תצורת הלשון (ליסאן)

מתוך אנציקלופדיה, המכון למדעי כדור הארץ, האוניברסיטה העברית

קפיצה אל: ניווט, חיפוש

תצורת הלשון (Begin,1974) היא יחידת סלע ששקעה בסביבה אגמית בבקעת ים המלח. מסלע התצורה העיקרי הוא ארגוניט, detritus וגבס. התצורה שקעה בפליסטוקן המאוחר, בין דרום הכנרת לצפון הערבה. טקסונומית, התצורה שייכת לחבורת ים המלח.



תוכן עניינים

סטרטיגרפיה

משקעי אגם הליסאן (הידועים בשמות: תצורת הלשון, תצורת הליסאן, חוואר הלשון) הושקעו ברציפות לאורך 220 ק"מ (בעת השתרעותו המירבית של האגם) של השתפלות טקטונית, המהווה חלק מטרנספורם ים המלח (איור 1) (Marco and Agnon, 1995). התצורה מונחת באי התאמה מעל ליחידות שמתחתיה. המסלע בתצורה מורכב מלמינות של ארגוניט לבן ו   detritus (שפוכת) כהה לסירוגין, ומספר יחידות עבות של קלסטים וגבס שהורבדו ביחידות שונות בחתך. השפוכת שהרכבה קלציט, דולומיט, ארגוניט וקוורץ, הוסעה במהלך אירועים שיטפוניים בעונה הגשומה, בעוד הארגוניט הושקע כימית מגוף המים העליון של אגם הליסאן במהלך הקיץ. העדר ביוטורבציה בקרקעית האגם, אפשר שימור למינות שנתיות ( (varvesבעובי של כמילימטר  .(Begin et al., 1974; Katz et al., 1977;  Marco et al., 1996)

התצורה תוארה בפירוט במחשופים בעובי 40 מטרים בנחל פרצים (PZ-1, PZ-2,PA-2Aובאזור מצדה (M1) וחולקה לפי Machlus לשלושה פרטים. הפרט התחתון מורכב בעיקרו מלמינות ארגוניט בהיר ושפוכת כהה לסירוגין, המהווים את פאציאס aad וכן שלוש שכבות גבס המשולבות במקומות שונים בחתכים.

הפרט האמצעי מורכב בעיקרו משכבות קלסטיות של חול, סילט וחרסית, ופאציאס aad לסירוגין. הפרט העליון עיקרו פאציאס aad ושכבות גבס בגג התצורה (איור 2) (Machlus et al., 2000; Marco et al.,1996).


Image:ליסאן חתך עמודי.pngImage:גבולות אגם הליסאן.png


גיל וסביבת השקעה

התצורה שקעה באגם הליסאן ובמניפות הסחף בשולי האגם לפני 70,000-14,000 שנים (Schramm et al., 2003; Machlus et al., 2000). שקיעת הארגוניט והגבס מחייבת אספקה של HCO3- ו SO4-2, ממקורות מים מתוקים. כשהגיעה עמודת המים העליונה לרוויה ביחס ל CaCO3 הושקע ארגוניט באופן כימי. שקיעת הגבס מציינת אירועי ערבוב בין עמודת המים העליונה המכילה SO4-2  לעמודת המים התחתונה המכילה תמלחת עשירה ב- Ca+. ערבוב כזה התרחש בתקופות שחונות בהן הפרש הצפיפויות בין השכבות קטן, והתאפשר ערבוב מלא בין שכבות המים העליונים והתחתונים  (Stein et al., 1997). היחידות הקלסטיות, החשופות בפרט האמצעי שבמחשופי נחל פרצים, הושקעו בתקופות בהן היה מפלס האגם נמוך (Machlus et al., 2000). רזולוצייה גבוהה יותר של ההיסטוריה ההלימנולוגית-הידרולוגית של האגם התבצעה על ידי מדידת איזוטופים של גפרית בשכבות הגבס. פרקציונציה של האיזוטופ 34S נובעת מפעילות בקטריאלית של חיזור סולפאט בגוף המים בזמן השקעת הגבס. שינויים בנפיצות של 34S בסלע שהושקע, מעידים על מליחות האגם בזמן השקעתו (Torfstein et al., 2005; 2008)

התצורה הושקעה בonlap  לאחר היווצרותה של הטופוגרפיה הקיימת ומכאן שהשקעת התצורה מאוחרת להיווצרות הנוף העיקרי ((Marco et al., 1996. המחשופים הגבוהים נמצאים בגובה של 267 מטרים מתחת לפני הים, והמחשופים התחתונים בגובה 417 מטרים מתחת לפני הים ( Schramm et al., 2003).

יישומים

שימור הארגוניט בתצורה התאפשר בשל יחסי Mg/Ca גבוהים בארגוניט, ואקלים יבש (שמעכבים את המעבר מארגוניט לקלציט) . ריכוזי אורניום גבוהים יחסית (3-4 ppm), אפשרו תארוך אבסולוטי של הסדימנט בשיטת  234U-230Th
 Stein et al., 1997; Schramm et al., 2003)).
אגן ים המלח, בו הושקעה התצורה, מאופיין בשוליים תלולים ממזרח וממערב, ושוליים מתונים מצפון ומדרום המוגדרים על ידי ספים טופוגרפיים. שחזור מפלסי אגם הליסאן בהתאם לגילים שתוארכו התאפשר בזכות מאפייניו הפיזיים. בנוסף, ההיסטוריה ההידרולוגית הכוללת השקעה רציפה ושינויי מפלס, ומחשופים נרחבים מסביבות השקעה שונות שנחשפו עקב ירידת בסיס הניקוז, תרמו לשחזור מפלסי האגם ברזולוציה גבוהה, לאורך ההיסטוריה הגיאולוגית של האגם (איור 3) (Bartov et al., 2000). תארוך בלתי תלוי של מפלסי האגם התאפשר בזכות שכבות הגבס. שכבות הגבס הושקעו בעת ירידה במפלס האגם ובמקביל לאירועי היינריך (Heinrich events 6, 5, 5a, 4,1), במהלכם הומסו קרחונים לאוקיינוס האטלנטי וגרמו לשינויים אקלימיים עולמיים. אירועי היינריך תוארכו בצורה אבסולוטית במשקעי מערות בסין (בעזרת שינויים בהרכב האיזוטופי של חמצן), ואיפשרו את הקטנת טווח הטעות בגילי היחידות השונים של תצורת הליסאן לכדי 1000-2000 שנים (Torfstein et al., 2013). 

מדידות כמותיות של האיזוטופ הקוסמוגני 10Be נערכו במשקעי אגם הליסאן. מדידות דומות נערכו גם באבק מודרני מאזור ים המלח, קרקע טרסה רוסה הנמצאת באגן הניקוז של ים המלח, משקעי לס בנגב, סדימנט מרחף שנאסף משטפונות עונתיים הזורמים לים המלח ובמי גשם. קיימת אי וודאות לגבי קצב ייצור האיזוטופ 10Be באטמוספרה לאורך ההיסטוריה. ההבדלים בריכוז האיזוטופ באתרי הדיגום השונים, יכולים לשמש כארכיון להערכת קצב ייצורו באטמוספרה בעבר (Belmaker, 2008).

שכבות ברקציה בתצורת הליסאן (איור 4) שבאזור העתק מצדה, זוהו כסייסמיטים ומתעדות, כמעט ברציפות, את העבר הסייסמי באגן ים המלח ב-70,000 השנים האחרונות. הסייסמיטים מעידים על רעידות אדמה בעלות מגניטודה גבוהה מ-5.5 המתרחשות מדי כ-1,600 שנים.

 )Ken-Tor et al., 2001; Marco et al., 1996; Marco and Agnon, 2005(


Image:סייסמיטים בתצורת ליסאן.pngImage:מפלסגי אגם הליסאן.png

 מקורות 

Bartov, Y., Stein, M., Enzel, Y., Agnon, A., and Reches, Z., 2002, Lake Levels and Sequence Stratigraphy of Lake Lisan, the Late Pleistocene Precursor of the Dead Sea: Quaternary Research, v. 57, no. 1, p. 9–21, doi: 10.1006/qres.2001.2284.

Begin, Z.B., Ehrlich, A., Nathan, Y.,1974. Lake Lisan, the Pleistocene precursor of the Dead   Sea. Geol. Surv. Isr. Bull.   63 30 pp.
Belmaker, R., Lazar, B., Tepelyakov, N., Stein, M., and Beer, J., 2008, 10Be in Lake Lisan sediments — A proxy for production or climate?: Earth and Planetary Science Letters, v. 269, no. 3-4, p. 448–457, doi: 10.1016/j.epsl.2008.02.032.
Katz, A., Kolodny, Y., Nissenbaum, A., 1977. The geochemical evolution of the Pleistocene Lake Lisan-Dead Sea system.   Geochim. Cosmochim. Acta 41, 1609–1626.
Katz, A., Kolodny, N., 1989. Hypersaline brine diagenesis and evolution in the Dead Sea -Lake Lisan system (Israel). Geochim. Cosmochim. Acta 53, 59 –67.  
Ken-Tor, R., Agnon, A., Enzel, Y., Marco, S., Negendank, J.F.W., Stein, M., 2001. High  resolution geological record of historic earthquakes  in the Dead Sea Basin. J.Geophys. Res. 106, 2221–2234. 
Machlus, M., Enzel, Y., Goldstein, S.L., Marco, S., and Stein, M., 2000, Reconstructing low levels of Lake Lisan by correlating fan-delta and lacustrine deposits: Quaternary International, v. 73-74, p. 137–144, doi: 10.1016/S1040-6182(00)00070-7.
Marco, S., and Agnon, A., 1995, Prehistoric earthquake deformations near Masada , Dead Sea graben: , doi: 10.1130/0091-7613(1995)023<0695.
Marco, S., Stein, M., Agnon, A., Ron, H., 1996. Long term earthquake clustering: a 50,000 year paleoseismic record in the Dead Sea Graben. J. Geophys. Res. 101, 6179–6192 
 Marco, S., Ron, H., McWilliams, M.O., and Stein, M., 1998, High-resolution record of geomagnetic secular variation from Late Pleistocene

Lake Lisan sediments (paleo Dead Sea): Earth and Planetary Science Letters, v. 161, no. 1-4, p. 145–160, doi: 10.1016/S0012-821X(98)00146-0.

 Marco, S., and Agnon, A., 2005, High-resolution stratigraphy reveals repeated earthquake faulting in the Masada Fault Zone, Dead Sea Transform: Tectonophysics, v. 408, no. 1-4, p. 101–112, doi: 10.1016/j.tecto.2005.05.036.
  Schramm, A., Goldstein, S.L., and Stein, M., 2004, U-Th dating of Lake Lisan (late Pleistocene dead sea) aragonite and implications for glacial east Mediterranean climate change: Geochimica et Cosmochimica Acta, v. 68, no. 5, p. 985–1005, doi: 10.1016/j.gca.2003.07.016.
 Stein, M., Starinsky, A., Katz, A., Goldstein, S.L., Machlus, M., Schramm, A., 1997. Strontium isotopic, chemical and sedimentological evidence for the evolution of Lake Lisan and the Dead Sea. Geochim. Cosmochim. Acta 61, 3975–3992  
Torfstein, A., Gavrieli, I., and Stein, M., 2005, The sources and evolution of sulfur in the hypersaline Lake Lisan (paleo-Dead Sea): Earth and Planetary Science Letters, v. 236, no. 1-2, p. 61–77, doi: 10.1016/j.epsl.2005.04.026.
Torfstein, a., Gavrieli, I., Katz, a., Kolodny, Y., and Stein, M., 2008, Gypsum as a monitor of the paleo-limnological–hydrological conditions in Lake Lisan and the Dead Sea: Geochimica et Cosmochimica Acta, v. 72, no. 10, p. 2491–2509, doi: 10.1016/j.gca.2008.02.015.
Torfstein, A., Goldstein, S.L., Kagan, E.J., and Stein, M., 2013, Integrated multi-site U–Th chronology of the last glacial Lake Lisan: Geochimica et Cosmochimica Acta, v. 104, p. 210–231, doi: 10.1016/j.gca.2012.11.003
 
 



הנושא נלמד ונחקר במכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית
כלים אישיים