Messinian Salinity Crisis causes and effects

Hipoteza, że Morze Śródziemne wyschło tworząc ogromną depresję, czyli istnienie Mesyńskiego Kryzysu Salinarnego (późny miocen) została wysunięta jeszcze w XIX wieku. Potwierdzenie tej hipotezy nastąpiło w 1970 roku podczas ekspedycji OSDP. Ogromna ilość ewaporatów, leżąca pod dnem morskim sugeruje, że morze kiedyś wyschło, a ogromna ilość soli skumulowała się na dnie. Od czasu tej ekspedycji oceanograficznej opublikowano wiele artykułów dyskutujących to zagadnienie bazujących na badaniach sedymentologicznych, geochemicznych i geofizycznych, a także modelujących wpływ tego epizodu na cyrkulację oceaniczną, atmosferę i klimat. Niniejsza praca jest oparta na wyborze najnowszych publikacji dotyczących Messyńskiego Kryzysu Salinarnego. Rozpoczął się on około 5,96 miliona lat temu w messynie czyli późnym miocenie, kończąc się tzw. potopem Zankleańskim 5,33 miliona lat temu (pliocen). Najbardziej miąższa sekwencja ewaporatowa rozpoznana została na Sycylii, na którą składa się ok. 3,5 tysiąca m osadów. Typowe dla messynu sekwencje rozpoczynają się grubym pokładem gipsu selenitowego, przechodzącym w łupki, dolomity, halit, wapień i kończą się na gipsie. W ewaporatach mesyńskich obserwuje się siedem do dziesięciu cykli przypisywanych „astronomicaly forced climatic changes”, czyli między innymi precesji. Miąższe sekwencje ewaporacyjne rozpoznano w basenach Jońskim, Herodota, Lewantyjskim, Algiersko-Prowansalskim, Alborańskim i Tyrreńskim .Pierwotną przyczyną prowadzącą do Mesyńskiego Kryzysu Salinarnego były ówczesne wydarzenia tektoniczne związane z kolizją płyt Afrykańskiej z Euroazjatycką, które najpierw doprowadziły do odcięcia basenu Neotetydy od Oceanu Indyjskiego, a później do kilku epizodów zamykania i otwierania się cieśnin w rejonie Gibraltaru prowadzając do zaniku bądź przywrócenia cyrkulacji z oceanem. W efekcie Morze Śródziemne wysychało, a lokalnie istniejące resztkowe baseny wypełnione były solankami lub wodami brakicznymi w zależności od cyklu klimatycznego. W czasie izolacji na prądy Oceanu Atlantyckiego nie miał wpływu ciepły prąd wody śródziemnomorskiej, co modyfikowało cyrkulację oceaniczną w stosunku do współczesnej. Kryzys messyński prawdopodobnie mógł nieznacznie wpłynąć na klimat globalny, oziębiając go na północy i ocieplając na południu. Zmiany klimatyczne są rejestrowane w zapisie izotopowym. Kryzys umożliwił migrację zwierząt afrykańskich na wyspy śródziemnomorskie, a także przyczynił się do wymarcia przed-messyńskiej fauny morskiej. W ten sposób zaniknęła fauna tetydzka, a zastąpiła ją atlantycka. Badania przyczyn i skutków Messyńskiego Kryzysu Salinarnego pozwalają lepiej zrozumieć procesy prowadzące do powstania miąższych serii ewaporatów w przeszłości geologicznej.

By the time the OSDP expedition in 1970 had confirmed the existence of the Messinian Salinity Crisis, its occurrence was merely a hypothesis put forward at the end of XIX century. Great amount of the evaporites which lie below the deep floor of the Mediterranean Sea suggest this sea had dried up and left a thick sequence of evaporites. In elevated areas of the basin an erosional surface also occurs suggesting sea level dropped. Since then a number of studies have discussed causes and effects of this phenomenon. This bachelor’s thesis is based on the selected number of the recent publications dealing with Messinian Salinity Crisis. Herein discussed publications include sedimentological, geochemical and seismic studies as well as research describing the impact that the Messinian Salinity Crisis had on the oceanic circulation, atmosphere and climate. The crisis started about 5,96 Mya during the Messinian (Late Miocene) and ended with a Zanklean deluge 5,33 Mya years ago in Zanklean (Pliocene). The thickest evaporative sequence was recognized onshore in Sicily, and consists of about 3500 meters of sediments, but they underlie the sea floor in the abyssal Ionian, Herodotus, Levantian, Algerian-Provencal, Alboran and Tyrrhenian basins. Messinian evaporates are represent by gypsum, anhydrite, halite and associated clastics (e.g. erosional conglomerates). In the Messinian sequence the evaporation cyclicity is recorded and most likely reflects astronomically forced climatic changes, for example precession. Although the consensus has been reached that the main reason for the phenomenon of the sea desiccation was tectonic episodes caused by collision of the African and Eurasian plates, together with an eustatic glacial lowering of the sea level, extend of the sea drying is further discussed. Those tectonic events lead up to the alternately occurring episodes of closing and opening of straits/seaways in the Gibraltar region that were associated with circulation declines or restorations. As a result the Mediterranean Sea was drying up and residual local basins located in the deep part of the formed depression were filled with saline or brackish waters (Lago Mare) depending on the climatic cycle. If the Atlantic Ocean don’t have the access to warm Mediterranean waters, it would modify oceanic currents. Therefore, the Messinian Salinity Crisis probably could have been an important factor into global climate that chilled “the North” and warmed up “the South”. The climate changes have been also registered in biomarkers, for example in their hydrogen isotopes composition. The crisis contributed to the migrations of the African animals to Mediterranean islands and to the marine fauna extinction. In that way the Tethys fauna had been vanished before the Atlantic fauna appeared. Research dealing with Messinian Salinity Crisis can help us to better understand processes leading to the formation of thick evaporite series at geological past.