Ekspert z PIG-PIB bierze udział w prestiżowym polsko-brytyjskim projekcie ICDP “JET”

Rozpoznanie funkcjonowania globalnego systemu w przeszłości geologicznej jest głównym celem projektu pn. “Integrated Understanding of Early Jurassic Earth System and Timescale” (akronim “JET”). Badania prowadzone są w ramach Międzynarodowego Programu Wierceń Kontynentalnych (ICDP - International Continental Drilling Programme) przy wsparciu Brytyjskiej Rady Badań Środowiska Naturalnego (NERC - Natural Environment Research Council of United Kingdom). W pracach zespołu naukowców z całego świata bierze udział przedstawiciel Państwowego Instytutu Geologicznego – PIB prof. dr. hab. Grzegorz Pieńkowski. Projekt jest wspierany przez Narodowe Centrum Nauki i PIG-PIB w ramach zadania prowadzonego przez Profesora Alfreda Uchmana z Uniwersytetu Jagiellońskiego, a także przez PIG-PIB w ramach środków statutowych przeznaczonych na publikacje i współpracę międzynarodową.

“JET” jest dużym, wielodyscyplinarnym projektem zorientowanym na wyjaśnienie reguł rządzących zmianami systemu ziemskiego (m.in. klimatu, środowiska, oceanografii, zmian składu atmosfery, ewolucji życia organicznego) w jednej z kluczowych epok historii Ziemi – wczesnej jurze. W założeniu ma być skalnym „wehikułem czasu”, gdyż uzyskane wyniki rdzenie pozwolą naukowcom zrozumieć także obecne i przyszłe zmiany klimatyczne i środowiskowe – a być może także astronomiczne.

Sesja terenowa uczestników projektu ICDP-JET na wybrzeżu Yorkshire, Anglia

Sesja terenowa uczestników projektu ICDP-JET na wybrzeżu Yorkshire, Anglia

W ramach projektu na terenie Wielkiej Brytanii zbadano i wykonano otwory w Mochras (otwór archiwalny) i Prees (nowy otwór), które dostarczyły ciągłego rdzenia skał dolnej jury w celu rozszyfrowania chronologii i środowisk odcinka czasu między ~201 a ~174 milionami lat temu. W badanych rdzeniach zawiera się unikatowy, niemal ciągły i jednolity facjalnie zapis sedymentacji na przestrzeni ok. 27 milionów lat w postaci mułowców i margli hemipelagicznych. Naukowcy analizują także inne rdzenie wiertnicze z Wielkiej Brytanii i Europy kontynentalnej – w tym z Polski.

Profilowanie rdzenia Mochras w siedzibie BGS w Keyworth

Prof. dr hab. Grzegorz Pieńkowski podczas profilowania rdzenia Mochras w siedzibie BGS w Keyworth

Polski udział w tym projekcie jest znaczny – obejmuje m.in. dokładne sprofilowanie rdzeni pobranych z otworów Mochras i Prees pod kątem analizy litofacji, struktur sedymentacyjnych oraz skamieniałości śladowych. Ponadto datowania cyrkonów wykonano na mikrosondzie jonowej SHRIMP w Państwowym Instytucie Geologicznym - PIB.

Jednym z najnowszych, a zarazem kluczowych efektów projektu jest publikacja, której pierwszym autorem jest prof. Grzegorz Pieńkowski z PIG-PIB, zatytułowana „Ichnology, sedimentology, and orbital cycles in the hemipelagic Early Jurassic Laurasian Seaway (Pliensbachian, Cardigan Bay Basin, UK)”. Praca powstała we współpracy z Uniwersytetem Jagiellońskim (prof. Alfred Uchman i Krzysztof Ninard) oraz z uniwersytetem Exeter (prof. Stephen Hesselbo).

W publikacji udokumentowano system depozycyjny prądów konturowych, którego wcześniej w tych utworach nie rozpoznano. Zmieniło to znacznie obraz paleogeograficzno-paleoceanograficzny regionu Wysp Brytyjskich w tym czasie, a także pozwoliło na wskazanie mechanizmów cyrkulacji oceanicznej związanej z ówczesnymi globalnymi zmianami klimatu i paleogeografii. Dokładana analiza skamieniałości śladowych i ichnofacji (odzwierciedlających zmiany warunków środowiskowych na dnie głębokiego morza) pozwoliła na odtworzenie cykliczności sedymentacji, dyktowanej zmianami orbitalnymi Ziemi. Na tej hierarchicznej cykliczności (potwierdzonej przy zastosowaniu analizy harmonicznej) oparto z kolei bardziej precyzyjne obliczenie czasu trwania pliensbachu (ok. 8,4 mln lat) oraz poszczególnych zon amonitowych.

Praca ta będzie stanowić wzorzec dla opracowania pozostałych pięter dolnej jury, a w końcu - dzięki analizie zmian cykliczności orbitalnej na wystarczająco długim odcinku czasu geologicznego, pomoże wyjaśnić jeden z fundamentalnych problemów naukowych dotyczący stabilności naszego układu planetarnego. Warto podkreślić, że istotny problem badawczy rozwiązano w tym przypadku wyjątkowo niewielkim kosztem, dzięki zastosowaniu klasycznych metod sedymentologicznych i paleontologiczno-ichnologicznych.

Tekst publikacji „Ichnology, sedimentology, and orbital cycles in the hemipelagic Early Jurassic Laurasian Seaway (Pliensbachian, Cardigan Bay Basin, UK)”

Więcej o projekcie: http://blogs.exeter.ac.uk/jet