От карбон до триас - огненият танц на континентите

В края на Палеозойската ера Земята от преизпълнена с живот планета се превръща в динамично променящо се пространство, обхванато от смъртоносни стихии, причинили най-голямото измиране.

Разчитането на записаната в скалните пластове геоложка история безпристрастно описва титанични събития, предизвикателство и за най-развитото въображение - сблъсъкът на южния континент Гондвана със северния Лавразия, свързването им в единствен супергигантски континент Пангея (на Вегенер) в края на перм и началото на неговото разломяване от новородения океан Тетис.

Трудно е да се определи процесът на измиране във времето, защото непрекъснатите стратиграфски разрези, които преминават границата перм-триас са много редки. Глобални несъгласия отразяват този критичен интервал на почти всички континенти. Това се дължи на рязкото спадане на морското ниво във всички морски басейни, което е причинило интензивна ерозия, надвишаваща значително седиментацията.

Най-показателен и непрекъснат стратиграфски разрез на перм-триаска седиментация се намира в Южен Китай. Там палеонтолозите са фиксирали най-горната част на перма с един пласт, непредставен никъде другаде на континентите. Над него се разполага около 1 м дебел преходен пласт, в който повечето вкаменелости са преживелите пермския период, а има и такива, които са типични за триаса на много други места по света, като миди, охлюви и амоноидеи. Основни палеозойски организми (фузулини, ругози, табулати и трилобити), са намерени в седименти, разположени на 2 м под преходния пласт. Процесът на измиране е бил внезапен за тези типични пермски представители и някои стратиграфи поставят горната граница на пермския период (и палеозойската ера) в основата на преходния пласт. Причините за тази катастрофа в организмовия свят все още не са напълно изяснени.

Най-забележителната особеност на тази епоха в глобален аспект e активната магмена и вулканска дейност и оформянето на многобройни вулкано-плутонични комплекси, образуващи дълъг пояс от северните участъци на Южна Америка, Мароко (Северна Африка), южната и средна половина на Европа: Иберия, Франция, южните участъци на Англия, п-в Корнуел, Германия, Полша, пространството на Алпите, Карпатите, Балканите, Скитската платформа, Предкавказието, Южнотуранската плоча, Централен Казахстан, Южен Тян-Шан, Руден Алтай и Монголо-Охотската нагъната област.

ХРОНОЛОГИЯ НА СЪБИТИЯТА
Гондвана се придвижила на север със завъртане обратно на часовниковата стрелка до южната активна континентална окрайнина на Лавразия, имаща дължина над 2500 - 3000 km от северната част на Южна Америка до Кавказ. Започва да се отваря Тетиският океан, като микроконтинентите Памир, Южен Китай и Югоизточна Азия продължават да се отделят от северния край на Гондвана.

Тези движения на основните литосферни плочи предизвиквит значителни орогенни изяви в колизионните зони. Реално се съществяват през горен карбон-перм и постепено затихват през долен-среден триас. Това е времето на обединение на Гондвана и Лавразия и формирането на единния суперконтинент Пангея, простиращ се от полюс до полюс.

През триас завършва господството на геократните условия, продължили повече от 100  милиона години. Тектонските движения, проявили се в края на триаса не само в Югоизточна Европа, но и на други места по света са по-скоро финална фаза на херцинската тектонска ера. Тези условия започват през среден карбон и зъвършват през триас.

Късният триас завършва с крупно събитие, с епохата на интензивни тектонски дефомации на компресия, известна като Раннокимерска в Европа или Индосинийска в Азия. Тази епоха е свързана с най-мощните трапови разливи на вулканити в историята на Земята: Индия, Среден Сибир и в Драконовите планини на Южна Африка.

ХЕРЦИНСКИ ОРОГЕН
За нас е любопитно какво се е случвало на днешната територия на България.

Сблъсъкът на континентите и образуването на суперконтинента Пангея води до издигането на високи планински вериги. В Европа те са известни като Херциниди, в Северозападна Африка – като Мавританиди, а орогенезата – като Херцинска. В Северна Америка Херцинската орогенеза се нарича Алегенска. Образуването на нови планински системи в заключителните фази на Херцинския цикъл е довело до нарастване на размерите на Херцинидите и увеличаване (акреция) на площта на континентите.

Формирането на херцинския ороген в резултат на серия от тектонски деформации (Судетска, Ерцгебирска, Астурийска, Заалска) се изразява в образуване на обширни издигания (планини) внедряване на плутонити, активен вулканизъм, нагъвания и широка регресия на Световния океан.

Пространствата на херцинския ороген са огромни - от Южна Англия до Българската плоча (южната част на Лавразия), разпространението на вулкано-плутонични скални комплекси в цяла Европа, включително и в България е много широко.

Южната окрайнина на Лавразия през късния карбон и перма е започвала южно от днешния Дардански масив (реално Българската плоча), Степен Крим, Голям Кавказ, Централен Афганистан, Памир, Северен Тибет, до Цинлин в Китай. От Лавразия на юг е съществувал океанът Палеотетис, който при сближаването на континентите постепенно се е затворил, а океанската земна кора е потънала в мантията (процесът субдукция), предизвиквайки магмената активност.

На юг от периферията на Лавразия е съществувала активна междуконтинентална окрайнина, от типа на днешното Тихоокеанско крайбрежие на Южна Америка и Андите. Такива са били районите на Предбалкана, Стара планина, Средногорието, напоследък се доказа и в Родопите, Краище и Дарданския масив. Горнокарбонските и раннопермските седиментни скали доказват, че нашата територия е била суша. Пермски седименти има в Стара планина и Предбалкана, установени са още в Мизийската платформа, Краище, Средногорието и в Странджа. Скалите са с типичен червеникав цвят, характерен за ариден пустинен климат или имат вулкански произход.

Херцинската орогенеза е резултат от комплексните колизии между Балтика и Южна Европа и между Южна Европа и Африка. Конвергенцията (събирането) на Южна Европа с Балтика и Африка от югозапад е започнало през ранния карбон. Окончателното свързване на тези три плочи е завършило в късния карбон за общо време само от 30 милиона години. Активната магмена дейност е продължила от 10 до 20 милиона години.

Херцинският ороген е нагънат пояс с неправилна форма и дължина 6000 km. Той е изграден от централно ядро от метаморфни и магмени комплекси и колизионни нагънати пояси от двете му страни. Неправилните граници на този глобален ороген отразяват неправилните континентални брегови линии преди колизията. Централните му части са представени от разнообразни докамбрийски и палеозойски метаморфозирани скали, процепени от гранитни интрузии - гранити. В България, особено в Стара планина и Средногорието се срещат крупни масиви предимно с гранодиорит-гранитов състав (Клисурски, Петрохански), а също Скрътският в Беласица и Игралищенският в Огражден.

Изключително важна особеност на къснопалеозойския летопис е широкото разпространение на въгленосните отложения. В тилната част на херцинския колизионен ороген се формира огромният за Западна Европа моласов въгленосен басейн от Южен Уелс през северна Франция, Белгия, Рурски басейн в Германия и завършващ в Чехия и Полша (Силезски басейн). Тук може да се добави и Донбас.

Пред херцинския орогена са се отлагали плиткоморски отложения в очертанията на днешна Южна България по края на Понтидите (Лавразия). Още по- на юг се е простирал субдукционният жлеб на Палеотетиса, по който океанската кора при активна континентална окрайнина е потъвала под Балтика (Лавразия) при малки ъгли от 20-30о, аналогична на днешната субдукция западно от Андите.

Територията на север от Измир - Анкарската сутура в Турция също е част от Понтидите, респективно Лавразия. Северно от тази сутура комплексът Каракая представлява акреционна призма и е част от стръмните приконтинентални склонове на дълбоководните океански падини (жлебове).

ЗОНАТА НА СУБДУКЦИЯ
Да си обясним по-точно събитията, които са се случили в зоната на субдукция на океанската кора на Палеотетиса под Лавразия. В късния палеозой Европа е принадлежала към континентална окрайнина от андски тип. Към Лавразия се е придвижвала младата океанска литосфера на Палеотетиса, чиято северна граница е преминавала вероятно по южната периферия на днешните Балкани (Българска плоча). В Южната окрайнина на днешния Балкански полуостров, очевидно във фронталната част на надхлъзгащата се плоча (Лавразия) при режим на активна континентална окрайнина са се разполагали бреговите и вулканичните хребети. Бреговите структури обикновено се характеризират с висока тектонска активност и ниска магматична. Именно в пределите на изброените структури се заражда континенталната кора. Крайбрежният (фронталният) хребет е нараствал чисто механично, защото той като булдозер е изстъргвал утайките на потъващата под него океанска плоча при субдукцията. Тези седименти се нагъват в гънки и намирайки се на значителна дълбочина претърпяват метаморфизъм при висок натиск и ниска температура.

Консумацията на океанската литосфера на Палеотетиса под Лавразия довежда до рифтинг по североизточната периферия на Африка, който по-късно преминава в спрединг и от него се откъсва ивица от микроконтиненти (Южен Тибет, Афганистан, Вътрешен Иран, Арменският масив (Арарат-Джулфа), вътрешноанадолските масиви (Киршехир, Мендерес), Атико-Цикладската област, Пелагония. По-рано тези древни терени се приемаха за срединни масиви. Всъщност те предствляват древни карбонатни платформени микроконтиненти, откъснати от Гондвана. Тази ивица от микроконтиненти, която се отделя от Гондвана започва да се движи на север към Лавразия. Южно от тях се заражда Тетис, който на югозапад опира до Северна Африка, Арабия, Индия, по- на изток – до Австралия и Нова Гвинея. Микроконтинентите през перм са се намирали южно от екватора в тропика, което определя аридния климат, причинил червеникавото оцветяване на всички утайки. Тези платформи активно са се придвижвали заедно с океанската литосфера при субдукцията и обдукцията, когато се осъществява пълната консумация на Палеотетиса под Лавразия. След това настъпва колизията между южната надхлъзгаща се периферия на Лавразия и авангардната платформена ивица от микроконтиненти от Панония до Южен Тибет и Индонезия. Към южната окрайнина на Лавразия през херцинската тектонска фаза са присъединени нагънатите планини (орогени) на Северна Африка, Испания, Франция, германските планини, а на изток европейският херцински ороген е достигал до територията на днешна България. Чрез херцинската орогенеза се ликвидира западната половина на Палеотетиса при образуването на супергигантския континент Пангея, обединил Лавразия и Гондвана.

На изток от Пангея остатъците от Палеотетиса широко се отварят към Панталаса (Палеопацифика). Северна сушева граница на този залив продължава на североизток през Кавказ, Централен Афганистан, Памир, Северен Тибет и далече на изток през Цинлин достига до древния Тихи океан (Панталаса). На запад от Балканската плоча Африка и Източно-Европейската платформа са били вече обединени в гигантския суперконтинент Пангея.

Територията на България е част от Херцинския палеозойски ороген на суперконтинента Пангея и този интервал с присъщния му ариден климат продължава около 75-80  милиона години, достатъчен постепенно да бъдат разрушени горнокарбонско-пермските планини и вече през триас в резултат на денудация (оголване) да се формира обширна равнина с речна система, ориентирана на юг, а по-късно и обширен епиконтинентален морски басейн. Т.н. Балканиден триас включва континентални теригенни, соленоносни и морски теригенно-карбонатни, карбонатни, глинесто-карбонатни отложения, образувани върху континентална плоча, постепенно заливана от епиконтинентално море. Морската инвазия е придружена от рифтов вулканизъм. Така Херцинският тектогенен етап реално завършва в края на ранния Триас и започва алпийският тектогенен етап.

ОТВАРЯНЕ НА ОКЕАНА ТЕТИС
В източната половина на Гондвана се залага началото на образуване на новия океан Тетис. На изток от Балканите продължава да съществува остатъкът от Палеотетиса - дълбок залив на Панталаса (Палеопацифика). По време на перм Пангея е представлявал един П-образен суперконтинент, простиращ се от полюс до полюс. Океанът Панталаса е покривал останалата част на земното кълбо. На изток от гигантския суперконтинент се простирал огромният клиновиден залив - западно разклонение на океана Панталаса. В този огромен залив на изток от Гондвана са съществували микроконтиненти, откъснати от Гондвана, които последователно са се причленявали към южната окрайнина на Лавразия. В техния тил започнал да се разкрива новият океан - Тетис.

Източници:
История на Земята, 2005, Христо Пимпирев
Динамика на България, http://www.space.bas.bg/SENS-2007/3-1.pdf
Земята – неспокойната планета, 2008, сборник