BÀI 2: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VỎ TRÁI ĐẤT TRONG NGUYÊN ĐẠI CỔ SINH
2.1.4. Kỷ Devon (kí hiệu D)
2.1.4.1. Lịch sử phát triển vỏ Trái Đất
Kỉ D kéo dài khoảng 60 triệu năm.Chu kì kiến tạo lớn thứ 2 trong Đại Cổ Sinh mang tên Hecxini được kéo dài 160 triệu năm, từ kỷ D sang tới kỷ P, xảy ra ở một số khu vực địa máng:
~ Đai địa máng Địa Trung Hải:
Phần phía tây Địa Trung Hải: hệ địa máng Trung Âu, Nam Âu Phần phía đông Địa Trung Hải: hệ địa máng Côn Luân, Tần Lĩnh ~ Đai địa máng Đông Bắc Á:
Khu vực địa máng Đông Bắc Á Khu vực địa máng Tây Mỹ Khu vực địa máng Đông Úc
~ Đai địa máng Uran – Mông Cổ Địa máng Uran
Địa máng nam Thiên Sơn Địa máng Cazactan – Mông Cổ
~ Đai địa máng Đại Tây Dương: địa máng Apalas
Đầu kỉ D biển đã rút khỏi nhiều nơi, trước hết là khu vực có kiến trúc Calêđônit và những vùng có chịu ảnh hưởng kiến tạo. Biển D1 chủ yếu ở những vùng địa máng không trải qua uốn nếp Caleđoni, nhưng phần lớn Địa Trung Hải, Đông Ural và Thiên Sơn vào cuối kỉ D diện tích biển có mở rộng hơn, phần lớn nền vẫn là lục địa.
Theo Xinhixưn (1962), ở Đông Nam Á biển D1 chỉ có ở Nam Trung Quốc và miền Bắc Việt Nam. Lục địa Ấn Độ và Tây Tạng ở phía tây và lục địa Katazia, phía đông và nam châu Á (bao gồm từ cấu trúc Caleđônit Katazia ở miền ven biển Phúc Kiến qua Hải Nam đến vùng cao nguyên Kon Tum và Korat ở Thái Lan) vẫn không bị biển ngập. Hai lục địa này nối liền với nhau qua lục địa lớn Trung Hoa – Gobi ở phía Bắc.
Theo Strakhov (1948), lịch sử chuyển động của kỉ D có những nét gần gũi với lịch sử ϵ, thể hiện trước hết ở hoạt động biển tiến, biển thoái ở bề mặt vỏ Trái Đất. Sự hình thành các khu vực biển kỉ D có liên quan đến hoạt động kiến tạo. Ở kỉ ϵ biển ngập nhiều nhất ở nền Siberia, Trung Quốc, nền Bắc Mĩ và Đông Âu thì ít ngập hơn, còn ở kỉ D diễn ra theo chiều ngược lại. Ở kỉ ϵ, các khu vực địa máng biển ngập sâu rộng khắp nơi, trong khi ở kỉ D biển hầu như không tràn vào các vùng Calêđônit. Biển đạt cực đại vào D3, khi đó cả những nền và địa máng đều ngập một diện tích lớn nhất.Biển mở rộng ở Bắc Mĩ, nền Đông Âu, ở địa máng Tây Âu, ở Kazakstania, Đông Nam Á.
Trầm tích trong D phủ dày ở các địa máng:
Hệ địa máng Trung Âu đạt tới 10km ở dải Acden và vùng phức võng Eifen (Đức) Hệ địa máng Tần Lĩnh có bề dày trầm tích từ 5-6km ở các võng địa máng
Địa máng Cazactan có trầm tích dày từ 3 – 6km Địa máng Antai có trầm tích dày từ 3 -6km Địa máng Cuzbat trầm tích dày 7km
Phía bắc địa máng Uran trầm tích dày 1,7km
Các nền ở kỉ D bằng phẳng và ít phân dị thành những vùng nâng và vùng võng, bề dày trầm tích không lớn, lớp phong hóa phủ trên các mặt lục địa khá dày. Nền Đông Âu phía đông chủ yếu là đá vôi, đôi nơi có đá cát kết, còn phía tây nam có các trầm tích sét, sét vôi, vôi chứa hóa thạch biển. Nền Siberia cũng có những nét tương tự như nền Đông Âu, vào đầu D, Siberia là vùng nền lục địa nhưng sang D giữa và muộn tạo nên một vịnh biển và tích tụ trầm tích cacbonat với các hóa thạch tay cuộn, san hô. Nền Bắc Mĩ cũng có bề dày trầm tích D dày 500m.Sự tương phản của địa hình chỉ thể hiện rõ nét ở những khu vực Calêđônit như ở rìa nam của Angarit.Ở D2 và D3, sự phân dị địa hình thể hiện rõ nét hơn, hình thành những vùng nổi cao và vùng sụp võng.
Hoạt động núi lửa trong kỉ D hình thành mạnh mẽ hơn ở kỉ ϵ. Các vùng hoạt động có núi lửa chỉ thấy xuất hiện riêng ở Âu Á bao gồm các vùng Tây và trung nam Siberia, đông Ural, Nga, Tây Thiên Sơn…Ngay cả phía Nam Á như Campuchia và Việt Nam cũng có hoạt động núi lửa ngầm. Bằng chứng là sự có mặt đá phun trào và những tầng silit dày không có nguồn gốc sinh vật.
Theo C. Scotese và J. Golonka (1992), các mảng lục địa gần như gắn liền với nhau trong kỉ D, ngoại trừ mảng Trung Quốc và Kazakhstan.
2.1.4.2. Điều kiện cổ địa lí
Ngay trong kỉ D người ta thấy có sự phân biệt rõ nét của 6 đới khí hậu: đới khí hậu ấm và ẩm phía Bắc, đới khí hậu khô hạn Bắc, đới khí hậu nhiệt đới ẩm, đới khí hậu khô hạn nam, đới khí hậu ấm ẩm phía Nam, đới khí hậu lạnh Nam. Tính chất các đới khí hậu này vẫn duy trì trong các kỉ C và P, tuy ranh giới chúng có thay đổi nhiều. Thời kì bắt đầu và thời kì kết thúc của chu kì Hecxini là từ D1 đến P2, thể hiện rõ nét điều kiện khô hạn khá phổ biến trên thế giới, ranh giới của đới khí hậu này mở rộng hơn hẳn so với các thời kì khác. Thí dụ cả vùng Tây Âu kéo xa về phía Bắc đến tận vùng PreBaltic trong D1 là lục địa khô hạn hình thành trầm tích lục địa màu đỏ (cát kết đỏ cũ), khí hậu khô hạn này liên quan trực tiếp đến sự hình thành lục địa rộng lớn do quá trình uốn nếp – tạo núi Calêđôni, Hecxini.
Kỉ D có một lịch sử phong phú về phương diện phát triển đời sống hữu cơ.Trong số các động vật không xương sống điển hình cho kỉ D phải kể trước hết là Tay cuộn, Ruột khoang và San hô vách đáy. Lớp Tay cuộn có lớp phát triển vượt bậc với số giống trên 300 đặc trưng cho kỉ này. San hô vách đáy cũng tiếp tục phát triển và có ý nghĩa địa tầng lớn.Các đại biểu của ngành Ruột khoang rất phát triển, nhiều nơi chúng tạo thành đá vôi ám tiêu lớn như ở Bỉ và Úc. Ngoài ra San hô 4 tia đạt tới mức phát triển cực kì phong phú và đa dạng. Kỉ D còn được gọi là kỉ cá vì vào giai đoạn này các loại cá bước vào thời kì thống trị hoàn toàn trong các biển và các bồn nước ngọt. Song song với Cá Giáp một loại cá cổ xưa đã hoàn toàn bị tiêu diệt, cả cá Xương, cá Sụn và cá Phổi. Khi biển lùi dần, một số cá có sự biến đổi để thích nghi với điều kiện mới.Các vây của chúng dần dần biến thành bộ phận tựa như chân để thích hợp với việc bò trên cạn.Đó là nhóm cá vây máu.
Hình 2.6. Vài dạng hóa thạch các và Lưỡng cư trong Devon
Trên lục địa, các nhóm động vật chân khớp đã lan tràn với những đại biểu của Bò Cạp và của các sâu bọ.
Đầu kỉ D, Bút đá bị tiêu diệt hàng loạt, nhiều nhóm Bọ ba thùy bị suy thoái, đến cuối kỉ bắt đầu có động vật 4 chân thuộc nhóm đầu cứng bắt nguồn từ cá Vây mấu mon men lên sống trên đất liền đã đánh dấu một bước tiến của động vật có xương sống trên lục địa. Ngoài biển khơi cũng xuất hiện những con cá mập đầu tiên.
Trên mặt đất nhóm chiếm ưu thế nhất vẫn là thực vật Lộ trần từ D2, xuất hiện dạng dương xỉ nguyên thủy. Đến cuối D, thực vật Lộ trần dần dần bị tiêu diệt, xuất hiện những thân mộc lan tràn rộng rãi vào các vùng lục địa. Nhìn chung thực vật kỉ D mang tính chất gần gũi với thực vật kỉ C, thể hiện tính chất thực vật cây cao thân mộc, rừng rậm ẩm một số nơi có khí hậu ẩm ướt và có khả năng tạo những vỉa than đá. Đáng chú ý là thực vật kỉ D có tính đồng loại của những thực vật ở những khu vực xa nhau của vỏ Trái Đất. Bằng chứng là thực vật D phát triển ở Anh, Scandinavi, Đức, Tiệp, Nga, Trung Quốc, Canada…đều rất ít khác nhau.