| Titre | Oceanic anoxic events, photic-zone euxinia, and controversy of sea-level fluctuations during the Middle-Late Devonian |
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| Auteur | Kabanov, P ;
Hauck, T E; Gouwy, S A; Grasby, S E; van der Boon, A |
| Source | Earth-Science Reviews 241, 104415, 2023 p. 1-34, https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2023.104415 |
| Image |  |
| Année | 2023 |
| Séries alt. | Ressources naturelles Canada, Contribution externe 20220354 |
| Éditeur | Elsevier |
| Document | publication en série |
| Lang. | anglais |
| DOI | https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2023.104415 |
| Media | papier; numérique; en ligne |
| Formats | pdf |
| Province | Alberta; Colombie-Britannique |
| SNRC | 72M; 73D; 73E; 73L; 73M; 74D; 82M; 82N; 82O; 82P; 83; 84A; 84B; 84C; 84D |
| Lat/Long OENS | -120.0000 -110.0000 57.0000 50.0000 |
| Sujets | métaux en trace; affaissement eustatique; variations du niveau de la mer; changements du niveau de la mer; niveaux d'eau; Bassin sédimentaire de l'ouest du Canada; Gaz à effet de serre; géochimie;
Dévonien |
| Programme | GEM-GéoNord : La géocartographie de l'énergie et des minéraux Coordination du programme GEM |
| Diffusé | 2023 04 10 |
| Résumé | (disponible en anglais seulement)
This paper reviews global records of anoxic events of the Middle Devonian - earliest Mississippian, as well as the possible triggers and controls of these
events. These "anoxic events" are complex multistage paleoenvironmental disturbances manifested in multiple proxies, which we showcase with the Horn River Group (HRG) - a succession of basinal organic-rich shales and cherts deposited during the
latest Eifelian - earliest Late Frasnian (?386-373 My ago) on the western continental margin of Laurentia near the paleo-equator. Four major events imprinted in the HRG are the Ka?ák, Frasnes, basal punctata, and late punctata events, but positive
?13C excursions (measured on organic matter) are more numerous and can potentially be matched to other global events. The Ka?ák event in the base of the HRG manifests as a regional switch from carbonate-platform to anoxic sedimentation. Three major
events of the latest Givetian - Middle Frasnian display repeating sequences characterized by: (1) an early shift to heavier ?13C values coupled with siliciclastic enrichment and mercury enrichment spikes of up to 0.48 ppm; (2) late-stage ?13C
reversal to background values coincident with the onset of severe anoxia (buildup of authigenic U, Mo, V) and attenuation of siliciclastic supply. Devonian anoxic sediments, including HRG, display widespread presence of chlorobi biomarkers, which
indicates episodes of photic-zone euxinia in the water column. Most of these sediments were deposited under open ocean conditions, precluding a Black Sea water-column stratification scenario. These observations indicate Devonian anoxic events are
similar to classical Mesozoic oceanic anoxic events (OAEs), consistently with growing evidence for a volcanic trigger for these events (e.g. spikes in Hg and negative 187Os/188Os anomalies). Oxygen minimum zones in a greenhouse ocean, such as the one
recorded in basinal HRG, were prone to expansion under volcanic CO2 reinforcement. This volcanic press-pulse also intensified the hydrological cycle, which resulted in a boost of weathering and eutrophication of shelfal seas. These factors, amplified
by deoxygenation and acidification of the habitable upper ocean, drove extinctions of various magnitude. As a proxy for the input of land-plant detritus, the oxygen index from pyrolysis data shows zero response to anoxic events in the HRG, which
aligns with broader evidence that counters expanding vascular vegetation to be the driver of the marine biotic crises. Finally, our review highlights how controversial the evidence of high-frequency (3rd to 5th orders) sea-level fluctuations is in
the Devonian. In particular, none of the geochemical proxies usually employed to interpret sea-level changes translates unequivocally into transgressions and regressions in the greenhouse world. This sea-level puzzle clearly calls for new scrutiny
and justifies scepticism in the validity of the classical "eustatic sea-level curve of the Devonian", as well as estimates of eustatic amplitudes in excess of ?25 m for 3rd and 4th order cycles. |
| Sommaire | (Résumé en langage clair et simple, non publié)
Le réchauffement climatique en cours, s'il se poursuit avec la même intensité sur des centaines de milliers d'années, peut finalement conduire
la surface de notre planète vers la "Terre à effet de serre" - une condition planétaire sans glace avec un schéma de circulation océan-atmosphère très altéré. Les preuves physiques de ces époques chaudes sont enregistrées dans les archives
sédimentaires du passé profond, et la période dévonienne était l'un de ces intervalles prolongés de serre (super-serre) de temps géologique. Cet article passe en revue les événements anoxiques marins du Dévonien - le premier Mississippien (il y a
environ 388-355 Ma). Nous passons également en revue les déclencheurs et les contrôles très discutables qui sont appelés à expliquer ces perturbations du cycle du carbone. Une partie intégrante de cet examen est la comparaison avec les événements
anoxiques océaniques du Mésozoïque (OAE). Les archives sédimentaires du Dévonien et du Crétacé manquent de preuves de fluctuations eustatiques du niveau de la mer de plus de plusieurs mètres, et ces changements modestes du niveau de la mer sont
potentiellement attribués à l'eustasie thermique et/ou aquifère. Les archives sédimentaires de serre du Phanérozoïque démontrent la présence généralisée de biomarqueurs chlorobi indicatifs d'euxinia de la zone photique (PZE), et cet article passe en
revue les records mondiaux de ces biomarqueurs dans le Dévonien moyen - Mississippien inférieur. En tant qu'étude de cas, nous présentons le dernier groupe Eifélien - Frasnien de Horn River (HRG) du nord-ouest du Canada comme l'une des successions de
bassins, à dominante de schiste noir, avec des enregistrements finement résolus des perturbations du cycle du carbone et des contraintes d'âge suffisantes pour les conodontes. Les données disponibles suggèrent que la limite redox fluctuant dans la
colonne d'eau était la propriété fondamentale des mers du plateau dévonien, qui définissait également l'architecture de faciès spécifique au temps des récifs pinacles et des monticules de boue entrecoupant les fonds bassinaux de sédiments pauvres en
oxygène. Cette propriété a été définie, d'une part, par des zones minimales d'oxygène à effet de serre chaude (OMZ) étendues. D'autre part, la productivité primaire dans les mers du plateau était contrôlée par l'afflux fluvial combiné au recyclage du
phosphore des fonds marins anoxiques. Répondant aux expansions-contractions des OMZ, cette chimiocline sulfurée fluctuait généralement entre le fond marin et une faible profondeur dans la zone photique. Cela explique la co-occurrence des biomarqueurs
chlorobi et des signes de vie métazoaire benthique stressée par l'oxygène. Cet état stationnaire avec PZE intermittente a maintenu les mers du plateau vulnérable à l'effet désastreux de la surchauffe (crises de serre chaude), de sorte que des
explosions volcaniques majeures ont pu déclencher la boucle océanographique-hydrologique caractéristique des OAE, conduisant parfois à l'extinction des faunes marines. |
| GEOSCAN ID | 330890 |
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