S u po r t de c u r s di sc i pl i n a
C u a te r n a r An de studiu III, Sem I
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
1. EVOLUŢIA GEOLOGICĂ DELIMITARE Ca vârstă absolută determinată radiometric, se admite intervalul cuprins între episoadele normale Olduvai şi Gilsa din epoca Matuyama, la 1,79-1,95 milioane ani î.e.n. La ultimul Congres pentru Studiul Cuaternarului ţinut în 1995, pe baza bunei corelaţii între extinderea pânzei continentale de ghiaţă în emisfera nordică la 2,8 –2,6 milioane ani î.e.n., modificarea vegetaţiei şi evoluţia organismelor, s-a făcut propunerea de a coborî limita Pliocen – Pleistocen la 2,58 milioane ani, la limita dintre epoca paleomagnetică normală Gauss şi cea inversă, Matuyama (P. Enciu, 1998). Cronologia pe baza glaciaţiilor
Cronologia alpină
În Munţii Alpi au fost separate şase epoci (faze) glaciare: Biber, Donau, Günz, Mindel, Riss, Würm. Primele două glaciaţii nu sunt suficient de bine precizate. Între epocile glaciare se intercalează epocile (fazele) interglaciare: Biber-Donau, Donau-Günz, Günz-Mindel, Mindel-Riss, Riss-Würm. Fenomenele glaciare alpine, care au fost cele dintâi şi cel mai bine cercetate, stau la baza împărţirii Cuaternarului în două etaje: * PLEISTOCENUL, corespunzător timpului în care au avut loc întinse glaciaţii, însoţite de mari coborâri şi ridicări ale nivelului mărilor şi oceanelor. * HOLOCENUL, în care intră timpul postglaciar (inclusiv timpul istoric), care este divizat în: - Tardiglaciar (când au mai avut avut loc scurte perioade de răcire dar nu glaciare); - Postglaciar "s. str." sau actual.
Cronologia nord-europeană
În nordul Europei, în care s-a extins o calotă glaciară din Peninsula Scandinavică, glaciaţiile au primit denumiri după locul unde ele au fost identificate: Brüggen, Eburon, Menap, Ellster, Saale, Vistula, cu interglaciaţiile: Eem, Holstein, Cromer, Waal, Tegelen.
Cronologia nord-americană
În bazinul fluviului Sf. Laurenţiu, s-au separat patru glaciaţii denumite: Nebrasca, Kansas, Illinois, Wisconsin, şi trei interglaciaţii: Aftonian, Yarmouth, Sangamon. Unii autori (Emilia Saulea, 1967) introduc glaciaţia Iowa şi intergalciaţia Bradyan înaintea glaciaţiei Wisconsin. Calota glaciară din Groenlanda, care s-a extins peste Canada şi nordul Statelor Unite ale Americii a fost denumită calota canadiană, laurentină sau nord-americană. Cronologia marină (Marea Mediterană) Cronologia marină a Cuaternarului a fost stabilită pe ţărmurile Mării Mediterane şi cuprinde patru etaje: CALABRIAN, SICILIAN, TYRRHENIAN, FLANDRIAN. -2-
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
Cronologia pe baza culturilor umane PALEOLITICUL cuprinde etapa folosirii uneltelor din piatră cioplită şi corespunde Pleistocenului. NEOLITICUL, este ultima epocă a uneltelor de piatră, în care climatul începe să semene cu cel actual şi omul devine sedentar, cultivă plante, domesticeşte animale, părăseşte peşterile şi construieşte primele adăposturi. Apare şi se dezvoltă industria metalelor, care începe cu epoca cuprului şi continuă cu epoca bronzului şi epoca fierului. Cultura pietrei a durat cca. 1 milion de ani, primele sale etape fiind lungi, următoarele, succedându-se în perioade din ce în ce mai mici. Cultura metalelor cunoaşte şi ea acelaşi gen de evoluţie, de la etape mai lungi la etape din ce în ce mai scurte.
DEPOZITE CUATERNARE Depozite glaciare
Gheţarii de calotă au transportat şi depus morene de fund alcătuite în partea centrală mai ales din blocuri eratice eterogene, iar pe flancuri şi la partea superioară, din pietrişuri prinse într-o masă nisipoasă-argiloasă (argile cu blocuri). În perioada de retragere postglaciară depunerile morenice au dat diferite forme minore de relief caracteristice. De asemenea gheţarii de calotă au transportat o masă voluminoasă de materiale eterogene, la partea periferică şi frontală. În timpul înaintării şi retragerii, aceste materiale voluminoase transportate au format drumlinuri, ösaruri, kamesuri şi morene frontale. Gheţarii montani au depus morene frontale şi de fund îndeosebi pe văile pe care au înaintat către zonele mai joase. Sub gheţarii cuaternari, în perioadele interglaciare sau în interstadii se formau mlaştini sau cursuri mici de apă care au dat naştere la depozite fluvio-glaciare (argile stratificate cu blocuri).
Depozite periglaciare
La limita calotelor glaciare, unde terenul rămânea totuşi îngheţat în profunzime, acesta se dezgheţa în sezoanele călduroase dar numai în zona superficială, formând o structură cu două strate, molisolul (sol mâlos superficial care îngheaţă iarna) şi pergelisolul sau permafrostul, stratul inferior permanent îngheţat. În urma distrugerii mecanice şi înmuierii neuniforme cauzate de îngheţul repetat, au luat naştere structuri criogene. La baza versanţilor s-au aşternut depozite de versant ritmic stratificate, iar în văi, podişuri şi câmpii, s-au aşezat depozite fluvio-glaciare, rezultate din spălarea morenelor de către apele provenite din topirea gheţarilor. Dintre aceste depozite, cele mai importante sunt pietrişurile. În regiunile periglaciare au mai intervenit şi procese de eroziune fluviatilă, cu depunerea de aluviuni, care s-au păstrat sub forma de terase. Unele depozite mlăştinoase au dat naştere la acumulări de turbă şi ligniţi.
Depozite fluvio-lacustre
Mişcările de ridicare, au favorizat accelerarea eroziunii, râurile depunând în cursurile inferioare ori în lacuri materialul transportat. În acelaşi sens a acţionat şi retragerea gheţarilor în fazele interglaciare. În zonele eliberate de gheaţă, râurile îşi lungeau cursurile şi îşi sporeau debitele. Multe dintre deltele actuale (Dunării, Gangelui, Brahmaputrei, etc.), s-au format în Cuaternar.
Depozite marine şi lagunare
Totalitatea depozitelor cuaternare depuse în mediu marin care pot fi observate astăzi, sunt depozite litorale şi formează terase marine. În Asia de sud est, în Cuaternar a -3-
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
continuat depunerea în avanfosa Siwalik, a molaselor cu depozite lacustre şi intercalaţii de pietrişuri. Dintre depozitele lagunare, se remarcă cele care s-au depus în timpul retragerii calotei scandinave, cunoscute sub numele de varve (fig. 1) Aceste depozite sunt constituite din alternanţe subţiri de argile şi nisipuri, sedimentate în apele de la marginea gheţarilor. Pătura de argilă corespunde înaintării calotei glaciare, care aduce prafuri înglobate, ce se depun sub formă de mâluri. Când gheţarul se retrage şi eroziunea aluvială se accentuează, apele aduc sedimente mai grosiere şi se depun nisipuri. Depozitele cuaternare de pe fundul oceanelor, puse în evidenţă în ultimele două decenii prin foraje marine, cuprind sedimente grosiere aduse de pe continent de marile fluvii şi de gheaţa plutitoare, dar mai ales mâluri organice cu faună de apă caldă ce alternează cu cele cu faună de apă rece. Astfel de depozite au fost depistate în Oceanul Atlantic şi mările adiacente: Marea Nordului, Marea Baltică, Marea Mediterană, Marea Caraibelor, în Pacificul de nord şi mările adiacente: Ohotsk, Japoniei şi Marea Chinei de Est.
Depozite deşertice
În zonele aride, s-au constituit depozite nisipoase cu formaţiuni de dune, fie în continuarea celor pliocene, fie pe terenuri nisipoase nou dezgolite. În Europa, unde ele s-au format pe terenurile lipsite de vegetaţie existente în timpul glaciaţiilor sau imediat după retragerea gheţarilor, acestea au fost de mai mică extindere. În zonele aride din Africa, Asia, Australia şi America de Nord, s-au format deşerturi noi, în afara arealurilor deşertice preexis-tente, în care peste dunele fosile s-au format altele noi.
Fig.1 -Formarea varvelor (după E. Antevs) a – gheaţă b – substrat c - varve
Loessuri şi depozitele loessoide
Prin transportul prafurilor de către vânturi şi depunerea acestora, s-au format loessuri şi depozite loessoide în regiunile cu climat arid, de stepă, în special la marginea regiunilor glaciare. Ele sunt cele mai caracteristice depozite cuaternare. În Ucraina loessul atinge azi grosimi de zeci de metri, iar în China grosimea loessului atinge 100 - 300 m. Loessul şi depozitele loessoide cuprind o zonă extinsă în părţile joase din Europa centrală şi de est (Câmpia Panonică, Câmpia Română, Podişul Dobrogean, Podişul Moldo-Podolic, Podisul Volanic, Podişul Rusiei Centrale şi marea câmpie dintre râurile Nipru-Don-Volga-Ural) care se continuă apoi în Asia în jurul paralelei de 40°, prin Deşertul Takla Makan şi Câmpia Turanului, apoi mai la nord-est, în Deşertul Gobi şi Podişul de Loess. În America de Nord, loessul ocupă aceiaşi zonă latitudinală, în jurul paralelei de 40°, în Podişul Colorado, Podişul Preriilor, bazinele râurilor Rio Grande, Missouri şi Arkansas, până la golful Houston. În America de Sud aceste depozite ocupă Pampasul iar în Africa, loessurile sau depus la marginea Saharei. Unii autori (V. Papiu, 1960) consideră leossurile un produs al prafurilor provenite din morenele rămase în urma topirii gheţarilor, aduse de vânturile care -4-
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
au bântuit în epocile interglaciare cu climat arid. Alţi autori (Emilia Saulea, 1967, J. Petrescu, 1990) din contră, consideră că ele s-au format în faze glaciare, dovadă fiind unele morene contemporane cu stratele de loess şi faunele de climat rece care le însoţesc. Condiţiile genezei depozitelor de loess constau în existenta unor spaţii vaste de deflaţie, lipsite de covor vegetal, cu un climat sec de tip deşertic, unde vântul puternic ridică praful, îl transportă şi îl depune în zonele adiacente. Astfel de condiţii favorabile pentru depunerea loessurilor, cel puţin în Europa, America de Nord şi de Sud, s-au putut realiza în Cuaternar numai în fazele glaciare la marginea marilor inlandsisuri, când zonele periglaciare erau lipsite de vegetaţie, climatul era rece, de tip deşertic, vântul era puternic şi avea loc distrugerea mecanică a solului prin îngheţ-dezgheţ (în interstadii). Loessul de la marginea deşertului saharian indică, după cercetările efectuate de G.Goudé-Gaussen (J. Petrescu, 1990), condiţii climatice ceva mai umede decât cele existente în prezent. Depunerea actuală a loessului în Asia şi alte zone cu condiţii favorabile, se produce în condiţii similare, adică existenţa unui pustiu destul de întins în care se ridică praful (deşertul Gobi) şi la periferia sa, a unei regiuni de stepă unde se acumulează (Podişul de Loess) dar într-un climat temperat. Rezultă că nu climatul, ci condiţiile amintite mai sus sunt cele care condiţionează depunerea loessului.
Depozite vulcanice
Se cunosc curgeri de lave cuaternare, în general bazaltice, în Europa, în Africa, în America de Sud şi Australia.
Evoluţia calotelor glaciare Gheţarii de calotă (continentali), se formează deasupra masivelor muntoase şi se
extind în zonele joase, ca o platoşă, acoperind părţi importante dintr-un continent. Diferenţa dintre gheţarii de munte şi cei de calotă provine în primul rând din faptul că cei de munte ocupă circurile glaciare sau numai un platou şi văile adiacente, pe care coboară sub formă de limbi, în timp ce gheţarii de calotă ocupă regiuni întinse, acoperind munţi, platouri, dealuri şi câmpii.
Calota scandinavă
Calota glaciară scandinavă, existentă încă din Pliocenul terminal, când ocupa numai zona muntoasă a Scandinaviei, s-a extins în Cuaternar cu avansări şi retrageri repetate, pentru ca la sfârşitul Pleistocenului să revină în limitele actuale (fig. 2). La începutul Pleistocenului, se constată dispariţia vegetaţiei de climat cald din Europa centrală şi extinderea în două etape (fazele glaciare Eburon şi Menap), a calotei scandinave peste actuala Mare Baltică, având ca efect regresiunea Mării Nordului. Urmează o fază de încălzire (Cromer) după care intervine o nouă răcire mai puternică în faza glaciară Elster, începând cu 480 mii ani BP, când marea calotă glaciară scandinavă a înaintat peste Marea Britanie, Olanda şi nordul Germaniei, ajungând în sud până la Viena şi în est până la Moscova şi Perm. Atunci Marea Baltică nu exista. În următoarea fază de încălzire Holstein, a avut loc transgresiunea Mării Nordului peste regiunea Holstein din nordul Germaniei, pentru ca în glaciaţia Saale, să aibă loc expansiunea maximă a calotei scandinave, care a inaintat în estul Europei cu două digitaţii sudice până la Harkov şi Volgograd. În faza interglaciară Eem, care a urmat, a avut loc o nouă transgresiune a Mării Nordului (Marea Eem) care a acoperit şi nordul Germaniei, făcând împreună cu Marea Baltică, legătura cu Marea Albă, peste Finlanda. Noua fază de răcire Vistula, a determinat o nouă înaintare a calotei scandinave în sud până la Meissen şi la Varşovia, iar în est până la Iaroslav. După această ultimă glaciaţie a -5-
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
început retragerea definitivă a calotei scandinave, într-o primă etapă până la Oslo şi Stokholm, lăsând în urmă lacul Baltic fără legătură cu Marea Nordului, etapă ce a avut loc acum 10500 ani.
Fig. 2 - Extinderea calotei glaciare scandinave (după V.Tufescu)
1 - limita glaciaţiei Saale 3 - limita calotei în tardiglaciar
2 - limita glaciaţiei Vistula 4 - linita actuală
Noua fază de răcire Vistula, a determinat o nouă înaintare a calotei scandinave în sud până la Meissen şi la Varşovia, iar în est până la Iaroslav. După această ultimă glaciaţie a început retragerea definitivă a calotei scandinave, într-o primă etapă până la Oslo şi Stokholm, lăsând în urmă lacul Baltic fără legătură cu Marea Nordului, etapă ce a avut loc acum 10500 ani. În timpul Tardiglaciarului, care s-a caracterizat prin câteva secvenţe reci dar nu glaciare şi care a durat până acum 9500 ani î.e.n., Lacul Baltic s-a extins şi a făcut joncţiunea cu Marea Nordului, de unde au pătruns ape mai reci şi mai sărate. Reducerea masei calotei glaciare scandinave s-a realizat în continuare, având ca efect ridicarea substratului, astfel încât cu 8800 ani î.e.n, a avut loc reînchiderea legăturii cu Marea Nordului şi formarea unui lac Datorită topirii în continuare a calotei scandinave şi concomitent a celei canadiene acum 7500 ani î.e.n., nivelul Oceanului Atlantic a crescut şi apele Mării Nordului au pătruns din nou peste sudul Peninsulei Scandinave, aducând o faună de apă caldă cu Littorina litoralis care atestă o salinitate mai mare decât a Mării Baltice actuale. Datorită cursurilor de apă ce s-au format în urma retragerii gheţarului,apa Mării Baltice a devenit mai dulce dar şi mai rece.
Calota alpină
Calota glaciară alpină a rezultat din extinderea gheţarilor care acopereau la începutul Cuaternarului zonele mai înalte ale Alpilor. În faza de extindere maximă, gheaţa acoperea nu numai Alpii ci şi Podişul Elveţian şi Tirolul, coborând până la altitudinea de 1300 m în sud şi 1100 m în nord. În prima fază glaciară Donau, de la începutul Pleistocenului şi în prima fază glaciară importantă, Günz, aria gheţarilor era mai redusă, dar în epoca glaciară Mindel care a urmat, extinderea calotei a fost -6-
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
maximă, pentru ca în faza Riss, să nu mai atingă aceleaşi limite. Ea se va extinde din nou în faza glaciară Würm, dar în limite mai reduse, după care se destramă, gheţarii rămaşi atingând limitele actuale.
Calote glaciare asiatice
Calota glaciară siberiană ocupa partea nordică şi nord-vestică a platformei siberiene, inclusiv regiunea Taimir, atingând spre sud paralela de 65°. Ea a avut o fază timpurie, de extensie relativă, o fază de extensie maximă şi una finală. Calota glaciară a regiunii Verhoiansk, situată în nord-estul Asiei, era mai restrânsă. Calota himalayană cuprindea în perioada de maximă extensie din Pleistocenul mediu, masivele Altai, Tiansan, Himalaya şi Podişul Tibet (ridicat la sfârşitul Paleogenului), coborând spre sud la altitudini mai joase decât în prezent.
Calota canadiană
Această calotă, acoperea la extinderea maximă, toată platforma canadiană, atingând în sud paralela de 40° latitudine, la sud de Marile Lacuri. Calota a avut cinci avansări succesive (fig.3).
arie fără glaciaţie (drifties area)
Fig. 3 - Extinderea calotei glaciare canadiene (după A. Strahler) În faza Nebraska calota glaciară a avut cea mai mică extindere, apoi în faza Kansas a înaintat cel mai mult în bazinul Mississippi, iar în faza Illinois a înaintat până la sud de lacul Michigan. În faza Wisconsin, calota a ajuns la extinderea maximă spre sud, atingând coasta pacifică la Seatle, centrul continentului la Saint Louis şi coasta atlantică la New York.
Gheţarii din America de Sud
În America de Sud, au fost depistate în Patagonia şi în Anzi, 3-4 epoci glaciaciare. Din Ţara de Foc până la 42° latitudine sudică, gheţarii coborau până la ţărmul Oceanului Pacific, unde s-au format ulterior fiorduri.
Gheţarii din Australia şi Antarctica
În Alpii Australiei, au existat gheţari, iar în Tasmania o calotă glaciară cu grosimea de cca. 500 m şi suprafaţa de 25000 Km². O altă calotă a existat în Noua Zeelandă. Antarctida, a fost acoperită de o calotă glaciară încă din Neogen. În Cuaternar ea s-a extins în patru epoci glaciare de amplitudini diferite, dintre care, cea mai veche calotă glaciară a lăsat morene la o altitudine de 600 m. -7-
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
2. EVOLUŢIA CLIMATICĂ OSCILAŢIILE CLIMATICE Întreaga perioadă cuaternară se caracterizează printr-o instabilitate climatică de o excepţională importanţă biogeografică. Încă de la sfârşitul Pliocenului clima s-a răcit treptat pe întreaga planetă, având drept consecinţă o coborâre a limitei zăpezilor persistente faţă de cea actuală. Extinderea calotelor glaciare boreale din America de Nord, Europa (scandinavă şi alpină) şi din Asia (unde acestea erau mai restrânse), a avut ca rezultat modificarea mişcării maselor de aer. Cei mai importanţi curenţi atmosferici umezi se formau deasupra Oceanului Pacific, cu direcţia de acţiune spre est. Întâlnind zone mai reci pe un continent atât de întins de la vest la est cum este cel nord-american, aceştia au făcut ca zăpada să fie mai abundentă, favorizând extinderea calotei groenlandeze peste Canada şi nordul Statelor Unite. Curenţii atmosferici umezi care se formau deasupra Oceanului Atlantic, influenţaţi de curenţii oceanici calzi, erau deviaţi ca şi azi spre nord, iar în Asia pătrundeau deja ca nişte curenţi atmosferici uscaţi. Calota glaciară polară din Groenlanda, existentă la sfârşitul Pliocenului acum trei milioane de ani, a început să se dezvolte treptat, iar acum două milioane de ani, în Peninsula Scandinavică s-a format o altă calotă polară, care de asemenea a început să se extindă. În Asia, concomitent cu calota scandinavă, s-a format o altă calotă polară mai mică. Astfel, în Pleistocenul inferior întâlnim în emisfera nordică, trei calote glaciare polare mai importante: calota canadiană (laurentidă sau nord-americană), calota scandinavă şi calota siberiană. Aceste calote glaciare erau unite cel puţin în perioadele de dezvoltare maximă, cu banchiza polară şi ocupau tot bazinul arctic, formând un inlandsis continuu. Glaciaţiile pleistocene au favorizat acoperirea cu gheţuri, în mai multe reprize, a unor vaste teritorii în America de Nord, vestul şi centrul Europei, ajungând ca la extensiunea maximă inlandsisul arctic să ocupe o suprafaţă continuă cu limita sudică la paralela de 40° în America de Nord, paralela de 50° în Europa şi paralela de 60° în Asia. În acelaşi timp, gheţarii de munte formaţi la începutul Cuaternarului în Alpi, Himalaya, Sudul Anzilor şi Alpii Australieni, s-au extins şi au format calote glaciare de mai mici dimensiuni. În America de Nord, limita de extensie maximă a calotei, lega Seattle de pe coasta de vest cu St. Louis şi cu Philadelphia pe coasta de est. În Europa limita maximă a calotei scandinave lega Anglia cu Podişul Volanic şi mai departe spre est prin Volgograd, Arhanghelsk cu Munţii Urali. În Asia, calota nordică ocupa Podişul Siberian şi Câmpia Siberiei până la fluviul Lena. Calota glaciară permanentă din Antarctida, care s-a format în Miocen, în perioadele de recrudescentă maximă din Pleistocen, era legată prin packice şi banchize cu calotele glaciare din America de Sud, sud-estul Australiei, Tasmania şi Noua Zeelandă. Concomitent cu ultima glaciaţie din America de Nord (Wisconsin), în Antarctica se desfăşura cea mai caldă epocă interglaciară. Se poate spune deci că în Cuaternar clima a început să oscileze între două etape, una caldă denumită epocă sau fază interglaciară şi una rece caracterizată prin înaintarea calotelor glaciare, denumită epocă sau fază glaciară. Aceste oscilaţii climatice de la glaciar la interglaciar , au urmat un ciclu aproape ritmic de cca. 50000 ani. După o astfel de variaţie între Biber, rece dar nu atât de riguros, Donau-8-
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
Biber, cald şi Donau, de asemeni moderat de rece din Pleistocenul vechi şi inferior, a urmat o perioadă de climă mai blândă, în interglaciarul Donau-Günz, care a durat 650000 ani şi o perioadă glaciară Günz, cu care începe Pleistocenul mediu, menţinându-se 300000 ani. În continuare ritmul este de 15000 ani între epocile glaciare şi interglaciare, până la sfârşitul Pleistocenului. În interiorul epocilor glaciare s-au pus în evidentă oscilaţii climatice cu temperaturi mai ridicate dar inferioare mediei termice actuale, denumite interstadii şi recrudescente de frig sever denumite stadii. Pe plan termic, înlocuirea suprafeţei de sol sau de covor vegetal cu zăpadă ori gheaţă a antrenat în epocile glaciare o pierdere termică de 20-40 % până la 90 % faţă de media actuală. Inlandsisurile din Groenlanda şi din Antarctida erau stabile chiar şi în perioadele interglaciare. Inlandsisurile nord-american şi nord-european s-au dezvoltat pornind de la ţinuturi înalte (Groenlanda şi Munţii Scandinavi) spre regiunile joase (Golful Hudson şi Marea Baltică), ceea ce a făcut ca odată topirea declanşată, calotele să se dezorganizeze rapid, gheţarii alunecând sub propria lor greutate spre mările adiacente sau spre ocean. S-a estimat că în decursul maximelor glaciare temperatura medie anuală la periferia inlandsisurilor a fost cu 10°-15°C mai mică decât cea actuală. În timp ce pe oceane la latitudini medii scăderile de temperatură au fost de 5°-10°C, în regiunile intertropicale diferenţele nu au depăşit 2°C. În perioada de extindere maximă a gheţarilor, curenţii atmosferici care astăzi circulă în emisfera nordică la latitudini mijlocii de peste 40-60° de la vest la est în lungul paralelelor, se deplasau sub paralela de 40° nord, la latitudini mai mici decât azi. În aceiaşi perioadă, curenţii calzi de la suprafaţa oceanelor s-au deplasat şi ei spre zona tropicală, cu direcţie de asemenea în lungul paralelelor. În emisfera nordică, răcirea apelor în Atlanticul de Nord a permis dezvoltarea banchizei în Marea Norvegiei şi Marea Groenlandeză şi extinderea ei spre sud până la paralela de 50°. O extindere asemănătoare a banchizei până la paralela de 50° sud a avut loc în perioadele glaciare în Oceanul Austral, reprezentând o avansare a gheţii marine (banchize şi packice) cu 1000 km. spre nord. Avansarea gheţarilor a dus la recrudescenţa curentului rece peruan, care a provocat răcirea apelor în Pacificul ecuatorial cu 6°C până la finele Pleistocenului (C. Loriu, J-C. Duplessy, 1977). SINCRONIZAREA ŞI CRONOLOGIA GLACIAŢIILOR Datările de vârstă absolută şi studiile tot mai aprofundate, au permis corelarea glaciaţiilor din Alpi cu cele din America de Nord şi din nordul Europei (tabel nr.1), stabilindu-se că glaciaţia americană s-a retras mai încet decât cea europeană. Deşi durata unei glaciaţii, inclusiv fluctuaţiile interstadiale, a fost de 30000-65000 ani, ansamblul glaciaţiilor cuaternare însumează numai 200000 ani din întreaga durată de 800000 ani a Pleistocenului, adică 25 % din durata acestuia.
Tabel nr1 CORELAREA GLACIAŢIUNILOR Zona Alpină Europa de Nord America de Nord Glaciar Interglaciar Glaciar Interglaciar Glaciar Interglaciar Würm Vistula Wisconsin Bradyan Iowa Riss-Würm Eem Sangamon -9-
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
Riss
Saale
Illinois
Mindel-Riss Mindel
Holstein Elster
Günz-Mindel Günz
Cromer Menap Waal Eburon
Biber-Donau Biber
Aftonian Nebraska
Donau-Günz Donau
Yarmouth Kansas
Tegelen Brüggen
CLIMA ÎN EUROPA ŞI ASIA Încă de la sfârşitul Pliocenului clima a început să se răcească şi au dispărut din Europa centrală toate plantele de climat cald ca Sequoia, Taxodium, Nissa şi Liquidambar, instalându-se o floră de climat rece. Glaciaţiile Biber şi Donau, s-au manifestat în Europa pe arii restrânse, în jurul Scandinaviei şi în Alpi, climatul revenind apoi mult mai cald (interglaciarul Tegelen = DonauGünz), după care din nou clima s-a înăsprit, dar glaciaţiile Günz şi Mindel au fost mai puţin riguroase, iar interglaciarul Günz-Mindel a fost scurt. Interglaciarul Mindel-Riss a fost destul de lung iar climatul a fost mult mai călduros decât cel actual. Glaciaţia Riss care a urmat, a fost cea mai extinsă, cuprinzând două stadii cataterme (Riss I şi Riss II) separate printr-o oscilaţie anatermă. În epoca interglaciară Riss-Würm, climatul a fost de asemenea mai blând decât cel actual. În ultima glaciaţie Würm, au avut loc trei stadii cataterme (I, II şi III), despărţite de două stadii anaterme. Inlandsisul care a atins maximum de dezvoltare cu 18000 ani î.e.n., cuprindea 70-80 mil. km² de gheaţă, acoperind America de Nord şi Europa septentrională, faţă de 30 mil. km² de gheaţă existentă azi în calotele din Antarctica şi Groenlanda luate la un loc. Apa acestei vaste mase de gheaţă provenea din Atlanticul de nord al cărui nivel a scăzut cu cca. 120 m, astfel încât, din Anglia până la Saint-Malo, se putea merge pe uscat. Când aria inlandsisului boreal al glaciaţiei Würm s-a extins la maximum până la paralela 55°, acum 180000 ani, curentul Gulf Stream ajungea numai până în dreptul Portugaliei. Circulaţia atmosferică pare să fi fost totuşi perturbată numai într-o măsură redusă de anticiclonul rece scandinav, deoarece deosebirile între climatul oceanic din Europa apuseană şi cel continental din Europa răsăriteană şi Siberia s-au menţinut, teritorii întinse din Siberia orientală rămânând neacoperite de gheţari. Lipsa precipitaţiilor în estul Asiei nu a permis apariţia unei calote, în aceste zone predominând gerul uscat şi vânturile reci. Ultima perioadă de geruri (Dryas III) din Tardiglaciarul european, în care calota glaciară se retrăsese de pe continent în Peninsula Scandinavică, a marcat o temperatură medie anuală cu 8°-12° mai scăzută decât cea actuală. Producerea perioadelor de răcire Dryas (I-II-III) s-a datorat unor cicluri de topire a calotei canadiene. Apele rezultate care se vărsau în nord-vestul Oceanului Atlantic duceau la înaintarea gheţurilor spre sud. Apa dulce îngheţând mai repede decât apa sărată a avut drept consecinţă abaterea curentului Gulf Stream spre sud până pe coastele Peninsulei Iberice (J-C. Duplessy, W. Ruddiman, 1984). Unii cercetători (P. Bănărăscu, N. Boşcaiu, 1973) consideră că în Asia centrală, nu s-a ieşit încă din ultima fază a glaciaţiei würmiene, deoarece în Pamir există încă cca. 12000 de gheţari care ocupă 8041 km².Numai gheţarul Fedcenko, cu lungimea de 77 km, ocupă 992 km². CLIMA ÎN AMERICA DE NORD - 10 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
Lmita maximă a calotei glaciare de pe continentul nord-american şi Groenlanda, acum mai bine de 18000 de ani (Würm II), se extindea, în sud, de la Vancouver pe coasta pacifică, pe valea râului Snake, prin Denver până la St. Louis pe Mississipi, apoi pe valea râului Ohio până pe ţărmul atlantic la Baltimore. Între 13000 şi 12000 ani î.e.n. s-a produs o breşă în calota glaciară, apărând un culoar îngust la limita estică a Munţilor Stâncoşi, deasupra cărora a rămas un gheţar de munte, calota canadiană retrăgându-se spre nord-est. Limita calotei glaciare canadiene în această perioadă, trecea la est pe linia ce leagă Lacul Urşilor cu Lacul Sclavilor şi lacul Athabaska. La sud limita trecea prin lacurile Superior şi Huron şi atingea Atlanticul la Quebec. Breşa realizată a fost folosită de paleo-"indienii" care au venit din Asia, se pare, acum 11000 de ani. Breşa s-a lărgit treptat, astfel încât, acum 10000 de ani, în Munţii Stâncoşi nu mai exista decât un gheţar de munte. Între 8000-7000 ani î.e.n., calota glaciară s-a retras de pe teritoriul american în Groenlanda, unde se află şi în prezent. În Alaska, teritorii glaciarizate au existat numai în zonele muntoase, precipitaţiile fiind reduse, din care cauză predomina gerul uscat. Între 5000 şi 2300 ani î.e.n. a avut loc o importantă încălzire a climatului, având ca efect diminuarea regimului ploilor şi favorizarea extinderii zonelor uscate şi subdeşertice în sud-vestul Americii de Nord, Mexicului şi pe platourile înalte din Cordilierele centro-americane (L. Rodriguez, 1992). Încălzirea care a avut loc la sfârşitul Pliocenului s-a produs mult mai repede decât toate celelalte încălziri anterioare, care s-au succedat timp de 350 mii de ani. Din regiunea endoreică de podiş a Marelui Bazin din vestul Statelor Unite ale Americii, care reprezintă o vastă arie de scufundare, apa lacurilor acumulată din topirea gheţarilor la sfârşitul Pleistocenului, a început să se evapore, clima devenind din ce în ce mai aridă. Lacurile sărate din cuprinsul bolsonurilor (ca Marele Lac Sărat situat la 1280 m altitudine), reprezintă resturi ale vechilor lacuri cuaternare. CLIMA ÎN AFRICA În nordul Africii, unde azi se întinde Sahara, după o primă perioadă aridă începută în Miocen şi continuată până în Pliocen, în Pleistocenul inferior clima a devenit mai umedă şi sau format depozite de mlaştină, mediul lacustru având în acest timp o mare extindere. În Pleistocenul mediu, deşi fazele aride au alternat cu faze umede, fiind evidenţiate lacuri pe suprafeţe restrânse şi scurgeri în ueduri, deşertificarea a continuat, depozitele de nisip crescând ca extindere şi ca pondere. Între 40000 şi 20000 ani î.e.n. au existat două faze pluviale maxime (Sahara umedă) când lacul Ciad şi alte lacuri au avut o extindere maximă, iar în nordul Saharei, s-au dezvoltat cursuri de apă. Între 18000 şi 12000 ani î.e.n. (sfârşitul glaciaţiei Würm), clima Africii era mai aridă decât astăzi, zona sahariană având cea mai mare extindere cunoscută. Atunci lacul Ciad a dispărut, în schimb, în masivul Ahaggar din Sahara centrală şi septentrională, a sporit cantitatea de ploi, în sezonul rece precipitaţiile fiind transformate în zăpadă. În colţul nord-vestic al Africii, exista o climă submediteraneană, spre interiorul continentului fiind delimitată de o linie ce pornea de la frontiera sudică marocană, tăia în două Algeria şi atingea Mediterana la Tripoli. Urma zona cu climă sahariană, cu precipitaţii anuale sub 5 mm, care avea o extindere mai mare decât Sahara actuală, limita sa sudică, trecând de la sud de Dakar pe coasta atlantică, pe la sud de Depresiunea Niger, apoi pe la sud de Lacul Ciad şi nord de Karthum, - 11 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
atingând Marea Roşie în nordul Sudanului. În emisfera sudică, urma o zonă saheliană ce forma o panglică foarte îngustă, de la care se extindea zona tropicală până la Capul Bunei Speranţe. Între 9500 şi 4500 ani î.e.n., a avut loc o nouă perioadă umedă în Africa (corespunzătoare Preborealului din Europa). Zona sub-mediteraneană, era foarte întinsă, limita sa sudică trecând de la Villa Cisneros (Sahara Spaniolă), prin masivele Ahaggar şi Tibesti. Deşertul saharian forma atunci o bandă destul de îngustă, ce cuprindea deşertul El Djouf, şi zona dintre munţii Ahaggar şi Tibesti la nord şi podişurile Adrar-Ifaros şi Aïr la sud. Zona saheliană, forma aceiaşi bandă îngustă ca şi în perioada anterioară dar deplasată mai la nord, limita sa sudică trecând prin oraşul Tombouctou, marginea sudică a podişului Aïr şi nordul lacului Ciad. Zona cu climă mediteraneană cuprindea nordul Marocului şi Algeriei, Tunisia şi ţărmul Mediteranei până la Nil, unde forma o bandă subţire. Zona tropicală avea limita nordică diferită de cea actuală. De la Nouakchott în Mauritania, prin podişul Adrar-Ifaros, trecea la nord de lacul Ciad, atingând Nilul la Atbara. În jurul lacului Ciad şi în regiunile Tibesti şi Ahaggar s-au dezvoltat cursuri de apă (N. Petit-Marie, 1984), iar în munţii Kenya şi Kilimandjaro, în fazele pluviale gheţarii au coborât la 3300 m. În Neoliticul superior a început deşertificarea în Kalahari. CLIMA ÎN AMERICA DE SUD, AUSTRALIA, NOUA ZEELANDA ŞI ANTARCTIDA În America de Sud, dată fiind apropierea ei de Ţara lui Graham din Antarctica, unde calota a fost şi în Cuaternar persistentă, în perioadele de extindere a glaciaţiei, un gheţar de calotă acoperea Ţara de Foc şi Munţii Patagoniei. Această situaţie a fost favorizată de ridicarea în bloc a Anzilor şi de curenţii marini reci, care circulau în Pacificul de Sud, de la sud spre nord şi spălau coasta vestică a Americii de Sud. În Australia, în Pleistocen climatul trecea de la o zonă tropicală în nord (care nu a suferit oscilaţi de temperatură mai mari de 2°), ajungând la o climă sub-antarctică în sud. Aceiaşi climă ca cea din sudul Australiei domnea în Noua Zeelandă. Gheţarii formau o calotă care acoperea Alpii Australiei şi Tasmania unde calota avea o suprafaţă de 25000 km² şi o grosime de cca. 500 m fiind legată, în fazele de extindere prin packice şi banchize, cu calota din Noua Zeelandă şi cea din continentul Antarctida, care a fost acoperit de calota de gheaţă începând de acum 50 milioane de ani. În Antarctida, în Cuaternar au existat cinci episoade glaciare, separate de faze interglaciare. Cea mai caldă epocă a fost în jurul a 5000 de ani î.e.n., echivalentă cu etajul Atlantic din Tardiglaciarul emisferei nordice, glaciaţia luând forma actuală cu 4000 ani î.e.n. Climatul musonic cu două perioade anuale, una ploioasă şi una uscată, se deplasa în epocile interglaciare la nord de paralela 20° sud, având acelaşi areal ca în prezent, în timp ce în perioadele glaciare se deplasa la nord de paralela 10°, nedepăşind la sud insula Noua Guinee. Concomitent cu ultima glaciaţie din America de Nord (Wisconsin), în Antarctica se desfăşura cea mai caldă epocă interglaciară. CAUZELE GLACIAŢIILOR
Fenomenele astronomice lente şi ciclice În ultimul milion de ani, echilibrul climatic al Pământului s-a schimbat de opt ori, în regiunile muntoase şi în cele septentrionale zăpada persistând în locuri în care înainte nu exista sau se topea. Gheţarii şi calotele glaciare formate, au funcţionat zeci de mii de ani, - 12 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
după care a urmat un dezgheţ rapid, în câteva mii de ani. Cercetările din ultimii 30 de ani indică drept cauză fundamentală a perioadelor glaciare, fenomene astronomice lente şi ciclice şi anume: deformarea orbitei, schimbarea periodică a înclinării axei de rotaţie a Pământului în raport cu poziţia sa mediană (Fig. 4) şi precesia rotaţiei axei sale, aşa cum rezultă din ipoteza astronomului sârb Milutin Milankovici, formulată în anii 1920-1930. Orbita terestră oscilează cu o periodicitate de cca. 100000 ani, între o poziţie de alungire maximă şi o poziţie minimă faţă de forma circulară. Când Pământul se află într-o astfel de poziţie maximă, aspectul sezonier al climei se accentuează într-o emisferă şi se diminuează în cealaltă. În prezent, în timpul iernii din emisfera sudică distanţa până la Soare este mai mare, în timp ce în emisfera nordică, în timpul iernii distanţa este cea mai mică, cea ce face ca în emisfera australă iernile să fie mai reci şi verile mai calde. Când în timpul iernii din emisfera nordică, Pământul se află în poziţia cea mai depărtată de Soare şi alungirea elipsei este maximă, variaţiile sezoniere sunt inverse, iarna fiind mai friguroasă şi vara mai călduroasă.
Fig.4 - Deformarea orbitei Pământului şi schimbarea înclinării axei de rotaţie
Atunci când elipsa are alungirea minimă, cea mai apropiată de cerc, diferenţa sezonieră se micşorează în ambele emisfere, indiferent de poziţia la solstiţiu. Înclinarea axei Pământului oscilează în jurul unei poziţii medii, într-un ciclu care durează 41000 ani şi cu cât ea este mai înclinată, cu atât variaţiile sezoniere ale climei sunt mai contrastante în ambele emisfere, verile fiind mai calde şi iernile mai reci. Axa de rotaţie a Pământului are şi ea o mişcare ciclică, descriind, în jurul unei poziţii medii, o conică mai largă sau mai strâmtă, denumită precesie, ce are ca efect variaţia solstiţiului de iarnă şi de vară, din poziţia cea mai apropiată de Soare, în poziţia cea mai depărtată, pe orbita terestră, într-un interval de 23000 ani. Coincidenţa ciclurilor astronomice menţionate, determină ciclurile glaciare. Excentricitatea orbitei terestre, înclinarea axei de rotaţie (care descrie lent un con în spaţiu) şi variaţia acestei înclinări (care face să oscileze lărgimea conului), produc scăderea maximă a insolaţiei estivale, în perioade de 100000, 41000 şi 23000 ani şi la latitudinile mari determină creşterea maximă a volumului de gheaţă în decurs de 100000 ani şi diminuarea bruscă a acestuia în câteva mii de ani, din cauza creşterii insolaţiei. 18 Analizând climatul ultimilor 500 mii de ani pe baza studierii conţinutului în izotopul O din cochiliile foraminiferelor, a cărui maxim corespunde epocilor glaciare, s-a stabilit că: * schimbările climatice se concentrează în trei momente de vârf, a căror perioade de repetare sunt de 23000 ani (10 % din cazuri), 41000 ani (25 %) şi 100000 ani (50 %); * aceste perioade corespund excentricităţii orbitei, oblicităţii axei de rotaţie şi precesiei, care sunt parametrii ce caracterizează mişcarea Pământului în Sistemul solar. Dacă aceste oscilaţii justifică perioadele glaciare şi interglaciare, răspândirea areală a calotelor de gheaţă este determinată şi de alţi factori. - 13 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
Modificările în sistemul curenţilor oceanici
Modificarea traseului şi intensităţii curenţilor oceanici aduce de asemenea schimbări climatice în zonele respective. Prin carotaj în sedimentele Atlanticului de Nord, s-a constatat o schimbare bruscă a curenţilor oceanici la sfârşitul fazei interglaciare Riss-Würm acum 128000 de ani (W. Broecker, G. Denton, 1990). Abaterea curentului Gulf Stream spre sud a avut loc atunci până pe coastele Peninsulei Iberice.
Influenţa vulcanismului
Analiza unor carote luate din gheaţa groenlandeză cu vechime pana la 8000 de ani, a 18 16 demonstrat corelaţia indiscutabilă (pusă în evidenţă de raportul izotopic O /O ), între marile evenimente vulcanice cunoscute şi creşterea acidităţii gheţii, datorată puternicei concentrări de particule insolubile şi scăderea temperaturii. Corelaţii asemănătoare au fost puse în evidenţă în gheaţa antarctică, între conţinutul în sulfaţi şi temperatură. S-a constatat astfel că între anii 1450 şi 1850, perioadă care a fost marcată de o răcire semnificativă în emisfera nordică (,,mica era glaciară istorică”), concentraţia în sulfaţi s-a dublat. În perioadele de activitate intensă ca aceea de la începutul Cuaternarului, efectele negative ale erupţiilor vulcanice au putut fie să se cumuleze cu alte efecte, fie să accentueze dezechilibrul stabilit datorită altor cauze. După anumite estimări, injecţia în atmosferă a unei cantităţi de cenuşă care să reprezinte un strat de jumătate de milimetru la suprafaţa globului, poate reduce cu 20 % în 100000 de ani transparenţa atmosferei la radiaţia solară (P. Allard, 1981). Influenţa vulcanismului asupra climatului este deci sigură, dar ea nu poate fi luată în considerare decât ca un parametru semnificativ, alături de alţi parametrii. Ea depinde şi de caracterul vulcanismului (vulcanii explozivi emanând multă cenuşă), de numărul centrelor de erupţie, de durata erupţiilor şi de poziţia geografică a vulcanilor.
Influenţa tectonicii şi reliefului
Mişcările tectonice şi epirogenetice joacă un rol activ în extinderea glaciaţiei prin ridicarea în înălţime a munţilor, care favorizează nu numai mărirea ariei zăpezilor veşnice dar şi intensificarea precipitaţiilor. Dacă ridicarea se suprapune cu o fază de reducere a radiaţiei solare, creşterea precipitaţiilor favorizează abundenţa zăpezii. De asemenea, concentrarea uscatului către zonele polare şi subpolare amplifică formarea şi extinderea calotelor glaciare, deoarece, spre deosebire de banchizele oceanice, substratul calotelor continentale se încălzeşte mult mai greu şi în timpul interstadiilor, gheaţa rămâne stabilă.
Concluzii privind cauzele glaciaţiilor
Un model global de răcire a climatului trebuie să ţină seama de toţi parametrii care contribuie la aceasta şi anume: * fluctuaţiile intensităţii radiaţiei solare datorată variaţiilor în mişcarea de revoluţie şi de rotaţie a Pământului (care dau momente ciclice favorabile glaciaţiei prin diminuarea intensităţii radiaţiei până la latitudini mai joase); * diminuarea conţinutului în dioxid de carbon şi ozon; * starea păturii superioare a apelor oceanelor având drept consecinţă modificarea curenţilor marini oceanici; * mişcările tectonice de înălţare a munţilor; * distribuţia maselor continentale între cele două emisfere şi faţă de poli; * intensitatea vulcanismului, etc.
- 14 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
3. EVOLUŢIA RELIEFULUI Pentru definirea reliefului în ultimele două milioane de ani cât a durat Cuaternarul, trebuie să se ţină seama de schimbările majore ce au survenit în configuraţia suprafeţei scoarţei terestre în această lungă perioadă de timp. În structurile vechi (Caledonice, Hercinice, platformele continentale şi scuturile), schimbările privesc în general eroziunea părţilor înalte şi finalizarea colmatării unora din cele joase, în care rolul principal l-au avut mişcările izostatice. În structurile alpine, ultimele faze orogenice (valahă şi passadena) şi mişcările recente, au avut unele efecte notabile în morfometria acestora. Un alt fenomen important pentru modelarea reliefului la latitudini de peste 40° l-a constituit glaciaţia de calotă, de amploare deosebită, care a sculptat forme de relief tipice, a depus materiale caracteristice şi a contribuit indirect la scăderea în fazele glaciare şi creşterea alternativă în fazele interglaciare a nivelului mărilor şi oceanelor cu amplitudini în unele zone, până la 100 m. De asemenea, topirea marilor calote continentale din Europa şi America, a avut drept urmare ridicări izostatice cu consecinţe asupra accentuării procesului de eroziune. Acţiunea gheţarilor asupra reliefului s-a realizat prin subsăpare şi prin acumularea materialului dislocat sub forma de valuri morenice în zonele de calotă, iar în zonele gheţarilor de munte, prin formarea circurilor glaciare, văilor glaciare şi morenelor. În Postglaciar, gheţarii care se retrăgeau, lăsau în urma lor numeroase lacuri glaciare. Relieful acumulativ este larg reprezentat prin importante piemonturi şi câmpii de acumulare situate la marginea Alpilor, Carpaţilor, Anzilor, etc., în care depunerile ating până la sute şi chiar mii de metri grosime. În Postglaciar multe fluvii îşi formează delte, altele estuare. Un depozit tipic este loessul, care ocupă podişurile şi câmpiile în jurul paralelei de 40° în emisfera nordică şi de 30° în emisfera sudică, cu grosimi de 5-10 m în centrul şi vestul SUA, 20-50 m în estul Europei şi maxime, de 200-300 m pe Podişul de Loess din China. În Europa s-au identificat loessuri vechi pe morenele glaciaţiei Ellster şi recente, pe morenele glaciaţiei Saale. În Asia se cunosc loessuri vechi villafranchiene şi poate chiar pliocene, loessuri noi din Pleistocenul mediu şi superior şi loessuri recente. RELIEFUL GLACIAR Gheţarii au ocupat întinse teritorii, dând un relief caracteristic, în special în Pleistocen, iar în fazele de retragere, interglaciare, au modelat în substrat, forme caracteristice. Suprafaţa totală acoperită de gheţari în Cuaternar, a fost de 43532000 km² (Gr. Posea şi alţii, 1976). Gheţarii de calotă (continentali) Datorită răcirii din ce în ce mai accentuate a climei, începând din Pleistocenul vechi, glaciaţia de calotă s-a instalat în anumite sectoare ale globului terestru, acoperind zonele polare şi subpolare în întregime şi nordul zonei temperate, cu înaintări şi retrageri ritmice. Calota glaciară scandinavă, care s-a extins în nordul şi nord-estul Europei, atingea la apogeu, o grosime de 2200 m pe teritoriul Peninsulei Scandinavice, ajungând în Câmpia germano-poloneză la o grosime de 1200 m. Suprafaţa în etapa de extindere maximă a atins 5,5 mil. km². Calota glaciară canadiană din America de Nord, a acoperit o suprafaţă de cca. 11,5 mil. km², oscilând ca extindere în epocile glaciare şi interglaciare. - 15 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
Cele două calote, scandinavă şi canadiană, în timpul maximelor glaciare erau legate printr-o punte groasă de banchize, formând un imens inlandsis. În Alpi, gheţarii existenţi s-au unit într-un singur masiv de gheaţă, calota glaciară alpină, care acoperea nu numai Munţii Jura şi Alpii ci şi întregul Podiş Elveţian, întinzându-se de la Rhon până în Tirol şi din Lombardia până la Lacul Constanţa. Glaciaţia de calotă din Asia, ocupa câteva zone în puncte de convergenţă ce cuprindeau Podişul Central Siberian, peninsula Taimîr şi Câmpia Siberiei de Vest. O altă calotă cuprindea Himalaya, Pamirul şi Tianşanul. Calota din America de Sud, a acoperit Anzii, Patagonia şi Ţara de Foc. Calota din Tansmania (care avea cca. 25000 m² şi grosimea de cca. 500 m), în fazele de recrudescenţă climatică, s-a unit cu gheţarii din Alpii Australiei şi cu gheţarii din Noua Zeelandă (cu caracteristici de calotă), prin intermediul packicelor şi a banchizei cu care forma în epocile de maxim glaciar, un inlandsis. Calota glaciară din Antarctida a avut în Cuaternar cel puţin patru oscilaţii de extindere, câte epoci glaciare au fost dovedite. Cea mai veche glaciaţie a lăsat morene cu 600 m deasupra nivelului gheţarilor actuali. Alte două faze de scădere a nivelului oceanului, când gheaţa avea o poziţie mai joasă, au dus la existenţa în prezent a unor corpuri de gheaţă fosilă. În jurul calotei se afla o banchiză mai extinsă decât cea actuală, continuată cu o masă de gheţuri plutitoare (packice). La extensia maximă a calotei glaciare antarctice, inlansisul avea o suprafaţă de 14273000 km² şi împreună cu banchiza şi packicele, atingea Ţara de Foc, făcând legătura cu calota sud-americană prin extremitatea ei patagoneză, insulele Shetland de Sud, Georgia de Sud, Sandwich de Sud, Orkney de Sud, Bouvet, Crozet, Prince Eduard, Kergulen, Balleny, Auckland, iar spre Australia cu calota tasmaniană şi cea nouăzeelandeză. Insulele Shetland de Sud, Orkney de Sud, Sandwich de Sud, şi Balleny sunt şi acum prinse în banchiză în timpul iernilor australe. Gheţarii de munte (locali) Masivele muntoase cu gheţari locali au fost mai numeroase decât în prezent şi extinderea lor a atins altitudini mai coborâte. În epocile interglaciare, unele zone înalte cu gheţari de calotă au devenit zone cu gheţari de tip montan. Alte zone înalte de la latitudini medii (Pirinei, Carpaţi, Caucaz), de la latitudini mici (Cordiliera de Est, Sierra Madre, Alpii Australiei) şi chiar de la ecuator (Kenya, Kilimanjaro), au avut în tot timpul Cuaternarului o glaciaţie montană. Datorită vânturilor puternice cu aer mai cald dinspre Oceanul Atlantic, care favorizau ablaţia şi din care cauză nu s-au format limbi de gheţari ca în Alpi, în Pirinei au funcţionat gheţari cantonaţi numai în interiorul circului glaciar. În epocile interglaciare se producea micşorarea masei de gheaţă, cu intensificarea eroziunii de fund prin scurgerea apei provenite din topire, fapt ce ducea la mărirea circului glaciar, care era apoi cuprins de un gheţar şi mai extins, în epoca glaciară următoare. În Alpi, în Postglaciar, din fosta calotă, au rămas gheţari din a căror circuri glaciare se prelungeau pe văile adiacente, limbi mari de gheaţă ce se deplasau lent spre poalele munţilor, datorită propriei greutăţi. Astfel de gheţari funcţionează şi azi dar la dimensiuni mai reduse şi la altitudini mai înalte decât în Cuaternar. Alături de acest tip de gheţari existau în epocile interglaciare gheţari de platou, care ocupau câmpiile înalte elveţiene, ei fiind bine puşi azi în evidenţă prin morenele lor din Alpii Dauphinezi. După ultima fază glaciară Würm, a urmat perioada postglaciară în care gheţarii din Alpi au scăzut treptat ca extindere până au atins limitele actuale. Morenele calotei glaciare alpine au barat unele văi, formând în Postglaciar multe lacuri - 16 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
cum sunt: Constanţa, Leman, Maggiore, Como, Garda şi Lacul Celor Patru Cantoane. Morenele de pe versantul sudic formează un amfiteatru de cca. 10 km lăţime. În perioada ultimului maxim glaciar, între anii 20000 şi 15000 î.e.n., Masivul Central Francez era în partea superioară acoperit de gheţuri, dar în lanţul muntos Puys, vulcanismul era încă activ, fapt ce a făcut ca în această zonă din Auvergne să existe o oază de climat mai acceptabil pentru omul din Magdalenian, ale cărui urme sunt prezente în jurul vulcanilor. În Carpaţi au funcţionat gheţari de munte în mai multe glaciaţii, dar în mod sigur în glaciaţiile Riss şi Würm. În Munţii Balcani nu se cunosc decât gheţari de tip alpin şi pirenean din glaciaţiunea Würm. Pe Munţii Altai, Stanovoi, Verhoiansk, Anadar, existau de asemenea gheţari. Gheţari de tip alpin dar şi de tip pirenean, se găseau în Anzi (în Chile şi Bolivia) în epocile interglaciare, când calota andină se fragmenta. La ţărmul Americii în Oceanul Pacific şi în vestul Peninsulei Scandinave, s-au format fiorduri. RELIEFUL PERIGLACIAR În Europa, relieful periglaciar se întindea de la calota scandinavă până la sud de lanţul alpino-carpatic. În Asia el era prezent mai ales în sudul Siberiei, în Tibet, Munţii Nansang, Qinling şi Hinganul Mare, iar în America de Nord, la limita de sud a calotei glaciare canadiene. În emisfera sudică, reliefuri periglaciare au fost identificate pe pantele vestice ale Anzilor, în Patagonia şi în estul Australiei. RELIEFUL ZONELOR JOASE În câmpii, atât în Europa şi America cât şi în alte continente, se remarcă în Pleistocen colmatarea unor lacuri rămase din Pliocen, cum este Câmpia Română, Câmpia Turanului, Câmpia Gangelui, Câmpia Amazoanelor, etc. şi depuneri masive de loess. În depresiuni şi în unele zone endoreice, au luat naştere turbării şi chiar strate de ligniţi ca în Grecia centrală. În alte câmpii s-au format dune de nisip. Importante şi tipice terase marine au fost realizate de glacio-eustatismul cuaternar de pe ţărmul Atlanticului de Nord, Mediteranei, Mării Nordului, Mării Baltice, etc. Ridicarea sacadată în urma retragerii calotei glaciare a ţărmului fino-scandinav, a dus la formarea de terase marine succesive, din ce în ce mai joase şi s-au format fiorduri. Topirea gheţarilor în perioadele interglaciare a dus la creşterea nivelului general al apelor mărilor şi oceanelor (cel puţin în emisfera nordică) şi retragerea ţărmurilor, iar în perioadele glaciare, apele se retrăgeau lăsând în urma lor terase marine. Oscilaţiile ţărmurilor, indiferent de cauze, au dus în perioadele de transgresiune, la încetinirea vitezei de curgere a unor fluvii şi râuri importante, care au format delte, sau au colmatat lagune. Deltele, câmpii submerse din care ieşeau la suprafaţă grinduri longitudinale şi transversale ce închideau între ele lacuri, bălţi şi mlaştini, se colmatau treptat dacă nu interveneau mişcări eustatice, care să mărească viteza de transport a debitului solid, în care caz, deltele înaintau treptat în mare. Pe platformele continentale cu condiţii prielnice, au continuat în Cuaternar construcţiile coraligene (atoli şi bariere), în special în Australia de nord-est, Oceania şi America Centrală. În zonele cu ţărmuri înalte în care apele marine au crescut, s-au format numeroase golfuri şi estuare, cum sunt fiordurile din Marea Nordului, de pe ţărmul chilian al Oceanului Pacific, ţărmul dalmat al Marii Adriatice, etc. VARIAŢIA NIVELULUI MĂRILOR - 17 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
În fazele glaciare gheţarii de calotă au atins grosimi mari ( cca. 3000 m), fapt care a dus la scăderea nivelului mărilor. În perioadele interglaciare, când gheţarii de calotă şi montani îşi micşorau volumul, nivelul apelor marine creştea. Diferenţa între nivelele minime şi maxime ale apelor marine în emisfera nordică, este apreciată în general de la 80-100 m până la 200 m (Emilia Saulea, 1967). La sfârşitul Pliocenului, cel puţin în emisfera nordică, nivelul apelor marine, stabilit după nivelul actual al terasei marine calabriene, era cu 150 m mai ridicat decât cel actual. El a coborât treptat până la transgresiunea siciliană cu cca. 75 m, pentru ca să urce cu 25 m în timpul acestei transgresiuni. Variaţiile de nivel anterioare glaciaţiei günziene, dovedeşte că cel puţin în Europa, relieful era în continuă ridicare, Pirineii, Alpii Elveţieni, Dinaricii, Balcanii şi Carpaţii fiind încă în mişcare. Ca efect se realizează restrângerea treptată a bazinelor Panonic şi Dacic. În Mediterana la sfârşitul Pliocenului apele s-au retras din Câmpia Padului iar în Grecia, uscatul s-a lărgit, mai ales în Golful Corint unde falia cu acelaşi nume a rămas activă. Cicladele s-au unit cu Grecia continentală şi cu Peloponezul. Munţii Scandinavi erau atunci mult mai scunzi, actualele maluri înalte ale fiordurilor fiind atunci la nivelul apelor marine. La începutul Pleistocenului, aşa cum rezultă din flora fosilă, Uralii aveau altitudini mici iar în zona actualei strâmtori Bering, între Siberia şi Alaska, exista o punte intercontinentală. În epoca glaciară Günz, nivelul apelor marine a scăzut cu cca. 100 m, ajungând cu 10-15 m sub nivelul actual. În acest timp Marea Nordului şi Marea Baltică erau acoperite de calota scandinavă, sudul Angliei formând o câmpie ce cuprindea Golful Saint Malo şi Marea Mânecii. Datorită mişcărilor eustatice din Platforma Rusă, Marea Neagră s-a retras până la marginea selfului în vest, uscatul înglobând Insula Şerpilor. Spre nord-est însă, el se extindea peste Marea de Azov, câmpia joasă a Volgăi şi peste câmpia Uralului unindu-se cu Marea Caspică, al cărei ţărm estic era mai avansat decât cel actual. Marea Mediterană În timpul transgresiunii siciliene (corespunzătoare interglaciarului Donau-Günz) apele Mării Mediterane au înaintat peste limitele avute la sfârşitul Pliocenului în Sicilia, Calabria, Valea Padului şi pe coastele africane. În Sudul Italiei, depozitele siciliene cu prima faună de apă rece, stau discordant peste cele calabriene, ceea ce arată că la începutul Pleistocenului aici au avut loc şi mişcări de ridicare datorate subducţiei încă destul de active. Glaciaţia Günz, a coborât nivelul apelor Mediteranei cu cca. 100 m, având ca efect în special retragerea apelor din nordul Adriaticii până la Ancona şi închiderea strâmtorii Mesina. Transgresiunea milazziană echivalentă interglaciarului Günz-Mindel, a invadat în vest câmpia joasă a Liguriei, iar în est a ridicat nivelul Marii Egee, care a trecut peste strâmtoarea Corint, a inundat Cicladele şi a realizat pentru prima dată legătura cu Marea Neagră. Părţile înalte ale Egeidei s-au prăbuşit sub acţiunea mişcărilor de extensie pe falia Corint. În timpul glaciaţiei Mindel, regresiunea marină a avut ca efect retragerea apelor din întreaga câmpie lacustră a Padului care a devenit uscat. Transgresiunea monasteriană echivalentă fazei interglaciare Riss-Würm (Eeem), a adus ape calde. Ţărmurile s-au retras, apele Mării Mediterane au invadat câmpia de coastă din faţa golfului Sirta şi câmpia joasă a Nilului până aproape de Suez, făcând legătura prin Marea Roşie cu Oceanul Indian. Atunci s-a făcut din nou, dar pentru scurt timp, legătura cu Marea Neagră. Insulele Baleare au fost invadate şi ele de ape. Marea epocă glaciară Würm, a dus la avansarea ţărmurilor Mediteranei, nivelul apelor - 18 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
scăzând cu aproape 110 metri. S-a realizat legătura Italiei cu Sicilia şi chiar cu Malta şi a Sardiniei cu Corsica. Apele s-au retras în nord până la jumătatea actualei Mări Adriatice. În est s-a realizat legătura Cicladelor cu Grecia continentală, s-a întrerupt legătura cu Marea Roşie şi uscatul a înaintat până la nord de Alexandria. Puternica transgresiune flandriană de la sfârşitul marii glaciaţii würmiene, a făcut ca Mediterana să capete aspectul actual. Marea Nordului În Pleistocenul vechi, când nivelul apelor Oceanului Atlantic erau mai ridicate, Marea Nordului ocupa câmpia joasă din sud-estul Angliei şi cea a Olandei. Transgresiunea Holstein (Mindel-Rissa) a acoperit o parte a Danemarcei şi nordul Germaniei, înaintând până la Hamburg. În timpul glaciaţiilor Saale (Riss) şi Vistula (Würm), Marea Nordului a devenit uscat, fiind acoperită însă de calota scandinavă, aşa cum rezultă din forajele executate, care au constatat existenta pe fundul acestei mări, a unor morene aparţinând fazelor respective. Din aceeaşi epocă datează o vale ce a fost identificată cu 80 m sub nivelul actual al mării. În finalul Pleistocenului mediu, transgresiunea Eem (Riss-Würm) a acoperit parţial Olanda, Belgia, nordul Germaniei, marginea Finlandei, regiunea Balticii şi a făcut legătura cu Marea Albă. Regresiunea grimaldiană (Würm) a făcut ca o mare parte din aceste teritorii să fie din nou emerse, transgresiunea flandriană de la sfârşitul Pleistocenului, făcând legătura între Marea Baltică şi Marea Nordului. Marea Baltică Marea Baltică a fost acoperită de calota scandinavă până în faza glaciară Saale (Riss). În faza interglaciară Eem (Riss-Würm), s-a produs o transgresiune a Mării Nordului, care a înaintat peste amplasamentul actual al Mării Baltice. Noua răcire din faza glaciară Vistula (Würm), a determinat o nouă înaintare a calotei glaciare scandinave până la Meissen, Varsovia şi Iaroslavi, după care a început retragerea ei până la Oslo şi Stockholm, lăsând în urmă un Lac Baltic fără legătură cu Marea Nordului. În timpul Tardiglaciarului, Lacul Baltic se extinde şi face joncţiunea cu Marea Nordului, de unde pătrund apele mai reci şi mai sărate şi care conturează, pentru prima dată, Marea Baltică. Reducerea masei calotei scandinave a dus la ridicarea substratului, reînchiderea legăturii cu Marea Nordului şi formarea unui nou lac cu apă dulce (fig. 5). Datorită topirii, în continuare, a calotelor canadiană şi scandinavă, apele Mării Nordului au pătruns din nou peste sudul Peninsulei Scandinave, aducând cu ele ape cu o salinitate mai mare decât cea din Marea Baltică actuală, după care, datorită aportului apelor curgătoare ce s-au format în urma gheţarului, s-a ajuns la conturul actual şi apele au devenit mai dulci dar şi mai reci. Marea (Canalul) Mânecii Calota scandinavă acoperea în epocile glaciare Saale (Riss) şi Vistula (Würm), Marea Nordului şi nordul Angliei, astfel încât se putea trece din Franţa în Anglia cu piciorul. Formele carstice din peninsula Contentin şi din calcarele de pe fundul Mării Mânecii, împreună cu fosa marină sunt rezultatul emergenţei acestui teritoriu în epocile interglaciare. Atunci întreaga platformă continentală era emersă, favorizând formarea carstului respectiv. În interglaciarul Eem (Riss-Würm), în timpul transgresiunii flandriene, Marea Mânecii a fost acoperită din nou de ape, iar în Subboreal apele au crescut din nou aproape de nivelul actual, dar Olanda a rămas aproape în întregime sub apă. - 19 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
Strâmtoarea Pas-de-Calais, s-a deschis definitiv, cu 9000 ani î.e.n., în Preboreal. Marea Neagră şi Marea Caspică Evoluţia cuaternară a Mării Negre (Bazinul Euxinic) este strâns legată de evoluţia Mării Caspice (Bazinul Caspic). În Pleistocenul inferior bazinul euxinic s-a restrâns sub limitele actuale, în timp ce bazinul caspic s-a extins mult spre nord şi a ocupat câmpia joasă dintre Ural, Volga şi Don până la confluenţa Volga-Kama, incluzând şi Marea de Azov, cu legătură la bazinul euxinic prin actuala strâmtoare Kerci, iar în sud pană la poalele Caucazului. Aceasta este faza transgresivă acciagâliană, după care urmează faza de regresiune guriană (fig. 5). O nouă întrerupere a comunicării prin Bosfor a avut loc în stadiul regresiv neoeuxinic În faza apşeroniană, în care a avut loc transgresiunea ciauda, echivalentă cu transgresiunea calabriană, bazinul caspic s-a extins, darmai puţin decât în faza acciagâliană, în nord ajungând numai până la Sisran, iar bazinul euxinic de asemenea s-a extins mai puţin decât în faza anterioară, dar a făcut legătura cu Marea Egee. La finalul acestei faze, bazinul caspic s-a restrâns, datorită mişcărilor orogenice din Caucaz unde a avut loc ridicarea unor blocuri. În faza paleo-euxinică, a avut loc o transgresiune numai în bazinul euxinic, echivalentă celei siciliene din interglaciarul Günz-Mindel. Acest bazin a rămas totuşi izolat de Marea Egee, închiderea făcându-se în epoca glaciară Günz. El comunica însă cu bazinul caspic care se afla în regresiune, prin strâmtoarea Manici.
Fig. 5- Bazinele Euxinic şi Caspic în Pleistocenul inferior (după Emilia Saulea) − · − · extinderea în faza acciagâliană −−− extinderea în faza apşeroniană A urmat o scurtă legătură a bazinului euxinic cu Marea Egee în stadiul uzulnar, - 20 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
echivalent interglaciarului Mindel-Riss, timp în care dimensiunile bazinului caspic au fost reduse şi acesta a rămas izolat. (echivalent fazei glaciare Würm), după care, în stadiul transgresiv următor (Marea Neagră veche) s-a reluat definitiv legătura Mării Negre cu Marea Egee prin Bosfor şi s-a întrerupt definitiv legătura cu actualul lac continental numit Marea Caspică. CONFIGURAŢIA CONTINENTELOR Europa Mişcările rhodanice din Pliocenul superior au avut ca efect consolidarea ultimelor ridicări. Această fază a lăsat cele mai multe urme de tip piemontan în relieful actual. Toate marile pânze alpine erau puse în loc, fiind aproape definitivate între sfârşitul Eocenului şi începutul Miocenului, când eroziunea a început să atace zona de ridicare maximă şi să dezvelească părţi profunde din lanţul muntos în zona tunelului Simplon şi a Apeninilor. În acelaşi timp, s-a definitivat punerea în loc a sedimentelor bazinului terţiar din nordul Alpilor. Istoria acestor munţi s-a terminat în Pliocen şi Cuaternar, prin mişcări verticale ale unor mari masive care s-au coborât sau s-au ridicat de-a lungul faliilor ce decupau structurile anterioare. Cele mai importante dintre acestea sunt faliile periadriatice, cu direcţia generală est-vest, care par să jaloneze o zonă de slăbiciune în complicatul edificiu alpin, situată la verticala fostului plan de subducţie, pe care au avut loc ascensiunea granitelor de la Adamello şi de la Val Bregaglia. Mişcările verticale au determinat individualizarea marilor masive alpine, în sensul geografic al termenului (Mont Blanc, Vanoise, etc.) şi apariţia bazinelor de scufundare invadate uneori de mare şi unde s-au depus produsele de eroziune ale munţilor tineri. Unele dintre ele erau ridicate şi fosilizate la începutul Cuaternarului, cum este câmpia helvetică, devenită în Pleistocenul mediu Podişul Elveţian, în urma mişcărilor de ridicare în bloc din Pleistocenul vechi, iar altele mai recente, au funcţionat în Postglaciar, sau au continuat să funcţioneaze şi azi ca bazine de subsidenţă, ca Golful Lyon şi Marea Adriatică. Mişcările compresive din Pleistocenul mediu, datorate încărcării Alpilor cu calota glaciară, dar şi continuării subducţiei, au fost resimţite mai ales în Apenini, unde bordura externă a acestor munţi a încălecat peste partea superioară a depozitelor seriilor marine din Pliocenul inferior. Aceste modificări în relief au avut loc, aşa cum s-a arătat în capitolul întâi, în fosa bradanică din sudul Italiei, unde în Holocen exista o falie ce se găsea pe amplasamentul actual al râului Bradano şi al Golfului Taranto. Aspectul geomorfologic al zonei alpine şi al celei adiacente era întregit de vulcani activi, mult mai numeroşi decât cei recenţi din insulele Sicilia, Vulcano, Stromboli, fiind prezenţi atunci şi în Masivul Central, Vosgi, Boemiei şi Alpii Dinarici. În Carpaţi, ca şi în Alpi, construcţia masivelor muntoase a fost finalizată încă în Pliocenul terminal în faza valahă, când se încheie în mare şi vulcanismul postectonic din Oaş până în Călimani, dar care s-a continuat încă în Cuaternarul inferior cel puţin prin erupţiile bazaltice de la Detunata, Lucareţ şi Racoş. Dacă edificiul carpatic era compartimentat şi ridicat, aşa cum îl cunoaştem azi, au continuat totuşi în Cuaternar mişcări de ridicare în masivele muntoase, de cutare şi ridicare în subcarpaţii de curbură şi de coborâre în faţa acestora, unde a mai dăinuit un lac în care s-a depus o stivă de cca. 400 m grosime într-o mişcare continuă de subsidenţă, până în Postglaciar. Mişcarea de ridicare în munţi şi de coborâre în faţa acestora, a generat ridicarea plastică a sării în cute diapire. În Urali edificiul muntos vechi era supus în continuare în Cuaternar denudării. Este de remarcat situaţia Munţilor Scandinavici care, acoperiţi de o calotă de gheaţă, a - 21 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
cărei grosime a atins 3000 m, de la începutul Pleistocenului şi până în Postglaciar (cca. 1,5 mil. ani), au suferit după topirea acesteia o continuă ridicare izostatică de echilibrare de cca. 1200 m în numai 20000 ani, care a dus la formarea fiordurilor. În epocile glaciare existau în Europa de nord şi centrală, precum şi în Alpi, calote glaciare cu grosimi apreciabile, de sute de metrii şi chiar de până la 3000 m. (în centrul calotei scandinave), la marginea cărora se întindea un relief periglaciar de tundră cu pergelisol, apoi stepa cu leoss care era adus de vânturi din zonele de tundră, acoperind podişurile şi câmpiile de la exteriorul nordic şi estic al catenelor alpino-carpatice. Limita sudică maximă a calotei scandinave, lega Tamisa cu Podişul Volanic şi mai departe prin Volgograd şi Arhanghelsk cu Munţii Urali. În Slovenia şi Croaţia, au rămas o serie de lacuri în care, în Pliocen s-au depus stratele cu paludine, vivipare şi melanopside cu scoica sculptată. În Cuaternarul inferior sedimentarea se continuând cu Viviparus vukotinovici. În Bazinul Panonic şi Bazinul Dacic, au mai rămas la sfârşitul Pliocenului şi au funcţionat ca zone de subsidenţă activă, tot timpul Cuaternarului inferior, resturi ale lacurilor anterioare. Conturul Europei, după cum am menţionat deja, se micşora în perioadele interglaciare datorită transgresiunilor marine, cel mai redus contur fiind înregistrat în timpul transgresiunii flandriene, când apele Mării Eem au acoperit partea de sud a Finlandei, Câmpia nordeuropeană, iar în sud, Marea Adriatică a depăşit laguna Veneţiei până la Torino şi Marea Egee şi Marmara s-au legat cu Marea Neagră prin Bosfor. Cea mai mare extindere a ţărmurilor s-a realizat în timpul glaciaţiilor Saale şi Vistula, când acestea au atins marginea selfului, care a devenit uscat. Marea Adriatică s-a retras până la Ancona, iar în Mediterana s-a realizat legătura Italiei cu Sicilia şi Malta iar în Marea Egee s-a realizat legătura Cicladelor cu Grecia. Un contur maxim al Mediteranei a existat şi în Pleistocenul vechi când Egeida nu era scufundată, Peloponezul fiind unit cu Turcia printr-o limbă de uscat ce cuprindea Cicladele, Sporadele de Sud şi Rodos. Retragerea gheţarilor în Tardiglaciar a adus schimbări în peisajul european prin mulţimea de lacuri lăsate în urma lor. Pe văile glaciare ele s-au înşirat ca nişte mărgele. După retragerea calotei alpine în Tardiglaciar, au rămas circuri glaciare dezvoltate în trepte (Vallone di Paione-Val d'Ossola) iar pe marginile sudică şi nordică ale fostei calote au rămas lacurile Leman, Constanta (Konstantz), Zürich, Lacul Celor Patru Cantoane (Vierwaldstäter), Lucerna, Maggiore, Lugano, Como şi Garda. În Germania în Schlewig-Holstein, între morene au apărut o serie de lacuri: Gröser Plöner, Kleiner Plöner, Behler, Schön şi Behler. În Peninsula Scandinavică şi Finlanda, calota glaciară s-a suprapus peste un sistem de fracturi (fig. 6), dând după topire naştere unor lacuri mult alungite, dintre care cel mai mare este Päijänne din Finlanda, de 150 km cu o lăţime de 25 km (P. Gâştescu, 1979) iar în Norvegia, întregul relief a fost presărat cu lacuri glaciare, dintre care cele mai adânci sunt Tennesvatn, Reinesvatn şi Solbornvatn, care se găsesc în insula Moskensey.
- 22 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
Fig. 6 - Imagine satelitară a regiunii Stockholm din Suedia
Pe versanţii sudici ai Alpilor, la sud de lacul Garda, morenele depuse de gheţarii pleistoceni formează benzi paralele semicirculare etajate. Dacă în timpul transgresiunilor pleistocene, apele mării au ajuns prin actuala lagună a Veneţiei până la Torino, în glaciaţia Würm activarea eroziunii fluviatile ca urmare a retragerii mării, a făcut ca Padul să aducă puternice aluviuni care au dus la definitivarea câmpiei din cursul său inferior şi la formarea unei delte, care a înaintat treptat până în dreptul Veneţiei, colmatând laguna Comachio şi înaintând în timpurile istorice cu 30 km. La vărsare Padul aduce şi în prezent importante aluviuni, estimate la 7 t/min (I. Ianos, I. Iacob, 1989). Câmpiile de loess formate în Pleistocen ca cele dintre Sava şi Drava, au fost traversate începând din Postglaciar, de aceste râuri care au tăiat terase în loess. În Câmpia Elbei, aluviunile şi morenele au generat forme domoale denumite local "Urstromtal”. În zona sudică s-au depus nisipuri şi loessuri, iar spre litoralul Mării Baltice golfurile lăsate în urma gheţarilor erau mult mai adânci, ele fiind apoi "polderizate" în timpurile noastre. În Câmpia Yutlandei situată între peninsula Yutlanda şi Kiel, s-au depus în Pleistocen nisipuri de dune, iar în Postglaciar s-au format foarte multe fiorduri şi golfuri care intrau adânc în câmpia actuală presărată cu acumulări glaciare şi fluvio-glaciare: öskere, drumlinuri, kamesuri, etc. Câmpia Rinului mijlociu, dintre munţii Pădurea Neagră, Vosgi şi Hartz, a fost acoperită în Cuaternar cu pături alternante de loess şi aluviuni. În Câmpia Centrală Polonă, în centru predominau morenele de fund şi cele frontale iar în nord drumlinurile. Colinele Baltice formează astăzi cel mai înalt val morenic (rămas din glaciaţia Würm), atingând în medie altitudinea de 330 m. În nordul acestuia, glaciaţia cuaternară a lăsat foarte numeroase lacuri (Mazuriene în est şi Pomeraniene în vest). Câmpia Pribaltică, la est de cea Poloneză, păstrează numeroase morene, drumlinuri şi kamesuri. Câmpia Nipru-Donet, este acoperită de depozite fluvio-glaciare nisipoase şi loessoide, depuse în zona periglaciară de sud şi de morene în partea sa nordică. Este o regiune tipică de sandre. Podişurile Valdai şi Smolensk, care au funcţionat în Pleistocen ca o zonă de subsidenţă, au fost acoperite de depozite de morene cu grosimi de până la 200-250 m. Câmpia Moscovei a fost acoperită în Pleistocen de depozite fluvio-lacustre şi - 23 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
loessoide. Podişul Volano-Podolic a fost în Pleistocenul vechi un podiş carstic, în timpul glaciaţiilor depunându-se o manta de loess peste calcare miocene. Câmpia Doneţ-Don-Volga este de asemenea o mare câmpie de loess. În Câmpia Română, Dobrogea şi sudul Moldovei s-au depus loessuri şi depozite loessoide. Lacul pliocen din faţa Carpaţilor, nu era complet colmatat, el acoperind la începutul Pleistocenului nordul Olteniei până la dealurile subcarpatice şi întreaga Câmpie Română, pentru ca ulterior să se retragă treptat spre nord-est şi să dispară complet. În Câmpia Tesaliei din Grecia, formată într-o depresiune tectonică, depunerea s-a încheiat în Holocen. În Spania, fluviul Guadalquivir conturat în Pleistocen, care în antichitate se numea Betis, debuşa până la începutul erei noastre într-un lac Ligustinus, care ulterior s-a transformat într-o lagună. Ţărmurile Marii Negre şi ale Mării Caspice au oscilat destul de mult (fig. 11), de la avansări de zeci de kilometrii la retrageri mari. Astfel ţărmul Marii Negre a avansat până la est de Insula Şerpilor apoi s-a retras până la Brăila, iar al Mării Caspice s-a extins în nordvest până la cotul Donului şi în nord până la confluenţa Volga-Kama.
- 24 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
Asia La limita vestică a Asiei, Munţii Urali erau ridicaţi şi rigidizaţi la sfârşitul Mezozoicului. Încă din Cretacic aproape întreg teritoriul Asiei centrale şi de est era exondat şi intra într-un lung proces de modelare, care evolua în funcţie de mişcările epirogenetice la care această vastă zonă era supusă, proces care a continuat şi la începuturile Cuaternarului, când reprezenta o regiune piemontană în vest. De la structurile hercinice spre ţărmul estic se întindeau câmpii de colmatare cu zone mlăştinoase, dintre care, în cele înalte se formau turbării. La sfârşitul Paleogenului, geosinclinalul himalayan era umplut şi a început să se ridice. În Cuaternarul inferior, numai regiunea Siwalik din nord-estul Indiei, continuă să funcţioneze ca avanfosă cu depozite de molasă. Tibetul s-a ridicat sacadat, odată cu Himalaya, pe măsură ce încălecarea peste scutul indian a continuat. În Pleistocenul vechi, limita continentului era mai la nord decât cea actuală, Coreea era numai o insulă despărţită de continent iar în insulele Japoneze numai conurile vulcanilor activi erau deasupra apei. Tot în Pleistocenul vechi (Villafranchianul superior) s-au depus loessuri de climat cald (cu resturi de Srtuchio şi Erinaceus care au populat stepa). În Pleistocenul mediu şi superior, relieful din nordul Asiei, era dominat de calota glaciară siberiană, care se întindea de la Ural până la Lena, iar spre sud pe toată câmpia vest-siberiană până la latitudinea de 60°. Această calotă glaciară a evoluat cu faze de înaintare şi retragere (echivalente cu fazele Saale şi Vistula), între acestea având loc transgresiunea Oceanului Arctic, care a invadat întreaga câmpie a Kolâmei. Pe cursurile superioare ale fluviilor Irtiş şi Obi şi la est de Lena, se întindea un teritoriu periglaciar, cu îngheţ peren care există şi în prezent în extremul nord-estic al continentului. În Postglaciar, în locul calotei nord-asiatice care s-a retras definitiv de pe continent, sa format taigaua siberiană, iar tundra s-a restrâns la nord de cercul polar. La sud de taigaua siberiană, a început să se dezvolte stepa şi deşerturile reci. Pe Munţii Caucaz, Altai, Kunlun, Stanovoi, Saian, Verhoiansk, Kolâma şi Hinganul Mare, s-au format gheţari care au coborât până la altitudinea de 1000-1500 m. O calotă întinsă acoperea Himalaya, Pamirul şi Tianşanul. În Tardiglaciar, calota himalayană s-a fragmentat şi gheţarii s-au ridicat la altitudini mai înalte, mai ales pe versanţii sudici. Ei se găsesc în prezent la peste 4500 m altitudine. Subducţia Indiei a continuat având ca efect ridicarea Munţilor Himalaya cu cca. 1500 m, ridicare ce continuă şi în prezent. Astfel, la cutremurul care a avut loc în nordul Indiei în 1950, unele blocuri din Munţii Himalaya s-au ridicat brusc cu 25 m (Bleahu M. şi alţii, 1966). Ridicarea cuaternară a lanţului Munţilor Himalaya a avut consecinţe covârşitoare asupra hidrografiei din centrul Asiei. Apele principale, formate în parte în Pliocen, au continuat să curgă pe acelaşi traseu şi în timp ce munţii se înălţau, îşi tăiau văi foarte adânci în masivul himalayan. Piemontul Siwalik alcătuit din depozite de molasă, a continuat să se formeze, desăvârşindu-se în Holocen. Materialul transportat de apele din Himalaya au format Câmpia şi terasele din bazinul inferior al Gangelui. Terase cuaternare s-au format în China şi Java în special în Postglaciar. În zonele mai joase din Himalaya şi Transhimalaya, în Holocen existau zone lacustre. În Altaiul Mongol, Hangai şi Hentei glaciaţia era continuă. Acum există gheţari numai în Altai şi un singur gheţar în Hangai. După topirea gheţarilor au rămas o serie de lacuri în Valea Lacurilor, iar în Podişul Selenga, s-au dezvoltat forme carstice. - 25 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
În Podişul Ordos şi Podişul de Loess, depunerile nisipoase şi loessoide au început încă din Pliocen, şi au continuat până în Pleistocenul superior când clima a devenit mai umedă şi depunerea a încetat. În Postglaciar clima devenind mai uscată, în podişul Ordos sau format dune şi barcane, iar vânturile de vest care au început să bată, au transportat din puştiul Gobi şi depus loess în Podişul de Loess, acţiune ce continuă şi azi, grosimea acestuia atingând 200-300 m. În podişurile Xingang şi Ganijiang din nordul Tibetului, situate la 4000-5200 m altitudine, s-au format în Tardiglaciar întinse zone lacustre din care au rămas presărate peste 1000 de lacuri. Podişul Tibet, ridicat la mari înălţimi în Paleogen, a fost acoperit în Cuaternar cu gheţari, din care au mai rămas câţiva pe crestele înalte, topirea lor în Postglaciar ducând la formarea a nenumăratelor lacuri care ocupă peste 25000 km2. Depresiunea lacustră Qaidam (Tsaidam), conturată încă din Pleistocenul vechi, s-a acoperit cu gheţari în Pleistocenul superior în jumătatea sa vestică. Transgresiunea monastiriană din interglaciarul Riss-Würm, a avut efecte şi pe ţărmurile Asiei Mici unde Marea Mediterană a făcut legătura cu Oceanul Indian, prin zona Canalului de Suez şi Marea Roşie. Ulterior în Postglaciar, au rămas o mulţime de lacuri, azi dispărute. În timpul glaciaţiilor, Asia era legată cu America prin strâmtoarea Bering care era emersă. Însulele Kurile erau legate în aceleaşi perioade de continent printr-o câmpie litorală (Marea Ohotsk de azi), Peninsula Coreea, insulele Japoniei şi Taiwanul, străjuiau o câmpie joasă mlăştinoasă, pe amplasamentul Mării Galbene şi Mării Chinei de Est, iar Peninsula Indochina şi Peninsula Malacca erau legate cu Sumatra Java şi Kalimantan (Borneo). În epocile glaciare râurile Sumatrei şi Kalimantanului se uneau într-un fluviu ce se vărsa în Marea Chinei de Sud. Alte cursuri de apă din Kalimantan şi Java se vărsau în strâmtoarea Makasar, între Borneo şi Sulawesi (Celebes) (Niţa Tătăram, 1984). În insulele Japoniei mişcările post-tectonice şi activitatea vulcanică din Pliocen şi Cuaternar care continuă şi azi, au conturat împreună relieful major al acestora. Ţărmurile actuale sunt marcate de terase marine care atestă mişcările tectonice şi oscilaţiile nivelului mărilor în această perioadă. În regiunea indoneziană, s-au manifestat fenomene de cutare şi vulcanism, din Pliocen până în zilele noastre. Vulcanismul a continuat tot timpul Cuaternarului în Kamciatka, Japonia, Podişul Armeniei, Peninsula Arabică, Indonezia şi Malaezia. Marea Câmpie Chineză a început să se formeze în Pleistocenul vechi, într-o vastă depresiune tectonică, în care imense conuri de împrăştiere ale apelor din munţii Taishan, TinLin şi Huai-Yang, au format o câmpie piemontană, a cărei ţărm la Golful Bohai, era mult mai retras spre vest decăt în prezent, când viteza de înaintare a râului Peiho către golf este de 100 m pe an. Fluviul Chang Jiang (Albastru), a luat naştere în Pleistocenul superior, când se vărsa mult mai la vest de delta sa actuală, care s-a format în Holocen şi a continuat să se lărgească, înaintarea ei fiind oprită în sec. VII prin “polderizarea" zonei şi construirea unui dig de 200 Km. Pe Câmpia Hatanga din Siberia de nord, în Postglaciar, relieful neted era întrerupt din loc în loc de morene. În Pleistocen, Câmpia Kolâma a fost colmatată cu aluviuni dispuse pe un fundament mezozoic, peste care s-au depus morene. În valea inferioară a fluviului Mekong se află o mare câmpie de subsidenţă care în Cuaternar era mai redusă şi fluviul se vărsa direct în golful Siam. In Holocen, fluviul a înaintat şi a format actuala deltă, împingând ţărmul golfului către vest. Delta fluviului Menam s-a format în Postglaciar prin colmatarea unui golf preexistent. Câmpiile mlăştinoase din Thailanda presărate cu multe lacuri, reprezintă - 26 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
delte colmatate în Pleistocen şi Holocen. Câmpiile Menderesului, Gadezului şi Anatoliei centrale s-au format în Cuaternar din câmpii lagunare pliocene, care în Pleistocenul vechi au fost fragmentate de faliile Corint, Sandikli şi Aydin, contemporane cu o serie de erupţii vulcanice şi ridicate la nivelul actual. Cutremurele din Anatolia, ca cel de la Spitakar din decembrie 1988, atestă că faliile respective sunt legate de mişcări pe linia de coliziune activă dintre placa eurasiatică şi cea arabică. Munţii Pontici, cu altitudini de peste 3900 m au permis instalarea glaciaţiei cuaternare din care au mai rămas în prezent unii mici gheţari la peste 3000 m altitudine. În depresiunea tectonică a Iordanului, în Pleistocenul inferior s-a format un lac cu apă dulce Samra care, datorită climatului umed, s-a transformat în Pleistocenul mediu într-un mare lac Lisan, care acoperea o mare parte a văilor Aravei şi Iordanului, lac ce era situat la altitudinea de 180 m deasupra actualului nivel al mărilor. Aridizarea climatului în Tardiglaciar şi aportul de aluviuni au dus la colmatarea şi retragerea lacului în trei cuvete lacustre cu nivelul apelor sub cel al Mării Moarte. La începutul Holocenului depresiunea a fost din nou inundată când s-a format Lacul Tiberiadei şi Marea Moartă. În Holocen au început să se adâncească mările epicontinentale: Marea Bering, Marea Ohotsk, Marea Japoniei, Marea Chinei de Sud, Marea Chinei de Est, proces care continuă şi azi, reflectând formarea unei avanfose. În insulele Sonde, Celebes şi Moluce, între depozitele Pliocene şi Cuaternare medii, există o discordanţă care atestă o mişcare orogenică de la sfârşitul Pliocenului şi care s-a manifestat în continuare în Pleistocenul vechi şi cel inferior, când s-au ridicat catenele muntoase din această regiune, mişcare însoţită de erupţii vulcanice care continuă şi azi. America de Nord În America de Nord, Cuaternarul inferior este caracterizat prin existenţa unei extensii a continentului peste insulele din nord, înglobând Groenlanda şi Islanda. Exista de asemenea prima legătură cu Asia prin Marea Bering, care era emersă. Ţărmul estic al continentului depăşea Islanda în nord, apoi insulele Terra Nova şi Marelui Bazin. În vest, ţărmul era în schimb mai retras decât cel actual. Arhipelagul Alexander, arhipelagul Regina Charlotte, Insula Vancouver erau submerse. În sud ţărmul era de asemenea mai retras, apele acoperind Peninsula Florida şi actuala deltă a fluviului Mississippi. În regiunea Colorado, Munţii Cascadelor şi Podişul Columbia, activitatea vulcanică neogenă a continuat în Pleistocenul vechi cu curgeri de lave şi piroclastite. Golfurile St. Laurenţiu, Fundy, Hudson şi Marea Baffin nu existau. Munţii Stâncoşi şi Munţii Coastelor erau supuşi în continuare eroziunii, cu formarea de piemonturi spre ţărmurile de est şi depuneri fluviatile în Podişul Marelui Bazin. Calota glaciară din America de Nord nu a fost limitată numai la nivelul uscatului continental, ci s-a desvoltat şi în domeniul oceanic până la marginea platformei continentale şi printr-o punte groasă de banchize se lega cu calota scandinavă formând împreună în ultimele glaciaţii, un imens inlandsis. Ea a avansat foarte mult încă din Pleistocenul mediu (600000 ani î.e.n.), din prima fază glaciară Nebraska. Limita de extensie maximă a calotei, mergea de la Seattle de pe coasta de vest prin St. Louis pe Mississippi şi ajungea la Philadelphia pe coasta de est. Această limită s-a menţinut aproape aceeaşi în toate glaciaţiile. Către periferia calotei glaciare nord-americane se ridicau deasupra gheţurilor vârfuri stâncoase, cunoscute sub numele de nunatakuri. Un teritoriu din interiorul inslansisului care n-a fost acoperit de gheţari (Driftless Area), există în statul Wisconsin (fig.3). - 27 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
Când calota glaciară a început sa se retragă la sfârşitul glaciaţiei Visconsin, apele rezultate din topirea gheţii se vărsau într-un mare lac Agassiz de unde erau deversate prin valea actualului fluviu Mississippi în golful Mexic. Când gheţarul s-a retras la nord de Marile Lacuri, apele din lacul Agassiz au început să se reverse prin actualele lacuri: Superior, Huron, Erie şi Ontario, apoi pe valea fluviului Sf. Laurenţiu, ajungând în Marea Chanplain care formează astăzi Golful Sf. Laurenţiu. Extinderea glaciaţiei pe o mare suprafaţă din scutul canadian alcătuit din roci precambriene, a avut ca efect subsăparea şi scrijelirea rocilor şi în urma topirii gheţurilor, în afară de formarea unor mari lacuri, modelarea unui ansamblu de nenumărate ridicături şi scobituri în care s-a acumulat apa (fig. 7).
Fig. 7 - Fotografie din satelit a scutului canadian
(Vedere a Lacului Sclavilor şi exaraţiile cu nenumărate ochiuri de apă)
În Postglaciar, continentul eliberat de povara calotei glaciare a început să se ridice, în văile glaciare formându-se noi lacuri (Winnipeg, Manitoba, Athabaska, Renilor, Sclavilor, Ursilor, Indienilor şi Hudson). La est de falia Sf. Laurenţiu, a avut loc o ridicare a reliefului care a atins 300 m în Holocen, ridicare ce se manifestă şi azi. fost În Noua Anglie, în nordul statelor New York şi Wisconsin, morenele de fund au format coline ovale şi alungite. O morenă frontală a lăsat un lanţ de văluriri ce se întinde de la Long Island la Marile Lacuri cu înălţimi care azi ating 20-50 m, în spatele cărora s-au format soluri mlăştinoase. Podişul Columbiei, care desparte Munţii Stâncoşi de Munţii Coastelor, a fost primul culoar prin care a pătruns omul în America. Munţii Stâncoşi sudici, au cunoscut şi ei o - 28 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
glaciaţie de tip montan a cărei urme se reflectă în relieful actual. De la San Francisco spre sud, trecând prin Golful Californiei, apele oceanului depuseseră începând din Neogen, în regim de subsidenţă activă, depozite cu grosime până la 12000 m, din care o mare parte revine Pliocenului şi care s-a continuat în Pleistocenul inferior. Toate aceste depozite, cutate în faza Pasadena din Pleistocenul mediu au fost acoperite de depozite de terase marine. Atunci s-a ridicat Peninsula California din apele oceanului într-un uşor anticlinal cu axa nord-sud. În Pleistocen au avut loc erupţii vulcanice în Munţii Stâncoşi, Munţii Cascadelor, Podişul Columbia, Sierra Madre de Est şi de Vest şi Podişul Mexicului. La începutul Pleistocenului, curgerile de lave au acoperit un relief sculptat în depozitele întregii succesiuni ce alcătuieşte regiunea muntoasă din vestul continentului, după care apele au tăiat văi adânci, favorizate de o ridicare generală în faza Pasadena, fenomen reluat în Postglaciar, când datorită retragerii calotei glaciare, a avut loc o ridicare eustatică. În Munţii Sierra Nevada, aspectul reliefului actual indică formarea sa recentă, prin ridicări repetate şi existenţa în Pleistocen a unor gheţari de munte, pe pantele vestice păstrându-se urmele acestora. Regiunea Marelui Bazin, delimitată la vest de munţii Sierra Nevada şi la est de Munţii Stâncoşi, cuprindea în Pleistocen două importante lacuri: Lahontan, care la începutul Cuaternarului avea o suprafaţă de cca. 22000 km² şi din care au rămas câteva lacuri mai mici şi lacul Bonneville care avea în Pleistocen cca. 51300 km² şi din care a rămas Marele Lac Sărat (Utah), de numai 2900 km² (P. Gâstescu, 1979), ambele lacuri având ape dulci în Pleistocen, spre deosebire de cele rămase acum, cu ape sărate. O altă regiune interesantă este aceea a peninsulei Florida care în epoca glaciară Wisconsin se întindea până la marginea şelfului. În aceiaşi epocă glaciară, insulele Bahamas formau un teritoriu uscat împreună cu insula Cuba iar peninsula Yucatan era de asemeni mult extinsă, până la marginea şelfului. Canionul Colorado, care era emers, la sfârşitul Pliocenului era săpat până la nivelul Mississipianului (Carbonifer inferior). În Pleistocenul mediu, datorită ridicărilor din faza Pasadena şi mutării punctului de vărsare în sinclinalul dintre California şi continent, canionul s-a adâncit până la Cambrian, pentru ca la sfârşitul Pleistocenului când s-a topit calota glaciară şi a avut loc o ridicare izostatică în zona izvoarelor, să se adâncească din nou, până la nivelul actual, dezvelind şi Precambrianul. În timpul marii regresiuni würmiene, continentul nord-american era cel mai extins, făcând legătura cu Asia prin peninsula Bering. Golful Californiei era uscat, Florida era extinsă mult spre vest, peninsula Yucatan era extinsă spre nord şi vest, iar la vest de Los Angeles, insulele Santa Catalina şi San Clemente erau unite cu continentul. În timpul regresiunii grimaldiene California s-a extins, înglobând insula Cedros. America de Sud În Pleistocenul vechi, limitele continentului sud-american erau puţin mai extinse pe şelf decât în prezent, uscatul înglobând insulele Trinidad, Maraca şi Caviana de la gurile fluviului Amazon la nord şi insulele Sao Sebastiao şi S-ta Catarina la est, de unde spre sud, ţărmul ajungea să formeze un puternic intrând la gurile fluviului Parana, golful depăşind actualul estuar Rio de La Plata. În continuare spre sud ţărmul se lărgea mult pe şelf, incluzând Ţara de Foc şi celelalte insule de pe coasta chiliană până la Puerto Montt (Hoste, S-ta Inés, Wellington, Chiloé, arhipelagul Chonos,etc.). De la Montevideo spre interior, pe actuala vale a Paranei şi Paraguayului până dincolo de regiunea Mato Grosso, se înşirau o serie de lacuri rămase din Pliocen. Aceiaşi situaţie de zonă mlăştinoasă, dar despre care nu ştim prea multe fiind - 29 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
acoperită azi de o imensă pădure, se afla în câmpia Amazonului. În Anzi, încă din Pliocen zona de coastă, cu o lăţime de cca. 50 Km., Cordiliera Occidentală, Altiplano, Cordiliera Orientală şi Sierra Subandină, au evoluat separat. Zona de coastă, care la începutul Cuaternarului era mlăştinoasă, la sfârşitul Pleistocenului inferior a suferit o primă fază de ridicare, devenind apoi o zonă de podiş cu cueste domoale, care mulau cutele largi rezultate în faza hercinică. În faza de linişte tectonică ce a urmat, pe suprafaţa podişului se întindeau mlaştini şi turbării înalte. În Pleistocenul mediu a avut loc o cutare în faza Pasadena, care în această zonă s-a manifestat printr-o uşoară ridicare, ce a făcut ca depunerile lacustre din faza următoare să stea discordant peste cele anterioare. La sfârşitul Pleistocenului, a urmat o nouă fază puternică de ridicare, de data aceasta izostatică, a Cordilierei din zona de coastă cu aproape 500 m (când calota echivalentă wűrmianului s-a topit), pentru ca ulterior râurile transversale să realizeze terase, datate la 7000 până la 4000 ani î.e.n. Ridicarea acestui sector se produce şi în prezent, subducţia din faţa cordilierei fiind încă activă. Cordiliera Occidentală, era o zonă de mlaştini şi turbării înalte, care în faza Pasadena s-a ridicat faţă de zona de coastă cu 1300 m. A urmat o fază glaciară, care a lăsat în urma ei depozite lacustre. În Pleistocenul mediu a avut loc o nouă ridicare, însoţită de o serie de erupţii care au format strato-vulcani. În Holocen a avut loc o nouă serie de erupţii cu formarea de noi strato-vulcani. Altiplano, a avut aceiaşi evoluţie ca şi Cordiliera Occidentală până în Holocen, când râurile au format terase. În Cordiliera Orientală, la sfârşitul Pliocenului a avut loc o primă glaciaţie (corelată cu glaciaţia Biber), după care în Pleistocenul inferior s-au depus conglomerate fluviatile şi lacustre, apoi, după ridicarea din faza Passadena, care este de mai mică amploare, a avut loc o a doua glaciaţie, apoi un episod interglaciar cu formarea de terase, şi apoi, în Pleistocenul superior o a treia glaciaţie mai puternică (corelată cu faza Würm). Topirea calotei a avut ca efect o nouă ridicare ce a făcut ca eroziunea fluviatilă să se înteţească, apele tăind mai multe terase etajate în văile glaciare degajate de gheţari. Sierra Subandină, a fost ridicată în orogeneza alpină. Fiind departe de zona de subducţie şi sprijinită pe scutul brazilian, nu a suferit mişcări verticale, comportându-se rigid în toată perioada cuaternară. Singurele schimbări morfologice sunt reducerea treptată a înălţimilor, rotunjirea culmilor şi formarea de umeri, de către apele curgătoare. Prima ridicare din Pleistocenul inferior (faza Passadena), a dus la individualizarea horstului Cordilierei de Coastă, formarea depresiunii Pampas şi a horstului Cordilierei Occidentale, astfel încât atunci s-a creat aspectul general al Anzilor vestici şi centrali actuali. Ridicările ulterioare, au dus la fragmentări zonale prin faliere, care au croit văi noi şi au favorizat instalarea bazinelor lacustre mai ales în Altiplano (Ballivian, Minchin) şi în Pampas. Mişcările cele mai noi din zona de coastă şi din Cordiliera Orientală, au avut ca efect ridicarea acestor zone cu cca. 500 m, cu producerea de văi adânci şi cu ape repezi, care se vărsau direct în ocean, cum este valea râului Loa, iar pe versantul estic, intensificarea eroziunii de fund a râurilor La Paz şi Sorata, care se vărsau în Amazon şi avansarea izvoarelor acestora în inima masivului muntos. În Holocen, în Antiplano limitele fostului bazin lacustru Ballivan s-au redus la cele ale actualului lac Titicaca situat la 3812 m altitudine, care are în prezent o suprafaţă de 8340 m şi o adâncime maximă de 340 m. Ridicările din Altiplano şi retrageriea limitei zăpezii veşnice, au dus treptat în Postglaciar, la reducerea precipitaţiilor şi la formarea în depresiunile lipsite de abundenţa anterioară a reţelei hidrografice, a unor sărături aproape lipsite de vegetaţie (lacul sărat Poopo şi sărăturile Salar de Coipasa, Salar de Uyuni etc.). Pe scutul brazilian, concomitent cu faza de ridicare Pasadena în Anzi, la sfârşitul Pleistocenului inferior a avut loc o adâncire a cursului superior al Amazonului şi lărgirea considerabilă a bazinului său hidrografic. - 30 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
În ultima epocă glaciară limita continentului a ajuns la marginea şelfului şi Amazonul tăia în acesta un canion care poate fi urmărit azi în apele epicontinentale. Tot atunci a avut loc înglobarea insulelor Folkland în câmpia litorală, odată cu scăderea nivelului Oceanului Atlantic. În Postglaciar a avut loc înmlăştinirea cursului Amazonului aşa cum este astăzi, când oscilaţiile de nivel depinzând de maree, ating peste 10 metrii. Câmpia Gran Chaco dintre Anzii Centrali şi râurile Paraguay, Parana şi Salado, a fost acoperită în Pleistocen cu aluviuni fluvio-lacustre în vest şi cu depozite loessoide în est. În Pleistocenul târziu s-a definitivat şi câmpia piemontană "Monte" la poalele nordice ale Munţilor Anzi de vest, spre fluviul Colorado. Africa Acest continent avea un contur foarte apropiat de cel actual, cu excepţia ţărmului mediteranean, care era mai retras în Egipt (unde atingea oraşul Cairo), în Algeria şi Maroc. Pe coastele Mediteranei au continuat mişcările tectonice în faza valahă cu formarea de cute şi falii în Maroc şi Tunis. În evoluţia contururilor acestui continent este de subliniat în primul rând transgresiunea monastiriană, echivalentă interglaciarului Riss-Würm (Eem), când au fost invadate coastele mediteraneene. Apele Mării Mediterane acopereau actuala câmpie de coastă din faţa golfului Sirta şi câmpia joasă a Nilului până aproape de Suez, pe unde făcea legătura prin Marea Roşie cu Oceanul Indian. În Depresiunea Kalahari mai persistau mlaştinile ce încheiau colmatarea lacurilor din Pliocenul terminal. În Pleistocenul inferior, Munţii Kilimanjiaro au fost acoperiţi pentru prima dată cu gheţari, care coborau la o altitudine mai joasă decât în prezent. În perioada Cuaternară, în Golful Aden, Cornul Africii s-a îndepărtat de Peninsula Arabică cu cca. 80 Km. Concomitent au avut loc erupţii şi curgeri de lavă de-a lungul riftului est-african şi ridicarea zonei de la est de graben cu cca. 300 m. Acest rift a fost activ în Pleistocenul vechi, erupţiile vulcanice, curgerile de lave bazaltice şi depunerile de cenuşă fiind frecvente, aşa cum o dovedeşte tuful de la Turkana datat ca având 1,8-1,6 mil. ani (M. Taieb, G. Poupeau, 1980). Lacul Ciad, a avut în Pleistocen (aşa cum s-a mai precizat), un episod când a devenit o mare internă şi un altul când a dispărut complet. În Neolitic a început seceta în Sahara şi în Kalahari, plantele şi animalele s-au retras şi o nouă şi ultimă serie de dune au început să se formeze peste altele vechi, consolidate. Câmpia Chelif din Algeria era la începutul perioadei cuaternare un golf, râul cu acelaşi nume colmatândul ulterior. Câmpia Merdjerdei a funcţionat în Cuaternar ca un bazin lacustru. Câmpia Mozambicului de pe ţărmul Oceanului Indian a fost ocupată de apele acestuia până la sfârşitul Pleistocenului, fiind colmatată în Postglaciar. Câmpia Nigerului a fost şi ea ocupată de apele Oceanului Atlantic, ţărmul Golfului Guineei fiind mult retras până în Pleistocenul mediu când au avut loc mişcările tectonice din vestul şi nordul Africii, care au dus la ridicarea soclului continental şi recrudescenţa eroziunii pe fluviul Niger. În Pleistocenul superior Nigerul şi-a format o mare deltă care a împins ţărmul spre sud. Câmpia Senegalului situată pe coasta Oceanului Atlantic, a funcţionat în Cuaternar ca o zonă de continuă subsidenţă. Ultima transgresiune a avut loc cu 3000 ani î.e.n. când râul Senegal şi-a creat o deltă iar în partea sudică a câmpiei s-au format marile estuare ale Gambiei, Casamancei, - 31 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
Corubalului, etc. Australia şi insulele Pacificului de Sud Ţărmul nordic al Australiei era în Cuaternar foarte jos şi foarte extins, cuprinzând Golful Carpentaria şi mările Arafura şi Timor aproape în întregime, unde existau încă din Pliocen lacuri sărate. În sudul continentului exista un golf care intra mai adânc între Adelaide şi Whyalla. Alpii Australiei şi Tasmania se găseau la începutul Cuaternarului într-un stadiu final al erupţiilor şi curgerilor de lave de la sfârşitul Pliocenului. În Cuaternar structura teritoriului Australiei era definitivată, dar au produs mişcări ale scoarţei care au durat până în Pleistocenul mediu şi au fost însoţite de vulcanism. Începând din Pleistocenul superior peneplena orientală a fost ridicată şi coborâtă pe compartimente. În Podişul Kimberley depozitele cuaternare depuse în Pleistocen au fost tăiate de ape în Holocen şi se păstrează ca terase pe văile superioare ale râurilor Drusdale şi Ord. În Câmpia Nullarbor-Elene, s-au pus în evidenţă calcare carstificare cuaternare, formate în alte condiţii climatice decât cele actuale (M. Bleahu, 1974). În partea sud-estică a continentului, în Alpii Australiei, în Tasmania şi Noua Zeelandă s-au instalat gheţari. Urmele lăsate, atestă (aşa cum s-a arătat în capitolul de geologie), trei faze de expansiune a glaciaţiei în sud-estul Australiei, în Tasmania şi în insulele Noua Zeelandă. Continentul era legat cu Tasmania în epocile interglaciare, alte legaturi existând cu Noua Guinee, Insulele Moluce, Celebes şi posibil cu insula Timor, dincolo de care se găsea strâmtoarea Macasar, care a funcţionat ca o barieră în migraţia faunelor de mamifere placentate din Asia. Remodelări cu formarea de umeri, dintre care două nivele sunt mai pregnante, au fost realizate de gheţarii din Alpii Australiei de sud şi din Munţii Tasmaniei. În Pleistocenul vechi, un golf care se menţinea din Pliocen, cuprindea lacurile Gairder, Eyre şi Torrens, în jurul cărora se găsesc azi depozite cuaternare litorale şi lacustre. Câmpia Murray-Darling din bazinele hidrografice ale celor două fluvii, este alcătuită din aluviuni cuaternare depuse peste calcare triasice şi gresii cretacice. În Noua Zeelandă, pe amplasamentul actualelor lacuri Taupo, Rotorua, Tarawerta, Rotiti şi Rotoehu din Insula de nord, în Pleistocen s-au produs procese de subsidenţă pe o serie de falii reactivate de vulcanii activi. Glaciaţia cuaternară a afectat regiunile înalte din Insula de Sud, la peste 200 m altitudine, multe din râurile şi lacurile actuale formându-se pe seama topirii gheţarilor, ca şi în Podişul Vulcanic din Insula de Nord. În Noua Guinee, Câmpia Papuaşă s-a format în Pleistocen şi Holocen, prin aluvionarea platformei continentale. Munţii Hellwig din aceiaşi insulă, formaţi din calcare coraligene, au fost carstificaţi în Cuaternar. CONCLUZII GENERALE ASUPRA RELIEFULUI CUATERNAR În aproape 2 milioane de ani cât a durat perioada cuaternară, relieful a suferit unele schimbări puse în evidenţă de studiile geografice, geologice şi geofizice. Pentru caracterizarea mai precisă a reliefului într-un timp atât de lung, în care s-au produs unele schimbări ale peisajului - variaţia nivelului mărilor şi oceanelor, înaintarea puternică şi regresia calotelor glaciare polare, oscilaţia accentuată a florei şi faunei şi două faze orogenice (Valahă şi Passadenă) - se impune divizarea din punct de vedere paleogeografic, a acestei ultime perioade geologice, în trei etape: - Cuaternarul anteglaciar, care începe cu apariţia primelor semne de răcire a - 32 -
Suport de curs disciplina: Cuaternar
Anul III, Sem I, Forma ID
climatului, cel puţin în emisfera nordică, dar se manifestă mai ales în domeniul marin. Aceasta conţine faza orogenică valahă, după care s-a produs extinderea gheţarilor de calotă şi a celor de munte; - Cuaternarul glaciar, care începe cu glaciaţia Günz în zona alpină (cu echivalentele Ellster în Europa de nord şi Kansas în America de Nord), când gheţarii de calotă iau o amploare deosebită, etapă în care are loc faza orogenetică Passadena şi care se încheie odată cu glaciaţia Würm, fiind caracterizat printr-o repetată oscilaţie climatică şi de peisaj, între glaciar şi inter-glaciar; - Cuaternarul postglaciar, în care peisajul capătă aspectul actual. Din analiza acestor trei etape rezultă următoarele concluzii generale: 1. În Pleistocenul vechi, aproape în toate marile lanţuri muntoase, se definitivează fragmentarea pediplenei prin separarea în platouri mai mici sau disecarea în culmi de aceiaşi altitudine şi construirea unor suprafeţe de bordură. 2. În special în emisfera nordică în Pleistocenul mediu şi superior, întinse teritorii din America de Nord, Europa şi mai puţin din Asia sunt acoperite de calote glaciare care dau naştere unor intense procese de exaraţie care au modelat substratul şi au depus morene. 3. Principalele masive înalte sunt acoperite de gheţari, care în Postglaciar se vor retrage sau vor dispare, dar vor lăsa urme sculpturale tipice, ca văi în forma de "U", circuri glaciare, etc. şi morene. 4. În zonele periglaciare cel mai interesant fenomen îl reprezintă netezirea reliefului prin alunecări şi prăbuşiri cauzate de îngheţul şi dezgheţul repetat, care a dus la micşorarea unor pante şi instabilitatea versanţilor. 5. Altă modificare substanţială începe în Postglaciar în unele zone acoperite de calote unde mişcarea izostatică de compensare a topirii gheţii ridică treptat scoarţa până la mari altitudini ca în Peninsula Scandinavică unde ţărmul vestic s-a înălţat la altitudinea de 1000 m şi s-au format fiorduri. 6. Schimbări de relief, cu ridicări şi coborâri de sute de metrii, au loc în Pleistocenul mediu în faza Pasadena, mişcări vizibile în special în America de Nord, Subcarpaţii de curbură, Europa mediteraneană, Anzi şi Himalaya. Efectul acestora se traduce prin formarea de piemonturi, intensificarea eroziunii şi adâncirea râurilor, cu formarea de terase, captări, intensificarea carstificării, etc. 7. În ceace priveşte relieful acumulativ se remarcă o formaţiune tipic cuaternară: loessul. Depuneri masive de loess au avut loc mai ales în estul Europei, Asia şi America de Nord. În anumite zone a avut loc colmatarea unor lacuri pliocene, formarea de terase şi câmpii aluvionare. 8. Oscilaţia nivelului mărilor în epocile glaciare şi interglaciare a avut ca efect formarea de terase marine, formarea unor delte, estuare, etc. 9. Peisajul Cuaternar a fost complectat de erupţiile vulcanice din masivele orogenezei alpine, care au continuat din Pleistocen cu intensitate mai scăzută, dar mai intensă decât în prezent.
- 33 -