dewon
 
Encyklopedia
dewon,
czwarty okres (jednostka geochronologiczna) ery paleozoicznej trwający od ok. 408 do 355 mln lat temu; także system (jednostka chronostratygraficzna) obejmujący powstałe w tym czasie skały.
System dewoński został po raz pierwszy wyróżniony 1839 przez A. Sedgwicka i R.I. Murchisona w południowo-zachodniej Anglii w hrabstwie Devonshire (stąd nazwa). W 1985 Międzynarodowa Unia Geologiczna wprowadziła standardowy podział systemu dewońskiego na mniejsze jednostki; wyróżniono 3 oddziały: dewon dolny, środkowy i górny; w kategorii jednostek geochronologicznych odpowiadają im 3 epoki: dewon wczesny, środkowy i późny; dewon dolny dzieli się na piętra: lochkov, prag i ems, dewon środkowy — na eifel i żywet, dewon górny — na fran i famen.
Procesy geologiczne. Pod koniec syluru rozpoczęły się wyraźne zmiany w układzie kontynentów i otaczających je oceanów. Na półkuli północnej doszło do kolizji 2 dużych płyt kontynentalnych: Laurencji, składającej się z Ameryki Północnej i Grenlandii, oraz Baltiki, w której skład wchodziły północna i wschodnia Europa (platforma wschodnioeuropejska). W miejscach kolizji nastąpiło sfałdowanie, a następnie wydźwignięcie pasów orogenicznych, których obecny przebieg jest śladem dawnego oceanu Japetus. Proces ten odbywał się w 2 etapach, doprowadzając do scalenia płyt kontynentalnych Laurencji i Baltiki w jeden potężny kontynent, określany jako Euroameryka, zwany też Laurussią. W pierwszym etapie, na pograniczu syluru i dewonu doszło do zamknięcia europejskiej części oceanu Japetus — wypiętrzyły się europejskie kaledonidy, natomiast w dewonie środkowym — do likwidacji oceanu i powstania północnych Appalachów; to ostatnie wydarzenie jest zwane orogenezą akadyjską. W Europie w ciągu dewonu miały miejsce 3 wczesne fazy orogenezy hercyńskiej, które są wiązane z subdukcją płyty oceanicznej Paleotetydy (Tetyda) pod południowy brzeg Euroameryki oraz kolizją Euroameryki z mikrokontynentami. Na wschód od kontynentu Euroameryki, przedzielona od niego wąskim obszarem Oceanu Uralskiego znajdowała się płyta Syberii, a dalej na wschód, oddzielone od płyty syberyjskiej oceanem środkowoazjatyckim — płyty Kazachstanu, Chin i południowo-wschodniej Azji. Na południe od Euroameryki, oddzielony od niej oceanem Paleotetydy, znajdował się, położony głównie na półkuli południowej, rozległy kontynent Gondwany, na który składały się przede wszystkim dzisiejsze Ameryka Południowa, Afryka Południowa i Antarktyda. Obszary dzisiejszej południowej Europy prawdopodobnie wchodziły w skład niewielkich płyt kontynentalnych, położonych między 2 megakontynentami: Euroameryką i Gondwaną; przypuszcza się, że przesuwały się one w ciągu dewonu na północ, w kierunku Euroameryki.
Procesy górotwórcze związane z orogenezą kaledońską doprowadziły we wczesnym dewonie do wycofania się mórz z wnętrza kontynentów; dźwigane obszary lądów podlegały erozji, dostarczając materiału okruchowego zarówno do zbiorników śródlądowych, jak i morskich. Na pograniczu wczesnego i środkowego dewonu wyraźnie wzrósł poziom oceanu światowego; morza wkroczyły na rozległe obszary kontynentów, obszary lądowe uległy znacznemu zmniejszeniu. Kontynent Euroameryki znajdował się wówczas w pobliżu równika; zarówno w morzach okalających kontynenty, jak i w morzach wewnątrzkontynentalnych powszechnie osadzały się skały węglanowe. Na początku późnego dewonu (we franie) w dalszym ciągu rozszerzała się transgresja morza i dominowała sedymentacja węglanowa. Dno obszarów szelfowych zróżnicowało się jednak na podniesione i obniżone bloki; był to wynik rozciągania i rozcinania uskokami podścielającej szelfy skorupy ziemskiej. Na wyniesieniach dna powszechnie rozwijały się rafy, znane z całego ówczesnego pasa przyrównikowego, od Ameryki Północnej poprzez Europę aż po Ural, a także z Australii. W Polsce rafa dewońska jest znana z nieczynnego już kamieniołomu Kadzielnia w Górach Świętokrzyskich; rafy dodatkowo potęgowały zróżnicowanie środowisk szelfowych przez odgradzanie wewnętrznych lagun od otwartego morza. Na ie franu i famenu szelfy pogrążyły się na największą głębokość w swej dewońskiej historii; obumarły zatopione rafy, skończyła się dominacja płytkowodnych osadów węglanowych. W środkowym famenie została przerwana postępująca od końca wczesnego dewonu transgresja morska, morze wycofało się z zalanych do tej pory obszarów; poszerzył się lądowy obszar Euroameryki, a w morzach okalających, zamiast osadów węglanowych, tworzyły się osady okruchowe (z materiału dostarczanego z lądu). Ostatnia transgresja morska w dewonie, która zaczęła się pod koniec famenu, rozwijała się jeszcze jakiś czas w karbonie.
Flora i fauna. Na początku wczesnego dewonu nadal postępowała kolonizacja lądów przez roślinność, która stopniowo zasiedlała podmokłe brzegi rzek, jezior i mokradła. Wszystkie rośliny były niewielkich rozmiarów, osiągały najwyżej wysokość 1 m i były bezlistne. Najbardziej pierwotne z nich — psylofity, które wywodziły się z morskich glonów — zielenic, są znane począwszy od syluru. Przez ponad 50 mln lat odpowiadających dewonowi, roślinność lądowa ulegała ewolucji, a jej różnicowaniu towarzyszył wzrost rozmiarów. Na pograniczu dewonu wczesnego i środkowego pojawiły się paprociowe, a w famenie — skrzypowe i paprocie nasienne. W dewonie środkowym niemal zupełnie wymarły psylofity, ich ostatni przedstawiciele są znani z franu. Rosnące w dewonie tempo kolonizacji lądów przez roślinność zwiększało zawartość tlenu w atmosferze Ziemi, a także zasoby pokarmowe dla zwierząt. Zasiedlenie środowisk lądowych przez rośliny umożliwiło niektórym zwierzętom, mającym odpowiednie mechanizmy adaptacyjne, wkroczenie na te obszary i ich późniejsze opanowanie. Pierwszymi bezkręgowcami, które we wczesnym dewonie zaadaptowały się w środowisku lądowym, były stawonogi należące do pajęczaków. Pierwsze bezskrzydłe owady są znane z dewonu środkowego, a owady mające skrzydła pojawiły się w późnym dewonie. Pod koniec późnego dewonu (w famenie) pojawiły się płazy labiryntodonty — pierwsze prymitywne kręgowce lądowe, wywodzące się prawdopodobnie z ryb trzonopłetwych lub dwudysznych. Zjawiskiem charakterystycznym dla dewonu był niezwykły rozkwit kręgowców morskich — ryb i bezszczękowców. Na początku dewonu w morzach pojawiły się też ryby dwudyszne i trzonopłetwe, aby w końcu opanować również środowiska śródlądowe. W morzach dominowały ryby pancerne i chrzęstnoszkieletowe, zwłaszcza prażarłacze. Graptolity, przeżywające swój rozkwit i zróżnicowanie w ordowiku i sylurze, w dewonie były reprezentowane jedynie przez planktoniczne graptolity właściwe — Graptoloidea oraz Dendroidea; te pierwsze wymarły na początku dewonu, Dendroidea przeżyły do karbonu. Na pograniczu dewonu wczesnego i środkowego, w związku ze znacznym wzrostem poziomu oceanu światowego i skurczeniem się obszarów lądowych, płytkie, ciepłe i zasobne w pokarm roślinny morza okołorównikowe, okalające obrzeża kontynentów, zostały zasiedlone przez wyjątkowo zróżnicowane zespoły organizmów. Najliczniejsze i najbardziej zróżnicowane były w tym czasie bezkręgowce: wśród bentosu osiadłego pospolite były koralowce, stromatoporoidy, ramienionogi i liliowce, po dnie poruszały się jeżowce, wężowidła i trylobity. W toni wodnej pływały należące do mięczaków głowonogi, w tym zwłaszcza amonitowate, które pojawiły się po raz pierwszy w dewonie, oraz drobnych rozmiarów konodonty (wymarłe w triasie organizmy o niejasnej pozycji systematycznej, umiejscowione przez paleontologów w osobnej gromadzie Conodonta, zaliczanej do typu strunowców i podtypu kręgowców). Niezwykle dynamiczne różnicowanie się tych 2 grup organizmów w ciągu całego dewonu dało podstawę do stworzenia 2 niezależnych i bardzo szczegółowych podziałów stratygraficznych systemu dewońskiego na poziomy głowonogowe i konodontowe; czas trwania 1 poziomu konodontowego szacuje się średnio na 0,5 mln lat. We franie różnorodność organizmów morskich osiągnęła swoją kulminację na tle całego paleozoiku. Z kolei kryzys świata organicznego, jaki nastąpił pod koniec franu, należał do najpoważniejszych w historii życia na Ziemi; wywołany wieloma nakładającymi się na siebie w stosunkowo krótkim czasie czynnikami, do których zalicza się m.in. znaczne podniesienie się poziomu morza i „zatrucie” płytkowodnych biotopów beztlenowymi wodami przydennymi, doprowadził do gruntownej przebudowy środowisk morskich. Straciły znaczenie stromatoporoidy i koralowce, odgrywające ważną rolę skałotwórczą; toń wodna opanowana była przez swobodnie pływające mięczaki, reprezentowane głównie przez głowonogi oraz przez ryby (w tym rekiny) i konodonty; stosunkowo liczne były liliowce, trylobity, ramienionogi i cienkoskorupowe małże, rzadsze — osobnicze koralowce.
Skały. Wśród utworów dewonu Europy wyróżniono 3 podstawowe facje, określane często, z powodu znacznego rozprzestrzenienia, jako magnafacje. Magnafację oldredową, w skrócie zwaną oldredem (nazwa od charakterystycznej formacji lądowej Old Red Sandstone ‘stary czerwony piaskowiec’, po raz pierwszy wyróżnionej w Wielkiej Brytanii), cechują okruchowe osady barwy czerwonej, które powstały głównie w aluwialnych i eolicznych środowiskach sedymentacji; utwory tego typu są znane z wielu miejsc kontynentu Euroameryki, m.in.: z obszaru Wielkiej Brytanii, Norwegii, Estonii, Łotwy i Litwy oraz ze środkowej Europy, w tym z Polski, a także z Appalachów, Kanady i Grenlandii. Wśród morskich magnafacji dewonu wyróżnia się magnafacją reńską i hercyńską. Jako magnafację reńską określa się zespół skał powstałych na szelfach wokół kontynentu Euroameryki, dokąd był dostarczany materiał okruchowy z obszarów lądowych; są to głównie zlepieńce, piaskowce i mułowce; świat organiczny związany ze środowiskami sedymentacyjnymi tej strefy facjalnej był zdominowany przez charakterystyczny zespół ramienionogów i małże. Dla magnafacji hercyńskiej są charakterystyczne osady węglanowe i ilaste, powstałe w zróżnicowanych środowiskach sedymentacji, od płytkich (np. wapienie rafowe ze stromatoporoidami i koralowcami, powszechnie znane z dewonu środkowego) po głębokomorskich (tzw. wapienie pelagiczne z fauną głowonogów, ryb, konodontów).
W Polsce występują niemal wszystkie utwory dewonu, charakterystyczne dla poszczególnych oddziałów czy pięter w różnych regionach Europy; na powierzchni najpełniejsze serie osadów dewońskich występują w Górach Świętokrzyskich; stanowią one fragment rozległej platformy paleozoicznej, w większości przykrytej potężnej miąższości osadami młodszymi od dewonu, a obejmującej całą południowo-wschodnią Polskę: od regionu świętokrzyskiego po region śląsko-krakowski (gdzie również stwierdzono niewielkie powierzchniowe odsłonięcia skał dewońskich koło Siewierza i Dębnika) i podłoże Karpat, a nawet część Moraw; zbite odmiany wapieni dewońskich, niewłaściwie nazywane marmurami, np. „marmury” kieleckie, chęcińskie, dębnickie, są wykorzystywane od dawna w budownictwie jako kamienie okładzinowe; utwory dewonu odsłaniają się też w Sudetach (Góry Bardzkie, Góry Kaczawskie, okolice Świebodzic); stwierdzono je także, za pomocą głębokich wierceń, na rozległym obszarze w północnej i północno-zachodniej części kraju (Pomorze i Kujawy).
Hanna Matyja
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia