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

Abstract

The information reflected in midoceanic 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 midoceanic 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 midoceanic 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.

Résumé

Les 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 médioocéaniques 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 superanoxie 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 sudest sibérien, Russie); et 5 et 6) des signatures biogéniques de milieux médioocéaniques 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.