2021年2月15日 星期一

瓜達盧佩山國家公園(Guadalupe Mountains National Park) - 地質歷史(Geologic History)

地質歷史
二疊紀發生在2億9900萬年到2億5100萬年前,那時地球上的生命已經開始複雜化,除了早期的藻類和蘚苔,也開始有兩棲類、魚類和昆蟲。二疊紀早期和中期,所有的洲還合在一起稱做盤古大陸(Pangea),現今新墨西哥州和德州在當時的位置大約位於盤古大陸的西邊邊緣上,且靠近赤道。盤古大陸的周遭都是海洋,但有一條名為霍維峽彎(Hovey Channel)的狹窄水道穿過大陸,將二疊紀盆地(Permian Basin)和海洋相連,那條水道覆蓋現在墨西哥北方和美國西南方。二疊紀盆地有三條不同方向的狹長海道,分別為馬發(Marfa)、達拉威(Delaware)和中土盆地(Midland Basins)。其中的達拉威海道覆蓋現今德州西部和新墨西哥州東南部大約長240公里,寬120公里的範圍。

在二疊紀中期,珊瑚礁開始在達拉威海道的邊緣生成,這些珊瑚礁被命名為酋長珊瑚礁(Capitan Reef),接下來幾百萬年這些珊瑚礁開始蓬勃生長,不斷擴張,直到2億6000萬年前環境改變不再適合珊瑚礁生長為止。二疊紀盆地也不再和海相連,使得達拉威海道蒸發速度大於水補充的速度,礦物質也因為水不斷的蒸發而沉澱在海道底部,形成薄薄一層取代原本底層的鹽和泥。經過數百萬年的不斷沉積,最終這些礦物質將盆地和珊瑚礁完全覆蓋。目前這些山脈是世界上保護最好的珊瑚礁化石之一。

大約在8000萬年前,地殼開始擠壓北美大陸的西邊,導致德洲西部和新墨西哥州南部慢慢地被抬升,大約在3000~2000萬年前,在達拉威海道的西邊形成了陡峭的斷層帶,這些斷層帶在這2000萬年之間的移動讓被埋藏的酋長珊瑚礁(Capitan Reef)被抬升了數千英呎,這些岩石經由風和雨將沉積層侵蝕殆盡,讓比較抗風化的珊瑚礁化石層顯露出來,也就是現在的瓜達盧佩山脈,這座山脈在2億6500萬到2億6000萬年前曾位於達拉威海的海底。

酋長珊瑚礁(Captain Reef)顯露
目前的瓜達盧佩山是由珊瑚礁、後珊瑚礁、前珊瑚礁和盆地沉積物所構成,下圖的顏色對照表顯示不清,由左到右分別為後珊瑚礁、珊瑚礁、前珊瑚礁和盆地沉積物。

珊瑚礁(reef)
瓜達盧佩山的珊瑚礁由酋長石灰岩(Capitan limestone)組成,定義和現今由珊瑚堅硬外殼組成的珊瑚礁不同,酋長珊瑚礁是由植物和動物的骨骸堆積所形成,藻類、海綿和苔癬蟲(Bryozoans)這些無脊椎動物的骨骸會被附生有機物產生的硬殼包覆(encrusting organisms),最後就變成堅硬的珊瑚礁岩。酋長岩(El Capitan)就是由數千英呎高的酋長石灰岩組成,是目前瓜達盧佩山國家公園最顯著的地標。

後珊瑚礁(back reef)
在珊瑚礁和古代海岸線之間,這裡的海浪和海流相對較低較慢,只有細小的沉積物會被帶到這塊區域,而且這裡的水通常較無對流、較泥濘且鹽分較高,這裡的水通常含有大量的鎂,和石灰岩結合變成白雲石(dolomite)。雖然這裡鹽分較高,但是一些動物如腕足動物門(Brachiopods)、海百合(Crinoids)和竹蜓(Fusulinids)仍然可以生活在這裡。

前珊瑚礁(fore reef)
這一區通常是海浪拍打珊瑚礁所產的的碎片,除了珊瑚礁碎片外,也有石灰泥(lime mud)和三葉蟲(Trilobites)、腕足動物門(Brachiopods)、海膽、藻類和蘚苔蟲的化石,因此前珊瑚礁不會像珊瑚礁區一樣堅硬。

盆地(Basin)
盆地大約在前珊瑚礁前的800公尺深處,從珊瑚礁區沉降下來的碎片會在盆地底部漸漸形成一層薄薄的黑色石灰岩,有些有機物在靜止的深海中分解,會耗掉底部所有的氧氣,所以大部分的有機物都會慢慢的被埋掉,經過幾百萬年後,熱和壓力就會把這些有機物轉變為石油或天然氣。

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