השילד הערבו-נובי

השילד הערבו-נובי הוא שילד (אזור יציב מבחינה טקטונית) שמקורו בתהליכים טקטוניים ואורוגניים שהתרחשו בפרקמבריון. השילד נמצא בצפון-מזרח הלוח האפריקאי, בחלקו המערבי של הלוח הערבי ובדרום-מזרח הלוח הלבנטיני, ומהווה את חלקו הצפוני של האורוגן המזרח-אפריקאי.

השתרעות

עוביו של השילד הערבו-נובי הוא כ-40-45 ק"מ – עובי אופייני לקרום יבשתי. השילד משתרע לאורך כ-3,000 ק"מ מצפון לדרום ומקיף את ים סוף משני צדדיו: כ-500 ק"מ ממזרח ("השילד הערבי") ומרחק דומה ממערב ("השילד הנובי"). שני חלקים אלה של השילד נפרדו בעת ביקוע ים סוף כחלק מהתהוות הבקע הסורי-אפריקני, לפני כ-20 מיליון שנים.

סלעי השילד – בעיקר סלעי יסוד וסלעים מותמרים – נחשפים באתיופיה, באריתריאה, בסודאן, במצרים, בסיני, בערב הסעודית ובירדן. בישראל נחשפים סלעיו בהרי אילת. לעומת קרומים יבשתיים אחרים באפריקה ובחצי האי ערב – המכוסים בשכבות עבות של סלעי משקע, מהווה הקרום החשוף של השילד מקור ללימוד תהליכי בנייה קרומית. מאחר שהשילד משתרע במדבריות חצי האי ערב, סיני והסהרה הדלים בצמחייה ובקרקעות, הוא נחשף בקלות. חשיפה זו מאפשרת לחקור אותו לא רק מהקרקע אלא גם באמצעות חישה מרחוק מלוויינים.

גבולות השילד מוגדרים לרוב באמצעות "תפרי" איחוי המצוינים באמצעות אופיוליטים ופיסות הקרום "תפורות" זו לזו באמצעות סלעי טונליט וגרנדיוריט רבים. מרבית האופיוליטים בשילד מכילים הרכב כימי של יסודות קורט, הרכב המרמז על היווצרות מעל גבול התכנסות לוחות, אם כחלק מאגן גב קשת איים או בקדמת הקשת. בסודאן ובאריתריאה זוהו סלעי בוניניט המצביעים על מיקום קדם-קשתי, לפחות לכמה מקטעים של השילד.

השתרעותו של הקרום הנאופרוטרוזואי למזרח בתשתית הלוח הערבי אינה מוגדרת היטב, אם כי נראה כי הוא מצוי בתשתית האזור כולו. כמה מחשופים של סלעי יסוד בעומאן תוארכו לעידן זה, ובאזור לא נמצאו שרידים משמעותיים לקרום עתיק יותר.

בצפונו נקטע השילד הערבו-נובי כתוצאה משבירה שהתרחשה בגבול פרקמבריון-קמבריון. שרידים לשבירה זו זוהו בדרום-מזרח אירופה, בטורקיה ובאיראן.

היווצרות ומסלע
סלעי השילד מיוצגים בחבורות מהנאופרוטרוזואיקון, והם נוצרו באירועים טקטוניים ואורוגניים שהתרחשו בארבעה אירועים עיקריים:

בניית התשתית

התשתית הקריסטלינית החלה להיווצר לפני כ-1,100 מיליון שנים במהלך האורוגנזה הקיבארית, וסלעיה בנו קרום יבשתי שהיווה בסיס להתפתחות סלעים צעירים יותר. אורוגנזה זו התאפיינה במעוותים שנבעו משלבי קימוט רבים. סלעי אורוגנזה זו מיוצגים בחבורות אילת-נביעות ופיראן-סלאף וכוללים סלעי גרניט, סלעים מותמרים בדרגות התמרה שונות – בעיקר גנייס, מיגמטיט וצפחה ודייקים מותמרים.

בשלבי בניית התשתית חלו בשילד 7 אירועי מעוות, שאת תוצאותיהם ניתן לראות בקמטים ובסלעים שהותירו. אירועים אלה נחלקים ל-3 מחזורים:
מחזור ראשון – מורכב משני אירועי מעוות הכלולים באורוגנזה הקיבארית
מחזור שני – מורכב משני אירועי מעוות הכלולים באורוגנזה החיג'אזית
מחזור שלישי – מורכב משלושה אירועי מעוות הכלולים בשלבים הראשונים של האירוע הפאן-אפריקאי

מתיחה וביקוע
מתיחת קרום שאירעה לאחר בניית התשתית גרמה לביקוע רודיניה, להידקקות הקרום ולהיווצרות אוקיינוס. בקרקעיתו של האוקיינוס נוצר אזור פתיחה ובו רכס מרכז אוקייני שבנה קרום אוקייני. בשולי האוקיינוס התפתח אזור הפחתה, שיצר קשתות איים וקשתות געשיות.

בקרום היבשתי המידקק חדרה מאגמה והביאה להיווצרות דייקים.

התנגשות

התכנסות של הלוחות – שהיוו את מזרח ומערב גונדוונה – בעקבות שינוי בכיוון תנועתם התבטאה בהיווצרות הרים, בהתרוממות קרקעית האוקיינוס שחשפה את האופיוליטים ובגעשיות ערה שיצרה סלעים פירוקלסטיים. קשתות האיים היו לא יציבות בשלב זה: בהרי הגעש שהלכו וגבהו חלה סחיפה מהירה, שיצרה משקעים לא ממוינים.

מערכת העתקי חילוף שמאלי שכיוונם מצפון-מערב לדרום-מזרח במצרים וחצי האי ערב נוצרה כתוצאה מ"בריחה" טקטונית הקשורה בהתנגשות, והייתה פעילה לפני 560-630 מ"ש.

האירועים שחלו במהלך התנגשות הלוחות מיוצגים באורוגנזה החיג'אזית ומתבטאים בסלעי חבורות כיד, סעל-זע'ארה וחבורת פיראני, הכוללות סלעים מותמרים לצד סלעים געשיים.

האירוע הפאן-אפריקאי

השלב האחרון בבניית השילד הערבו-נובי הוא האירוע הפאן-אפריקאי – אירוע טקטוני-מגמטי שנמשך כ-50 מיליון שנים ומכונה לעיתים "האורוגנזה הפאן-אפריקאית", הגם שלא הגיע עד כדי אורוגנזה. אירוע זה – בו נמשכה הדחיקה הטקטונית – התבטא בגעשיות דו-אופנית פחותה ובמעוותים חלשים, ולווה בפעילות פלוטונית ערה שנבעה מהתחממות מחדש של הקרום היבשתי.

השילד הערבו-נובי הוא המקטע הקרומי הנאופרוטרוזואי הגדול ביותר באפריקה שהושפע על ידי האירוע הפאן-אפריקאי. המעוות הקשור בהתנגשות הסופית היה עז יותר בצפון השילד ולווה בהעתקה אנכית הדוקה, בדחיקה תלולה ובאזורי גזירה שהשפיעו על מארג התשתית הסלעית באריתריאה, באתיופיה ובדרום חצי האי ערב. מערכת העתקים זו ומבני ההתנגשות מטשטשים את המבנים המוקדמים בדרום השילד הקשורים לצמיחת הקשתות. עוצמת המעוות יצר קושי בזיהוי מכלולי האופיוליטים באזורים אלה.

השלבים הסופיים של התפתחות השילד היו עדים להיווצרות פוסט-טקטונית של גרניטים, לגעשיות דו-אופנית ולמשקעים צמיגים. אלה מעידים על מתיחה עזה שנגרמה על ידי התמוטטות אורוגנית בסוף הנאופרוטרוזואיקון. מתחמי התמרה וגעשיות הקשורים במתיחה זוהו בצפון השילד אך מועדים להימצא עוד יותר באזורים מעוותים יותר בדרומו.

הסלעים שנוצרו בתקופה זו מיוצגים בחבורות פיראני וקתרינה וכוללים סלעים געשיים וכן סלעים ומחדרים פלוטוניים.

אירועים מאוחרים
בשלהי הפרקמבריון דעכה הפעילות הטקטונית. העיוות בשילד הערבו-נובי הסתיים בתחילת הקמבריון, אם כי נמשך ברמה מקומית אל תוך הקמבריון והאורדוביק דרומית יותר באפריקה. לקראת סוף הקמבריון התפתח מישור גידוע מפותח בראש הקרום השילדי הצעיר, שיצר משטח יבשתי עליו הורבדו במהלך הזמן סלעי משקע. משקעים קמבריים אלה נוצרו כנראה על ידי קרחון יבשתי נרחב, וכיום הם מוסרים בחלקם באמצעות סחיפה וחושפים את סלעי התשתית.

סלעי המשקע הם בעיקר אבן חול לא מבוגרת וואקה הנובעים מבליית הקשתות הגעשיות. משקעים המקושרים לכדור השלג ארץ הנאופרוטרוזואי – תאוריה הגורסת כי בשלהי הפרקמבריון היה כדור הארץ מכוסה בקרחונים – זוהו בחלקים של השילד, וקיומן של תצורות ברזל הפסים עשוי להעיד על ביטוי ימי עמוק של אירועי כדור השלג.

ביקוע וחשיפה
במרכז השילד החלה להתפתח בסוף האוליגוקן מערכת ביקוע שכיוונה מדרום-מזרח לצפון-מערב, שלוותה בהתרוממות מגמטית. מערכת זו גרמה לתנועת לוח ערב צפונה, להיפרדותו מלוח אפריקה ולהיווצרות מפרץ עדן, ים סוף ומפרץ סואץ. עדויות לכך נמצאו בשולי ים סוף בדמות משקעי ים רדוד מתחילת המיוקן.

באמצע המיוקן השתנה כיוון הביקוע לצפון-דרום, שיצר את שלוחת מפרץ אילת וגרמה להיפרדות הלוח הלבנטיני מלוח ערב. שינוי הכיוון הוריד באופן משמעותי את דרגת ההעתקה במפרץ סואץ, בעוד באזור מפרץ אילת המשיכה ההתרחבות וחלה השקעה במיוקן-פליוקן. מערכת זו, שהיא חלק מהבקע הסורי-אפריקני, חדרה גם ללוח האפריקאי ויצרה את בקע מזרח-אפריקה שצפונו מצוי בתחום השילד הערבו-נובי. בקע זה מפצל את הלוח האפריקאי לשני לוחות: הלוח הנובי במערב והלוח הסומלי במזרח.

גושי תשתית בישראל
בדרום ישראל מזוהים חמישה מסיבים המייצגים את התשתית הקדומה, כולם בתחומי רכס הרי אילת:
מסיב תמנע – מייצג את הר תמנע ובקעת תמנע שלמרגלותיו
מסיב נשף – מייצג את הר נשף, הר חזקיהו וההרים שמצפון לבקעת הירח
מסיב עמרם – מייצג את הר עמרם
מסיב רודד – מייצג את הר שלמה, הר ידידיה ואת מזרח הר שחורת
מסיב אילת – מייצג את הר צפחות והר שחמון

אוצרות טבע

המסלע המגוון הבונה את השילד הערבו-נובי מהווה מקור לאוצרות טבע רבים. השילד הערבו-נובי היה מקור לזהב מאז מצרים הפרעונית. אחד השרידים הראשונים לחיפוש אוצרות טבע באזור הוא פפירוס טורין – מפה טופוגרפית וגאולוגית שצוירה על פפירוס, המתוארכת ל-1150 לפנה"ס. מפה זו הוכנה לקראת סיור רעמסס הרביעי במדבר המזרחי, והיא מסמנת את מיקומם של סלעי השילד ומרבצי זהב במצרים העתיקה. זהב נכרה גם בחג'אז, ב"מאהד אד דהב", בערבית: محافظة مهد الذهب – ערש הזהב, ויש הסבורים שזה מקור הזהב של שלמה.

בהווה יש התעוררות מחודשת של סקירה וכריית זהב בתחומי השילד, במיוחד בסודאן, בערב הסעודית, באריתריאה ובאתיופיה. אך לא רק זהב נכרה באזור. שמה היווני של העיר אסואן – Συήνη (סיֶינֶה) – נובע משמו של סלע היסוד סיאניט שנכרה בסביבתה, ואף הרומאים חצבו שם פורפיר וגרניט – אותם השיטו לרומא. בחלק השילד הערבי נכרו ב-5,000 השנים האחרונות מתכות יקרות: זהב, כסף, אבץ, בדיל, עופרת ונחושת. נחושת נכרתה גם בבקעת תמנע, ובשנת 2009 נערכו ניסיונות לחידוש כרייתה.

גם מינרלים ואבני חן נכרות באזור, בהן הפרידוט הייחודי לאי המצרי זברג'ד המכונה גם "האי של יוחנן הקדוש" (באנגלית למשל St. John's Island) בים האדום שמול חופי מצרים, שם החלו בכרייתה סמוך ל-1300 לפנה"ס.

ראו גם
גאולוגיה - מונחים
טקטוניקת הלוחות

לקריאה נוספת
נחמה שפרן ועמנואל מזור (עורכים), נדבכים בגאולוגיה של ישראל, האוניברסיטה הפתוחה, 1987, עמ' 29-30
Encyclopedia of Geology, Elsevier Academic Press, First edition 2005, , כרך 1, עמ' 2-4.

הערות שוליים

ישראל: גאולוגיה