Memories of Pre-Jurassic Lost Oceans: How To Retrieve Them From Extant Lands

Abstract

The information reflected in mid-oceanic sedimentary deposits provides critical constraints for reconstructing past global environmental changes. Available data from extant oceans, however, are limited to the Early Jurassic and younger ages, because older oceanic plates have been subducted. This article explains methods for obtaining information on pre-Jurassic mid-oceanic conditions by conducting fieldwork on older orogenic belts exposed on land. The key point is the identification of ancient accretionary complexes (AC), not along currently active margins but within older orogenic belts in continental domains, particularly by recognizing ocean plate stratigraphy (OPS) that contains mid-oceanic strata, as demonstrated by studies of on-land exposed ancient AC in Japan and elsewhere. In this paper, six examples of retrieved mid-oceanic sedimentary data are introduced, in which significant records on the following unique events in the pre-Jurassic world are archived: 1) the extinction-related Paleozoic–Mesozoic boundary superanoxia (based on data from the Jurassic AC in SW Japan); 2) the Permian Kamura cooling event in the mid-Panthalassa (ditto); 3) the Neoproterozoic snowball Earth evidence from the mid-Iapetus Ocean (based on data from the Neoproterozoic–Cambrian AC in Wales, UK); 4) the discovery of enigmatic Ediacaran (Neoproterozoic) microfossils from a mid-oceanic atoll complex (based on data from the Cambrian AC in southern Siberia, Russia); and 5) and 6) Early Archean (3.8 and 3.5 Ga) biogenic signatures in mid-oceanic deep-sea environments (based on data from the Eoarchean AC at Isua in Greenland, and the Paleoarchean one in Pilbara, Western Australia). These results demonstrate the great utility of OPS analysis for understanding pre-Jurassic lost oceans, including the early biological and environmental evolution of the globe. SOMMAIRELes informations enregistrées dans les dépôts sédimentaires médio-océaniques constituent des contraintes logiques qui permettent de reconstituer les changements environnementaux globaux. Cela dit, l’information sur de grands pans de fonds océaniques est limitée aux fonds océaniques Jurassiques précoces et plus jeunes, parce que les fonds océaniques plus anciens ont été subduits. Le présent article explique des méthodes permettant d’obtenir de l’information sur les milieux médio-océaniques pré-jurassiques par des levés de terrain sur des ceintures orogéniques affleurant sur terre. L’idée centrale consiste à circonscrire d’anciens complexes d’accrétion (AC), hors des marges actives actuelles, soit dans les ceintures orogéniques plus anciennes au sein des domaines continentaux, en y repérant des contextes stratigraphiques de plaques océaniques (OPS) qui renferment des strates médio-océaniques, comme ça a été fait lors études d’AC affleurant au Japon et ailleurs. Le présent document décrit six exemples de contextes stratigraphiques de plaques océaniques où on trouve des indices importants des événements pré-jurassiques uniques suivants : 1) l’extinction liée à la super-anoxie de la limite Paléozoïque-Mésozoïque (à partir des données d’un AC jurassique dans le sud-ouest du Japon); 2) l’épisode de refroidissement permien de Kamura du Panthalassa moyen; 3) l’épisode néoprotérozoïque de « Terre boule de neige » conservé par l’océan mi-japétien (selon les données de l’AC néoprotérozoïque-cambrien dans les Wales au Royaume-Uni); 4) la découverte de microfossiles édiacariens (Néoprotérozoïque) d’un complexe d’atolls médio-océaniques (selon les données d’un AC cambrien du sud-est sibérien, Russie); et 5 et 6) des signatures biogéniques de milieux médio-océaniques profonds de l’Archéen précoce (3,8 et 3,5 Ga) (selon les données d’un AC éoarchéen à Isua au Groenland, et d’un AC paléoarchéen à Pilbara, Australie). Ces résultats montrent la grande utilité de l'analyse de la stratigraphie des plaques océaniques pour comprendre les océans pré-Jurassique, de même que l'évolution des débuts de la vie et des milieux de vie sur Terre.

Snowball Earth climate dynamics and Cryogenian geology-geobiology

“…Where should we look to find its sedimentary record, including the molecular and body fossils that record should contain? We are unaware of a Cryogenian abyssal sediment record, but this may be more through lack of recognition than lack of preservation ( 389 ). Decametric accumulations of fine-grained detrital sediment do occur in many Cryogenian synglacial sequences deposited on paleocontinental margins ( Fig.…”

Paleomagnetic Secular Variation Constraints on the Rapid Eruption of the Emeishan Continental Flood Basalts in Southwestern China and Northern Vietnam

“…This point was within an evolutionary lineage from Clarkina postbitteri hongshuiensis to C. dukouensis (Jin et al, , ; Figure ). A detailed lithostratigraphy and biostratigraphy are available for the shallow‐water limestone in the Upper Middle to Lower Upper Permian at Kamura in southwest Japan (Isozaki, ; Kasuya et al, ; Ota & Isozaki, ). It represents the accumulation of a carbonate cap on an ancient seamount developed on a basaltic basement in a mid‐oceanic environment, with no sedimentary hiatus (Figure ).…”

“…The co‐occurrence of the Codonofusiella kueichowensis Zone with the conodont Clarkina postbitteri postbitteri in the Laibin area implies that the lowest occurrence of Condonofusiella and the Reichelina is at or just above the Guadalupian‐Lopingian (G‐L) boundary (Jin et al, , ). The G‐L boundary is best designated by the FAD of the Lopingian Codonofusiella–Reichelina assemblage in the Kamura section (Isozaki, ; Kasuya et al, ; Kirschvink et al, ; Ota & Isozaki, ; Figure ).…”

“…Journal of Geophysical Research: Solid Earth boundary is best designated by the FAD of the Lopingian Codonofusiella-Reichelina assemblage in the Kamura section (Isozaki, 2014;Kasuya et al, 2012;Kirschvink et al, 2015;Ota & Isozaki, 2006; Figure 11).…”

Astronomical cycles recorded in the sedimentary rhythms of deep-sea bedded chert and its significance on biogeochemical cycle

“…, Hays et al, 1976; Fig. 1 cyclostratigraphy , Fischer et al, 1988;Hinnov, 2013 Astrochronology , Hays et al, 1976;Hinnov and Hilgen, 2012 , Hilgen, 2012 --, Hays et al, 1976;Zachos et al, 2001 , Hinnov andOgg, 2007;Hinnov, 2013Hinnov and Hilgen, 2012総 説 1970Yao et al, 1980Matsuda and Isozaki, 1991;Isozaki, 2014 Matsuda andIsozaki, 1991 /1000 1 Matsuda and Isozaki, 1991;Isozaki, 2014, Isozaki, 2014Fischer, 1976Hori et al, 1993, , Hori et al, 1993, 1 Hori et al, 1993 1-2 1-2 Hori et al, 1993Hinnov, 2013Ikeda and Hori, 2014Ikeda et al, 2017 Latemar Hinnov and Goldhammer, 1991 U-Pb Fig. . Earth s orbital parameters, summer insolation at 65° north, and oxygen isotope records of benthic foraminifera (LR04; Lisiecki and Raymo, 2005).…”