תצורת מוריסון

תצורת מוריסון (באנגלית: Morrison Formation) היא תצורה גאולוגית של סלעי משקע מהיורה העליון, (לפני 146.8-156.3 מיליון שנים) שהורבדה ביבשה: בנהרות, אגמים, ביצות, או כתוצאה מתהליכים אאוליים. התצורה נחשפה במערב ארצות הברית, והיא המקור הפורה ביותר למאובנים של דינוזאורים באמריקה הצפונית. התצורה בנויה משכבות של אבן טין, אבן בוץ, אבן חול ואבן גיר בגוונים של אפור בהיר, אפור ירקרק או אדום. מרבית המאובנים נחשפו בשכבות אבן הטין הירקרקה ובשכבות התחתונות של אבן החול, שרידים מנהרות ומישורי הצפה של תקופת היורה.

התצורה נחשפה בעיקר בוויומינג ובקולורדו עם מחשופים במונטנה, דקוטה הצפונית, דקוטה הדרומית, נברסקה, קנזס, בפנהנדל של טקסס (Texas Panhandle) ובפנהנדל של אוקלהומה (Oklahoma Panhandle), ניו מקסיקו, אריזונה, יוטה ואיידהו, כחלק מהאזורים הפיזיוגרפיים של רמת קולורדו, פרובינציית אגן ורכס ובחלק הדרומי של המישורים הגדולים בארצות הברית. שכבות סלע זהות הקרויות בשמות אחרים נחשפו באלברטה ובססקצ'ואן שבקנדה. התצורה מכסה שטח של כ-1.5 מיליון קילומטרים רבועים, אם כי רק חלק קטנטן נחשף וזמין למחקר של גאולוגים ופלאונטולוגים. מעל ל-75% משטח התצורה קבור עדיין מתחת לערבה שבמזרח, ומרבית השטח המערבי נסחף במהלך התרוממות הרי הרוקי.

בקולורדו, ניו מקסיקו ויוטה הייתה תצורת מוריסון מקור עיקרי לעפרת אורניום.

היסטוריה גאולוגית
בעזרת מדידות בשיטת התיארוך הרדיומטרי נקבע כי גיל תצורת מוריסון נע בין 2±156.3 למ"ש (לפני מיליון שנים) בבסיס התצורה לבין 1±146.8 למ"ש בגג התצורה. תיארוך זה מציב את התצורה בשלהי גיל האוקספורדיאן (Oxfordian), בקימרידגיאן (Kimmeridgian) ובתחילת גיל הטיתוניאן (Tithonian) השייכים ליורה העליון. תקופה זו זהה לתקופה של תצורת אבן גיר זולנהופן (Solnhofener Kalkstein) בגרמניה, תצורת לאוריניה (Formação Lourinhã) בפורטוגל ותצורת טנדגורו (Tendaguru Formation) בטנזניה.

זמן קצר לפני תקופה זו התפצלה יבשת העל לאוראסיה ליבשות אמריקה הצפונית ואירואסיה, אם כי הן היו מחוברות עדיין בגשרים יבשתיים. אמריקה הצפונית נעה צפונה ועברה דרך האזורים הסובטרופיים.

אגן מוריסון שהשתרע מניו מקסיקו בדרום ועד אלברטה וססקצ'ואן בצפון, נוצר במהלך האורגנזה הנבדית (Nevadan orogeny - אירוע אורוגנזה (בניית הרים) שקדם לאירועים אורוגניים מאוחרים יותר שייצרו את הרי הרוקי) שהחלה לדחוף כלפי מעלה שכבות סלע במערב. המשקעים מאגני הניקוז שכיוונם מזרחה, שנסחפו על ידי פלגים ונהרות מרמות אלקו (Elko Highlands, לאורך הגבולות שבין נבדה ליוטה של ימינו) והושקעו בשפלות הביצתיות, באגמים, בערוצי הנחלים ובמישורי ההצפה, הפכו לאחר תהליך של מילוט לתצורת מוריסון.

בצפון שכנה התצורה מתחת לים סנדאנס (Sundance Sea), זרוע של אוקיינוס הקרח הצפוני, שהשתרע דרך קנדה עד לארצות הברית. בתצורת מוריסון במונטנה נתגלה פחם. משמעות עובדה זו שהחלק הצפוני של התצורה, לאורך חופי הים, היה לח וביצתי, ועשיר יותר בצמחייה מהחלק הדרומי. בחלק הדרום-מערבי נתגלו אבני חול שמקורם בשחיקה רוחית, דבר המעיד שאזור זה היה צחיח הרבה יותר - מדבר ובו דיונות.

סטרטיגרפיה

תצורת מוריסון קרויה על שם העיירה מוריסון במחוז ג'פרסון בקולורדו שלידה חשף ארתור לייקס (Arthur Lakes; 1917-1844) ב-1877 לראשונה מאובנים בתצורה זו. באותה שנה היא הפכה למוקד מלחמת העצמות, כינוי ליריבות מרה על איסוף מאובנים בין הפלאונטולוגים המוקדמים עותניאל צ'ארלס מארש ואדוארד דרינקר קופ (Edward Drinker Cope; 1897-1840).

קביעת השם תצורת מוריסון מיוחסת לגאולוג האמריקני ג'ורג' אלדרידג' (George Homans Eldridge 1905-1854) ב-1896 במונוגרפיה שפרסם יחד עם צ'ארלס קרוס (Charles Whitman Cross; 1949-1854) וסמיואל אמונס (Samuel Franklin Emmons; 1911-1841) "גאולוגיה של אגן דנוור בקולורדו" ("Geology of the Denver basin in Colorado"). עם זאת, אף שמייחסים את גילוי התצורה לאלדרידג' ההתייחסות הראשונה בספרות אליה הייתה שנתיים קודם לכן (1894) במאמר שפרסם צ'ארלס קרוס שציין את קיומן של שכבות הסלע באזור פסגת פייק (Pikes Peak) בהרי הרוקי.

במשך מעל למאה השנים מאז תוארה לראשונה תצורת מוריסון היא נתגלתה באזורים נרחבים ושימשה מוקד למחקרים רבים. עם השנים היא חולקה לפרטים שונים בהתאם לאזור שבו הושקעה ונקבעו גבולותיה (בדרך כלל תוך אי התאמה) עם התצורות מעליה ומתחתיה.

באזורים שונים של ארצות הברית וקנדה הושקעה תצורת מוריסון על שכבות סלע שונות. בין התצורות השונות:
תצורת סמרוויל (Summerville Formation) - תצורה שנוצרה בשלהי היורה בתנאי מדבר צחיחים ובינה ובין תצורת מוריסון קיימת אי התאמה. רצף תצורת סמרוויל-תצורת מוריסון קיים למשל בפארק הלאומי קפיטול ריף או במחוז סנדובל בניו מקסיקו.
תצורת סנדאנס (Sundance Formation) - תצורה שנוצרה על קרקעית ים בין יורה תיכון ליורה עליון. רצף תצורת סנדאנס-תצורת מוריסון נמצא למשל בדקוטה הדרומית.
תצורת לייקינס (Lykins Formation) - תצורה שנוצרה על קרקעית ים רדוד בין הפרם לטריאס. רצף תצורת לייקינס-תצורת מוריסון נמצא למשל בקולורדו.
תצורת טודילטו (Todilto Formation) - תצורה שנוצרה במלחת או באגם שהתייבש ביורה תיכון באזור ניו מקסיקו וקולורדו. חוקרים רבים קבעו את קיום הרצף תצורת טודילטו-תצורת מוריסון בתחילת המאה ה-20, אך הדעה המקובלת נכון לעשור השני של המאה ה-21 שבין תצורה זו לתצורת מוריסון מפרידה תצורה נוספת, תצורת סמרוויל.

תצורות נוספות הן בל רנץ' (Bell Ranch Formation) בניו מקסיקו, ואנאקה (Wanakah Formation) בקולורדו וסטמפ (Stump Formation) ביוטה.

החלוקה לפרטים בתצורת מוריסון משתנה בהתאם למיקום של התצורה. באזור רמת קולורדו מחלקים את תצורת מוריסון לפרטים הבאים מהפרט התחתון ביותר בתצורה כלפי מעלה:
פרט וינדי היל (Windy Hill Member) - הפרט זוהה לראשונה ב-1968 על ידי פיפירינגוס (Pipiringos), כחלקה העליון של תצורת סנדאנס וקרוי על שם גבעת וינדי (Windy Hill) במחוז קרבון בוויומינג. הפרט קוטלג מחדש כפרט הבסיס של תצורת מוריסון על ידי פרד פטרסון (Fred Peterson) ב-1994. בתקופה שנוצר התאפיין אגן מוריסון בהשקעה בים רדוד או במישורי הצפה בגאות לאורך החוף הדרומי של ים סנדאנס. הפרט מכיל אבן חול דקת גרגיר, גירית, אואוליטית המכילה מעט מאוד מאובנים, ומעט סימני גלונים. עובי הפרט נע בין 1.5 מטרים ועד 17 מטרים.
פרט טידוול (Tidwell Member) - הפרט זוהה לראשונה ב-1983 על ידי או'סאליבן (O'Sullivan, R.B.) כחלקה התחתון של תצורת מוריסון וקיבל את כינויו ב-1988 בידי פרד פטרסון על שם טידוול בוטומס (Tidwell Bottoms), אזור ביצתי לאורך הנהר סן חואן באגן פרדוקס במחוז אמרי ביוטה. ים סנדאנס נסוג עד ויומינג בתקופה שבה נוצר פרט זה והתחלף באגמים ומישורי בוץ. הפרט יוצר מדרון, מורכב בעיקר מאבן בוץ גירית הבנויה שכבות דקות בגוונים שבין חום אדמדם לירוק אפרפר וכן מאבן חול דקת גרגיר בעלת שיכוב צולב הבנויה שכבות דקות מאוד. כמו כן נודולות של גבס לבן ושכבות דקות של אבן גיר אפורה. עובי הפרט נע בין 0 ל-89 מטרים.
פרט סולט ווש (Salt Wash Member) - קרוי על שם נחל האכזב סולט (Salt Wash), כ-50 קילומטרים דרומית-מזרחית לעיירה גרין ריוור (Green River) במחוז גרנד במזרח יוטה. זהו הפרט הראשון שהוא יבשתי לחלוטין. האגן היה אז מישור סחיפה צחיח-למחצה, ומישורי בוץ עונתיים. אבן חול שנוצרה בערוצי הנחלים, בחלק מהשכבות יש שיכוב צולב. גס גרגיר ומכיל קונגלומרטים. עובי הפרט במרכז יוטה נע בין 90 ל-125 מטרים.
פרט בראשי באסין (Brushy Basin Member) - הפרט הנפוץ ביותר של תצורת מוריסון. זהו הפרט העליון בתצורת מוריסון (למעט מקומות בהם מצוי מעליו פרט קסמרו או פרט ג'ק פייל, ראו בהמשך). קרוי על שם מחשופים של הפרט באגן בראשי (Brushy Basin) בסמוך לעיירה בלנדינג (Blanding) במחוז סן חואן בדרום מזרח יוטה. הפרט דק גרגיר בהשוואה לפרט סולט ווש משום שהרכבו בנוי בעיקר מאבן בוץ ופחות אבן חול. נהרות זרמו ממערב לאגן שהכיל אגם מלוח אלקלי ענקי שכונה אגם ט'או'דיצ'י' (Lake T'oo'dichi') ואדמות ביצה נרחבות שהשתרעו מערבית לרמת אנקומפגרה (Uncompahgre Plateau) של ימינו. גוון אבני הבוץ של פרט בראשי באסין הוא אדום, אפרפר, סגול, אדום-סגול, אפור-ירוק, ירוק ואפור בהיר עד כהה. בבליה הם מקבלים את המרקם הדומה ל"פופקורן". אבן הבוץ מורכבת מבנטוניט, סוג של חרסית לא טהורה המורכבת בעיקר ממינרל החרסית מונטמורילוניט שנוצר מבליה של אפר געשי, לרוב בנוכחות מים. המונטמורילוניט מסוגל לספוח כמות רבה של מים תוך יצירת בוץ חלקלק ודביק. פרט לאבן בוץ מכיל פרט בראשי באסין אבן חול שחמחמה בעלת גרגירים בינוניים עד גסים ולעיתים נדירות גם אבן גיר אפורה. עובי שכבת פרט בראשי באסין מגיע באזור אגן סן חואן בניו מקסיקו עד 165 מטרים בעוד שבמרבית האזורים ברמת קולורדו מגיע עוביו ל-91 מטרים.

פרטים נוספים הם: פרט בלף (Bluff Member), פרט בוולינגטון (Bullington Member), פרט קסמרו (Casamero Member), פרט צ'אבס (Chavez Member), פרט פיפטימייל (Fiftymile Member), פרט ג'קפייל (Jackpile Member), פרט פרואיט (Prewitt Member), פרט רקפצ'ר (Recapture Member), פרט אונקפאפה (Unkpapa Member), ופרט וסטווטר קניון (Westwater Canyon Member).

ההשקעה בתצורת מוריסון הסתיימה בערך לפני 147 מיליון שנים. בין הפרט האחרון בתצורת מוריסון (פרט בראשי באסין במרבית המקומות) לבין השכבה הגאולוגית הבאה קיימת אי התאמה של כ-30 מיליון שנים. השכבה הבאה שייכת לחבורת דקוטה מהקרטיקון התחתון והיא אחת מהתצורות סידר מאונטיין (Cedar Mountain Formation), בורו קניון (Burro Canyon), לייטל (Lytle) או קלוברלי (Cloverly Formation).

מאובנים

אף שמרבית המאובנים בתצורת מוריסון הם חלקיים בלבד, די בהם על מנת ליצור תמונה טובה של הצמחייה ובעלי החיים באגן מוריסון בגיל הקימרידגיאן. האקלים היה יבש, דומה לסוואנה, אבל מכיוון שלא היו צמחים בעלי פרחים (דשאים, פרחים ומרבית סוגי העצים), הצמחייה הייתה שונה לגמרי. מחטניים, הצמחים הדומיננטיים בתקופה זו, צמחו במקביל למינים של גינקגו, ציקסינים, שרכי עצים (Cyatheales) וסמריים (Juncaceae). מרבית הצמחייה גדלה על גדות הנהרות או מישורי ההצפה של נהרות. החרקים היו דומים מאוד למינים מודרניים, כאשר טרמיטים בנו קנים בגובה 30 מטרים. בנהרות ולאורכם היו דגים, חסרי זנב, בעלי זנב, לטאות, תנינאים, צבים, פטרוזאורים, סרטני נהרות, צדפות ויונקי הביב (יונקים מתת-מחלקה פרוטותריה (Prototheria), שהגדול בהם היה בגודל של חולדה).

הדינוזאורים היו ככל הנראה שוכני גדות גם הם. בתצורה נתגלו מאות מאובנים של דינוזאורים, כגון אלוזאורוס, קמפטוזאורוס, אורניתולסטס, כמה מינים מהאינפרא-סדרה סטגוזאוריה, הכוללים לפחות שני מינים של סטגוזאורוס וההספרוזאורוס הקדום יותר במקצת, ואנקילוזאורים קדומים: מיימורפלטה (Mymoorapelta) וגרגוילאוזאורוס, אבל במיוחד בולטים מגוון רחב מאוד של זאורופודים (הענקים של עידן המזוזואיקון). מכיוון שידוע שלפחות חלק מהמינים קיננו באזור (נתגלו עוברים של קמפטוזאורוס), יש סימנים לכך שהייתה זו סביבה טובה עבור הדינוזאורים ולא רק משכן לאוכלוסיות עונתיות נודדות.

הזאורופודים שנתגלו כוללים דיפלודוקוס (השלד הידוע ביותר, הכמעט שלם, של D. carnegiei, שכיום מוצג במוזיאון קרנגי להיסטוריה של הטבע בפיטסבורג, פנסילבניה) קמרזאורוס (הזאורופוד שהמאובנים ממנו הם הנפוצים ביותר), ברכיוזאורוס, אפטוזאורוס, בארוזאורוס, ההפלוקנטוזאורוס הנדיר, והסופרזאורוס. המגוון הגדול מאוד של הזאורופודים מעורר כמה תמיהות. כיצד יכלו כולם לחיות בעת ובעונה אחת. בעוד שמבנה גופם דומה מאוד (צוואר ארוך, זנב ארוך וגוף עצום דמוי גוף הפיל) מניחים כי למינים השונים היו אסטרטגיות תזונה שונות, על מנת שכולם יתקיימו באותה מסגרת זמן ובסביבה דומה.

לקריאה נוספת
Foster, J. (2007). Jurassic West: The Dinosaurs of the Morrison Formation and Their World. Indiana University Press. 389pp.
Foster, J.R. 2003. Paleoecological Analysis of the Vertebrate Fauna of the Morrison Formation (Upper Jurassic), Rocky Mountain Region, U.S.A. Albuquerque, New Mexico: New Mexico Museum of Natural History and Science. Bulletin 23.
Mateus, O. 2006. Late Jurassic dinosaurs from the Morrison Formation, the Lourinhã and Alcobaça Formations (Portugal), and the Tendaguru Beds (Tanzania): a comparison. in Foster, J.R. and Lucas, S. G. R.M., eds., 2006, Paleontology and Geology of the Upper Jurassic Morrison Formation. New Mexico Museum of Natural History and Science Bulletin 36: 223-231.

קישורים חיצוניים

 הדף המוקדש לתצורת מוריסון במאגר GEOLEX
 
 Morrison Natural History Museum home page.
 Dinosaurs and the History of Life, Columbia University lecture on the Morrison Formation.
 Paleobiology Database: Dalton Well Dinosaur Track Site (Morrison Formation): Late/Upper Jurassic, Utah
Mission Jurassic: Searching for the dinosaur bones - from the BBC

ביאורים

הערות שוליים

ארצות הברית: מאובנים
מוריסון
קנדה: גאולוגיה
אריזונה: גאולוגיה
קולורדו: גאולוגיה
נבדה: גאולוגיה
יוטה: גאולוגיה
ניו מקסיקו: גאולוגיה
ויומינג: גאולוגיה
מונטנה: גאולוגיה
דקוטה הצפונית: גאולוגיה
דקוטה הדרומית: גאולוגיה
נברסקה: גאולוגיה
אוקלהומה: גאולוגיה
קנזס: גאולוגיה
טקסס: גאולוגיה
איידהו: גאולוגיה
רמת קולורדו