Месси́нский кризис солёности (), также Мессинский кризис, иногда Мессинский пик солёности — эпизод в геологической истории Средиземного моря: в конце мессинского века — последнего века миоцена — Средиземное море высохло частично или почти полностью в результате прогрессирующего закрытия связи с Атлантическим океаном; термин кризис солёности отражает экстремальные колебания солёности Средиземного моря в это время — от выпадения эвапоритов до опреснения значительных участков акватории на По современным представлениям кризис начался около 5,97 млн лет назад, длился примерно 640 тысяч лет и завершился с наступлением плиоцена — 5,33 млн лет назад — геологически мгновенным заполнением впадины Средиземного моря водой из Атлантического океана.
Отдельные проявления Мессинского кризиса были известны сравнительно давно. В 1970 году глубоководным бурением было доказано существование слоя эвапоритов в нескольких сотнях метров под дном Средиземного моря. Предметом научного изучения являются: переход от морских условий к выпадению солей, восстановление морских условий, причины этих преобразований, их режим и скорость, а также геологические, биологические, и климатические последствия, затронувшие всё Средиземноморье. Исследования делятся на наземные () и морские (). Морские исследования проводятся сейсмическими методами и, ограниченно, глубоководным бурением. Наземными же исследованиями изучаются седиментологические, стратиграфические, палеонтологические и геохимические данные, причём, в основном, они проводятся в так называемых мессинских периферийных впадинах, которые были подняты на поверхность тектоническими процессами и сейчас доступны для изучения наземными методами. Неполнота наблюдательных данных, в том числе вызванная ограниченной доступностью отложений Мессинского кризиса и последующей эрозией, приводит к использованию различных физических моделей для получения новой информации о Мессинском кризисе.
Проявления Мессинского кризиса солёности
Мессинский кризис солёности был вызван прогрессирующим закрытием связи между Атлантическим океаном и Средиземным морем.
Средиземное море (без учёта Чёрного моря) содержит 3,7 миллиона км3 воды. За год реки приносят в него 0,2 тысячи км3 воды, выпадает с осадками 1,2 тысячи км3, а испаряется 4,7 тысячи км3. Итоговый дефицит — 3,3 тысячи км3 воды в год — восполняется водой из Атлантики. Поэтому при закрытом Гибралтарском проливе Средиземное море испарилось бы примерно за тысячу лет, оставив слой эвапоритов толщиной около 30 метров — намного меньше, чем наблюдаемые количества солей, которые местами достигают 2 км толщины.
Основными проявлениями кризиса считаются: Падение уровня моря на 1500 метров и более, что вызвало обширную эрозию континентальных склонов: в долинах рек, впадающих в море, образовывались глубокие субаэральные каньоны — в частности каньоны Роны и Нила — а продукты эрозии накапливались на шельфе вблизи устьев рек. Выпадение огромного объёма солей: около 5 % всей соли Мирового океана выпали менее чем за миллион лет, сформировав отложения эвапоритов объёмом более одного миллиона кубических километров и толщиной до двух километров. В глубоких Средиземноморских впадинах и на абиссальных равнинах слои соли накрыты чехлом нормальных морских отложений, выпавших за прошедшие 5 с лишним миллионов лет; толщина чехла — несколько сот метров. Экстремальные колебания солёности Средиземного моря: от формирования обстановок с выпадением эвапоритов до возникновения обстановок Быстрое (по геологическим меркам) наполнение впадины Средиземного моря на границе миоцен-плиоцен, последовавшее за открытием связи с Атлантическим океаном через Гибралтарский пролив. Восстановление морских условий по завершении Мессинского кризиса иногда называют Занклским или Занклийским потопом, по названию первого века плиоцена. Уничтожение всей миоценовой морской биоты Средиземного моря. Современная морская фауна Средиземного моря произошла от атлантической, попавшей в Средиземное море при его заполнении после окончания кризиса в начале плиоцена. Собственно, появление атлантической фауны в морских отложениях и отмечает границу миоцен-плиоцен.
Кроме того, наблюдаются многочисленные частные проявления. Предполагается, что в результате Мессинского кризиса появились карсты долин рек Рона и Ардеш, «необыкновенно глубокие карсты Киренаики», а также самые глубокие в мире карстовые пещеры массива Арабика . Палеонтологические находки указывают на обмен африканской и европейской фауной во время кризиса, что предполагает исчезновение водной преграды. Группа подводных гиперсолёных озёр в Восточном Средиземноморье сформировалась в результате выщелачивания морской водой эвапоритов, образовавшихся во время Мессинского кризиса солёности. Мальтийский уступ (также эскарп, порог; часть Сицилийского порога) пересекают более двухсот подводных каньонов, которые в большинстве своём появились в результате субаэральной эрозии во время Мессинского кризиса. Самые большие из них это каньон Ното в одноимённом заливе, каньон Кумекс и каньон Герона; их длина от 27 до 100 километров. Считается, что эти каньоны образовались, когда вода из Атлантического океана, частично заполнив западную часть Средиземного моря, перелилась через сицилийско-мальтийский уступ в восточную. Сейсмическими исследованиями в Левантской впадине в осадочных породах непосредственно предшествовавших кризису (6,2-5,5 миллионов лет назад) обнаружены взрывные кратеры до двух километров диаметром и до двухсот метров глубиной. Считается, что упавший уровень моря снял давление с осадочных пород; к взрывам привело избыточное давление газов (метана) в них. Сейсмические данные полученные на континентальных склонах с незначительным притоком осадков юго-западнее острова Майорка, в заливе Оран (Алжир) и на хребте Альборан показывают, что мессинская эрозионная поверхность террасирована на глубине между 320 и 380 метров ниже современного уровня моря. Предполагается, что эти террасы (шириной от нескольких сотен до 2000 метров) были размыты одновременно и на одной и той же глубине, а современные различия являются результатом проседания или подъема в отдельных областях. Считается, что террасы развивались в течение одного или нескольких периодов застоя уровня моря в Западно-Средиземноморском бассейне; один из таких периодов мог возникнуть при заполнении Средиземного моря, когда вода из западной впадины переливалась в восточную через Сицилийский порог.
Геотектонический контекст
Конфигурация Средиземноморья во время Мессинского кризиса солёности является результатом постепенной конвергенции Африки с Аравией-Евразией в сочетании с расширением, вызванным откатом океанических плит под Апеннинами и Эгейским морем.
Геологические реконструкции показывают, что в мезозое между Африкой — осколком Гондваны — и Евразией располагался океан, называемый Тетис. Бо́льшая часть океана исчезла в эоцене и олигоцене в ходе орогенеза во время высшей фазы эпохи Альпийской складчатости при движении Африки и ещё не отделившейся от неё Аравийской плиты на север. Это движение подняло горные цепи — среди них Альпы, Карпаты, Динариды, Балканиды, Понтийские горы, Кавказ, Копетдаг. Они отгородили часть Тетиса — эпиконтинентальное море, называемое вслед за Ласкаревым Паратетис — и лишили Тетис существенной части притока пресной воды, так как речные потоки Центральной Европы оказались перенаправлены в Паратетис.
Остаток океана, включивший впадины, появившиеся после горообразования, соединял Индо-Тихоокеанскую и Атлантическую акватории через мелководный проход. После столкновения Африки и Евразии в регионе Ближнего Востока в конце раннего миоцена (Бурдигальский век) этот проход закрылся. В результате западная часть океана Тетис стала современным Средиземным морем, а Атлантическая морская фауна обособилась от Индо-Тихоокеанской. Впрочем, микропалеонтологические данные указывают на возможность периодического попадания Индо-Тихоокеанской фауны в Средиземноморье вплоть до среднего миоцена.
Наконец, в начале мессинского века закрылись и Рифский проливы, соединявшие Тетис с Атлантикой (вместо нынешнего Гибралтарского пролива), и начался Мессинский кризис солёности.
История открытия Впервые последовательность выпадения эвапоритов из морской воды установил Усильо (Usiglio) в 1849 году. В его экспериментах по определению состава морской воды на Лазурном берегу, при испарении одного литра воды последовательно выпали 0,1 грамма карбоната кальция, 1,75 грамма сульфата кальция (ангидрит или гипс), 29,7 грамма поваренной соли, и 6,89 грамм солей магния, натрия и калия. Из полутора тысяч метров морской воды выпадет около двадцати метров соли (см. Эвапориты).
В начале XIX века основоположник современной геологии Чарльз Лайелл заметил различие ископаемых моллюсков миоцена и плиоцена Средиземноморья. В конце XIX века в долине Роны были обнаружены морские плиоценовые отложения, а в середине XX века был найден миоценовый каньон Роны глубиной свыше 1000 метров и выдвинута гипотеза: каньон возник из-за падения уровня Средиземного моря в результате изоляции от Атлантического океана. В 1960 году по результатам исследований средиземноморских отложений миоцена была сформулирована концепция кризиса солёности. В 1967 году в Асуане был обнаружен миоценовый каньон Нила, засыпанный морскими отложениями плиоцена: в 1250 км от устья Нила дно каньона находится на глубине 170 м ниже уровня моря. В 60-е годы XX века морскими сейсмическими исследованиями были обнаружены слои солей мессинского века толщиной один-два километра под слоем сильного отражателя акустических сигналов. В 1970 году непосредственным глубоководным бурением было доказано, что этот отражательный слой состоит из ангидрита — одной из солей, выпадающих из морской воды при её испарении — и была выдвинута гипотеза иссушения Средиземного моря из-за прекратившегоя сообщения с Атлантическим океаном.
Ранняя история В своём трёхтомном труде «Основные начала геологии» (1830—1833) Чарльз Лайель, обобщая результаты изучения геологических разрезов и обнажений, а также геологических и палеонтологических коллекций европейских стран, предложил разбить третичный период на эоцен, миоцен и плиоцен; эти названия используются и сейчас, в частности в стратиграфии. Термины «миоцен» и «плиоцен» отражают степень сходства ископаемых моллюсков с современными видами: в морских отложениях миоцена лишь малая часть ракушек схожа с ракушками современных моллюсков, а в отложениях плиоцена — наоборот, большинство ракушек схоже с ракушками современных видов моллюсков. Следуя идеям униформизма, предложенного Хаттоном взамен господствовавшего до конца XVIII века катастрофизма, Лайель объяснял различие моллюсков миоцена и плиоцена долгим развитием, а отсутствие следов такого развития — недостаточной изученностью.
Мессинский каньон Роны
Во Франции было давно известно, что в долине Роны морские отложения плиоцена могут лежать на уровнях, находящихся ниже уровней миоценовых отложений.
В последней четверти XIX века французскими учёными были определены (, 1882) контуры плиоценовой трансгрессии моря в долину Роны с образованием риа и предложена идея тектонической деформации в конце миоцена, которая и привела к трансгрессии. Затем появилась гипотеза (Депре, 1895), объясняющая образование риа и выпадение морских отложений в ней существенной регрессией моря в конце миоцена и последующей трансгрессией в плиоцене; причиной изменения уровня моря считались эвстатические колебания.
В 1950 году бурением был выявлен субаэральный поздне-миоценовый (мессинский) каньон Роны, забитый морскими отложениями плиоцена, местами толщиной свыше 1000 м. Каньон прослеживается на расстоянии почти 300 км от Средиземноморского побережья, достигая Лиона. Неподалёку от места впадения реки Ардеш в Рону дно каньона лежит на отметке 236 метров ниже современного уровня моря.