniejszą tolerancję na zmiany klimatyczne, podczas gdy wiele zwierząt może być mobilnych i reagować na szybkie zmiany sezonowe lub dzienne.

Porównywanie kopalnych roślin i liści do współczesnych analogów umożliwia wyciąganie wniosków na temat klimatu na podstawie podobieństw fizjologicznych i morfologicznych. Jednym z najlepszych sposobów na to jest badanie cech znalezionych liści. Patrząc na fizjonomię lub analizę ogólnego wyglądu w oparciu o czynniki klimatyczne, oszacowano, że średnia średnia temperatura (lub MAT) wynosi około 13 ° C, znacznie cieplej niż współczesna MAT we Florissant, wynosząca 4 ° C. Oszacowano również, że MAT wynosiła od 16 do 18 ° C, na podstawie porównań z najbliższymi żyjącymi krewnymi roślin. Istnieją również przesłanki, że sezonowe zmiany na tym obszarze nie były tak duże, jak obserwuje się to w czasach nowożytnych. Szacunki MAT, oparte na pyłkach, podają temperaturę nawet do 17,5 ° C, ale pyłki są prawdopodobnie mniej diagnostyczne niż liście. .

Opierając się na niewielkich rozmiarach i cechach zębów, oszacowano, że opady od późnego eocenu do wczesnego oligocenu wynoszą około 50-80 centymetrów rocznie, z wyraźną porą suchą. Jest to znacznie bardziej wilgotne niż średnia 38 cm, która przypada na ten obszar w czasach nowożytnych. Większość opadów przypadałaby na okres od późnej wiosny do wczesnego lata, z rzadkimi opadami śniegu w zimie.

Analiza słojów drzew wskazuje, że środowisko, w którym rosły sekwoje w czasie osadzania się osadów, byłoby nawet bardziej sprzyjające niż obecny klimat, w którym rosną sekwoje w Kalifornii. Średnia szerokość słojów, po jednym roku wzrostu, jest większa niż szerokość sekwoi w środkowej Kalifornii. Pod koniec eocenu globalna temperatura zaczęła spadać. Jednak ten epizod globalnego ochłodzenia nie jest wskazany w zapisie kopalnym z Florissant.

paleosiedliska

Skamieniałe glony i wodne rośliny okrytozalążkowe wskazują, że jezioro było słodkowodne i płytkie. W pobliżu strumieni i brzegu było dużo wilgoci, co pozwalało na wzrost bujnej roślinności. Jednak dalej na zboczach występowała roślinność bardziej przystosowana do suszy. U podstawy doliny w krajobrazie dominowały drzewa (takie jak sekwoje). Podszyt tego lasu składałby się z mniejszych drzew i krzewów. Nastąpiłoby stopniowe przejście między różnymi siedliskami od podstawy doliny w górę zboczy, z pewnym nakładaniem się między nimi.

Owady z tego obszaru również wskazują na inne siedliska. Istnieją wyłącznie owady wodne, takie jak ważki, które całe życie spędziłyby na jeziorze lub w jego pobliżu. Tymczasem pszczoły i motyle wolałyby więcej otwartych przestrzeni na okolicznych zboczach i łąkach.

Paleowysokość

Wczesne szacunki wysokości łóżek Florissant określono na 300–900 metrów, znacznie mniej niż współczesna wysokość 2500–2600 metrów. Jednak nowsze szacunki oparte na paleoflorze podają znacznie wyższą elewację w eocenie. Zaproponowano zakresy od 1900 do 4100 metrów. Wskazywałoby to, że globalna zmiana klimatu, a nie wypiętrzenie tektoniczne, byłaby główną przyczyną zmieniających się środowisk na tym obszarze. Rzeczywista wysokość obszaru Florissant w eocenie jest nadal określana. Chociaż większość analiz wykorzystujących paleoflorę dotyczy obszaru położonego wyżej niż w czasach współczesnych, istnieją dowody na to, że wysokość była tak niska, jak wcześniejsze szacunki.

Zobacz też

• Formacja Green River , podobnie skamieniała, ale starsza słodkowodna formacja eocenu w Górach Skalistych Kolorado.
• Vima Wrighta
• Lista pomników narodowych Stanów Zjednoczonych

Linki zewnętrzne

• Pomnik narodowy Florissant Fossil Beds (Służba Parku Narodowego)