SEDBAS projekt
IP-2019-04-7042
IP-2019-04-7042
PODRUČJA ISTRAŽIVANJA
1. OCEANSKI OKOLIŠI I PONAŠANJE BIOTE
U geološkoj povijesti Hrvatske oceanska faza obuhvaća raspon starosti od starijega paleozoika do paleogena, što čini oko 400 milijuna godina geološkoga vremena. Od toga je posebno zanimljivo razdoblje od karbona do trijasa, u kojem je postojala velika aglomeracija kontinenata (Pangea), što je omogućilo komunikaciju i migraciju morskih organizama u oceanima Palaeotethys i Panthalassa, kao i kopnenih bioloških vrsta na suturiranome velikom kontinentu. Tada su današnji Dinaridi gradili pasivni rub oceana Palaeotethys. Na površini su fosiliferne naslage starijega paleozoika u Hrvatskoj eksponirane na malom prostoru (npr. Sremac & Mihajlović-Pavlović, 1983; Jerinić et al., 1994). U njima su nađene spore, graptoliti i morski mikrofosili.
Naslage mlađega paleozoika bolje su zastupljene. O taložnim sustavima i ponašanju biote na teritoriju današnje Hrvatske može se detaljno zaključivati proučavajući karbonske i permske naslage Palaeotethys oceana (npr. Sremac, 1991, 2005, 2012; Vozarova et al., 2009; Fio et al., 2010, 2013; Fio Firi et al., 2016), zatim prateći formiranje i razvoj Neotethys (Tethys) oceana tijekom mezozojske ere (Vlahović et al., 2005), pa sve do njegovoga dijeljenja i preplavljivanja njegovoga sjevernog kraka na Europsko, a kasnije i Azijsko kopno tijekom oligocena (34 do 23 milijuna godina prije današnjice) (npr. Rögl, 1998; Harzhauser & Piller, 2007). Tijekom oceanske faze geološkog razvoja, u Hrvatskoj i na širem prostoru je zabilježena velika geografska rasprostranjenost i ujednačenost morske flore i faune, dok se ponašanje kopnene biote razlikuje ovisno o cjelovitosti kopnenih masa. Tako je kozmopolitska kopnena flora zabilježena od karbona do trijasa (Sremac, 2012; Cleal et al., 2015). Dijeljenje kontinenata nakon perioda jure dovodi do izolacije otočnih populacija, odvojene evolucije, a često i patuljastog rasta, osobito velikih kralježnjaka (npr. Dalla Vecchia, 2003, 2009).
Dobra povezanost vodenih i kopnenih sustava (karbon do trijas) utjecala je i na sinkronizirani odgovor biote na stresne epizode, koje su u ovom vremenskom razdoblju uzrokovali različiti katastrofični događaji.
Intenzivni vulkanizam
(npr. piroklastične naslage na području Velebita; granica srednjeg i gornjeg perma na Velebitu, istraživanja predviđena ovim Projektom; granica perma i trijasa, dio lokaliteta obrađen u radovima Fio et al., 2010; Fio Firi et al., 2016, a dio se predviđa obraditi tijekom trajanja Projekta, kao npr. prostor središnjih Dinarida). Piroklastične naslage sadrže mineralna zrna pogodna za radiometrijsko datiranje starosti naslaga, pa bi njihov pronalazak omogućio jasnije geokronološko praćenje događaja tijekom ovih perioda.
Transgresivno-regresivni ciklusi
Podizanja i spuštanja morske razine u ovom su razdoblju bila uvjetovana klimatskim i tektonskim procesima (Haq & Schutter, 2008). Predviđena su istraživanja u cilju otkrivanja novih lokaliteta sa zabilježenim transgresivno-regresivnim ciklusima, najviše na području Velebita i Like (npr. glacioeustatski ciklusi u mlađemu karbonu) i na prostoru Središnjih Dinarida, a, u skladu s dostupnim izdancima, i na području Gorskoga kotara i Samoborskog gorja. Transgresivni slijed trijaskih naslaga u Središnjim Dinaridima sadrži zapis o postupnom oporavku biote, najviše na temelju mekušaca, a predviđena su detaljna istraživanja na lokalitetima koji ranije nisu bili opisani u geološkoj literaturi.
Impakti
Tijekom ranijih istraživanja primijećene su u naslagama srednjopermske starosti na Srednjem Velebitu neke pojave, koje bi mogle upućivati na impakt izvanzemaljskoga tijela (Čolagović et al., 2015).
U geološkoj povijesti Hrvatske oceanska faza obuhvaća raspon starosti od starijega paleozoika do paleogena, što čini oko 400 milijuna godina geološkoga vremena. Od toga je posebno zanimljivo razdoblje od karbona do trijasa, u kojem je postojala velika aglomeracija kontinenata (Pangea), što je omogućilo komunikaciju i migraciju morskih organizama u oceanima Palaeotethys i Panthalassa, kao i kopnenih bioloških vrsta na suturiranome velikom kontinentu. Tada su današnji Dinaridi gradili pasivni rub oceana Palaeotethys. Na površini su fosiliferne naslage starijega paleozoika u Hrvatskoj eksponirane na malom prostoru (npr. Sremac & Mihajlović-Pavlović, 1983; Jerinić et al., 1994). U njima su nađene spore, graptoliti i morski mikrofosili.
Naslage mlađega paleozoika bolje su zastupljene. O taložnim sustavima i ponašanju biote na teritoriju današnje Hrvatske može se detaljno zaključivati proučavajući karbonske i permske naslage Palaeotethys oceana (npr. Sremac, 1991, 2005, 2012; Vozarova et al., 2009; Fio et al., 2010, 2013; Fio Firi et al., 2016), zatim prateći formiranje i razvoj Neotethys (Tethys) oceana tijekom mezozojske ere (Vlahović et al., 2005), pa sve do njegovoga dijeljenja i preplavljivanja njegovoga sjevernog kraka na Europsko, a kasnije i Azijsko kopno tijekom oligocena (34 do 23 milijuna godina prije današnjice) (npr. Rögl, 1998; Harzhauser & Piller, 2007). Tijekom oceanske faze geološkog razvoja, u Hrvatskoj i na širem prostoru je zabilježena velika geografska rasprostranjenost i ujednačenost morske flore i faune, dok se ponašanje kopnene biote razlikuje ovisno o cjelovitosti kopnenih masa. Tako je kozmopolitska kopnena flora zabilježena od karbona do trijasa (Sremac, 2012; Cleal et al., 2015). Dijeljenje kontinenata nakon perioda jure dovodi do izolacije otočnih populacija, odvojene evolucije, a često i patuljastog rasta, osobito velikih kralježnjaka (npr. Dalla Vecchia, 2003, 2009).
Dobra povezanost vodenih i kopnenih sustava (karbon do trijas) utjecala je i na sinkronizirani odgovor biote na stresne epizode, koje su u ovom vremenskom razdoblju uzrokovali različiti katastrofični događaji.
Intenzivni vulkanizam
(npr. piroklastične naslage na području Velebita; granica srednjeg i gornjeg perma na Velebitu, istraživanja predviđena ovim Projektom; granica perma i trijasa, dio lokaliteta obrađen u radovima Fio et al., 2010; Fio Firi et al., 2016, a dio se predviđa obraditi tijekom trajanja Projekta, kao npr. prostor središnjih Dinarida). Piroklastične naslage sadrže mineralna zrna pogodna za radiometrijsko datiranje starosti naslaga, pa bi njihov pronalazak omogućio jasnije geokronološko praćenje događaja tijekom ovih perioda.
Transgresivno-regresivni ciklusi
Podizanja i spuštanja morske razine u ovom su razdoblju bila uvjetovana klimatskim i tektonskim procesima (Haq & Schutter, 2008). Predviđena su istraživanja u cilju otkrivanja novih lokaliteta sa zabilježenim transgresivno-regresivnim ciklusima, najviše na području Velebita i Like (npr. glacioeustatski ciklusi u mlađemu karbonu) i na prostoru Središnjih Dinarida, a, u skladu s dostupnim izdancima, i na području Gorskoga kotara i Samoborskog gorja. Transgresivni slijed trijaskih naslaga u Središnjim Dinaridima sadrži zapis o postupnom oporavku biote, najviše na temelju mekušaca, a predviđena su detaljna istraživanja na lokalitetima koji ranije nisu bili opisani u geološkoj literaturi.
Impakti
Tijekom ranijih istraživanja primijećene su u naslagama srednjopermske starosti na Srednjem Velebitu neke pojave, koje bi mogle upućivati na impakt izvanzemaljskoga tijela (Čolagović et al., 2015).
Paleogeografska slika svijeta na prijelazu iz perma u trijas, s označenim položajem Velebita (Fio et al., 2013)
2. EPIKONTINENTALNI MORSKI BAZENI I PONAŠANJE BIOTE
U okviru alpskoga orogenetskog ciklusa, krajem mezozojske i početkom kenozojske ere, došlo je do kolizije Afričke ploče i mikroploča podrijetlom iz njezinog promontorija s Euroazijskom pločom. Izdignut je niz planina duž kolizijske zone, među kojima su Alpe, Dinaridi, Karpati, Helenidi i dr., a u nizine u zaleđu planina "ulio" se sjeverni krak oceana Tethys. Time se i prostor sjeverne Hrvatske našao pod morem i postao dijelom tzv. Centralnog Paratethysa.
Promjene klime, razvedenost reljefa i tektonska aktivnost utjecale su na česte oscilacije morske razine, te otvaranja i zatvaranja vodenih poveznica s drugim morima i ocenima što je na ovom prostoru rezultiralo razvojem više transgresivno-regresivnih ciklusa (Rögl, 1998; Harzhauser & Piller, 2007; Piller et al., 2007; Kováč et al., 2017, Kováč et al., 2018; Pavelić & Kovačić, 2018). Najdulje je bila aktivna veza s Indopacifičkim prostorom preko Istočnoga Paratethysa, te veza s Mediteranom, o kojoj se geolozi nisu sasvim uskladili. Kraće je vrijeme i uzemno Paratethys more bilo povezano sa Sjevernim morem. Česte promjene okoliša u prostoru i vremenu otežavaju točnu vremensku rekonstrukciju slijeda taloženja i granica transgresivno-regresivnih ciklusa. Tijekom povremenih emerzija, starije se stijene i naslage erodiraju, a materijal se transportira i formira mlađe naslage, što otežava definiranje transgresivno-regresivnih ciklusa. Boljem razumijevanju geokronološkog slijeda događaja znatno je doprinijelo radiometrijsko datiranje minerala iz tufova (Marković, 2017).
Tijekom trajanja Projekta predviđeno je istraživanje na širem prostoru sjeverne Hrvatske, gdje su odlagane morske miocenske naslage. Klimatske promjene su također mogle imati snažan utjecaj na biotu i njezinu migraciju. Tako je posebno zanimljivo razdoblje srednjeg miocena, miocenski klimatski optimum i srednjomiocenski klimatski prijelaz. Temperaturne promjene mogu se pratiti pomoću analiza stabilnih izotopa kisika koji sudjeluje u izgradnji kućica fosilnih foraminifera (Repac, 2017).
Važnost miocenskih naslaga sjeverne Hrvatske očituje se i u naftno-geološkom aspektu. Unutar hrvatskog dijela Panonskog bazenskog sustava razlikuju se Murska, Savska, Dravska i Slavonsko-srijemska depresija. Uvjeti za akumulaciju i očuvanje organske tvari koja je dala ugljikovodike bili su najpovoljniji tijekom miocena (baden, sarmat, panon) te se u tim sedimentima navedenih depresija nalaze najznačajnija ležišta ugljikovodika u Hrvatskoj (npr. Saftić et al., 2003).
U okviru alpskoga orogenetskog ciklusa, krajem mezozojske i početkom kenozojske ere, došlo je do kolizije Afričke ploče i mikroploča podrijetlom iz njezinog promontorija s Euroazijskom pločom. Izdignut je niz planina duž kolizijske zone, među kojima su Alpe, Dinaridi, Karpati, Helenidi i dr., a u nizine u zaleđu planina "ulio" se sjeverni krak oceana Tethys. Time se i prostor sjeverne Hrvatske našao pod morem i postao dijelom tzv. Centralnog Paratethysa.
Promjene klime, razvedenost reljefa i tektonska aktivnost utjecale su na česte oscilacije morske razine, te otvaranja i zatvaranja vodenih poveznica s drugim morima i ocenima što je na ovom prostoru rezultiralo razvojem više transgresivno-regresivnih ciklusa (Rögl, 1998; Harzhauser & Piller, 2007; Piller et al., 2007; Kováč et al., 2017, Kováč et al., 2018; Pavelić & Kovačić, 2018). Najdulje je bila aktivna veza s Indopacifičkim prostorom preko Istočnoga Paratethysa, te veza s Mediteranom, o kojoj se geolozi nisu sasvim uskladili. Kraće je vrijeme i uzemno Paratethys more bilo povezano sa Sjevernim morem. Česte promjene okoliša u prostoru i vremenu otežavaju točnu vremensku rekonstrukciju slijeda taloženja i granica transgresivno-regresivnih ciklusa. Tijekom povremenih emerzija, starije se stijene i naslage erodiraju, a materijal se transportira i formira mlađe naslage, što otežava definiranje transgresivno-regresivnih ciklusa. Boljem razumijevanju geokronološkog slijeda događaja znatno je doprinijelo radiometrijsko datiranje minerala iz tufova (Marković, 2017).
Tijekom trajanja Projekta predviđeno je istraživanje na širem prostoru sjeverne Hrvatske, gdje su odlagane morske miocenske naslage. Klimatske promjene su također mogle imati snažan utjecaj na biotu i njezinu migraciju. Tako je posebno zanimljivo razdoblje srednjeg miocena, miocenski klimatski optimum i srednjomiocenski klimatski prijelaz. Temperaturne promjene mogu se pratiti pomoću analiza stabilnih izotopa kisika koji sudjeluje u izgradnji kućica fosilnih foraminifera (Repac, 2017).
Važnost miocenskih naslaga sjeverne Hrvatske očituje se i u naftno-geološkom aspektu. Unutar hrvatskog dijela Panonskog bazenskog sustava razlikuju se Murska, Savska, Dravska i Slavonsko-srijemska depresija. Uvjeti za akumulaciju i očuvanje organske tvari koja je dala ugljikovodike bili su najpovoljniji tijekom miocena (baden, sarmat, panon) te se u tim sedimentima navedenih depresija nalaze najznačajnija ležišta ugljikovodika u Hrvatskoj (npr. Saftić et al., 2003).
Paleogeografija perimediteranskog prostora u ranoj fazi razvitka Paratethys-a (prije 30-akmilijuna godina) (Rögl, 1998). Centralni
Paratethys je obilježen crvenim krugom.
3. JEZERSKO-KOPNENI BAZENI I PONAŠANJE BIOTE
Naslage jezersko-kopnenog razvoja bazena na prostoru Republike Hrvatske najvećim dijelom su neogenske starosti. Najbolje su otkrivene na prostoru Sjeverne Hrvatske gdje se na površini pojavljuju zajedno s naslagama morskog razvoja, a utvrđene su i na brojnim lokalitetima u bušotinama. Njihov razvoj započeo je u ranom miocenu, kada je uslijed kontinentalne subdukcije i kolizije Europskog kontinenta i Apulijske ploče zalučnom ekstenzijom stvoren Panonski bazen (Balázs, 2017). Razvoj bazena bio je pod snažnim utjecajem tektonike i ekstrabazenskih čimbenika, kao što su eustatske i klimatske promjene, a istaložene naslage grade jedan veliki transgresivno-regresivni sedimentacijski ciklus. Jezersko-kopnena faza početni je i završni dio tog ciklusa odvojen morskom fazom (Pavelić & Kovačić, 2018).
Taloženje sedimenata u predmorskoj fazi karakterizira izoliranost taložnog prostora i postupna promjena okoliša iz kopnenih u slatkovodne jezerske što je bilo uvjetovano povećanjem akomodacijskog prostora uslijed spuštanja bazenskog dna uz istovremenu postupnu humidizaciju tadašnje suptropske klime (Pavelić, 2005; Mandic et al., 2018). Osim toga, to je razdoblje karakterizirano snažnom tektonskom aktivnošću i izraženim vulkanizmom (Pavelić & Kovačić, 2018). Izoliranost bazena rezultirala je razvojem endemskih organizama, koji nisu pouzdani u stratigrafskom kalibriranju naslaga, pa je vremensko trajanje predmorske faze razvoja bazena, kao i odnos ovih naslaga s istovremenim naslagama u susjednim područjima, između ostaloga i slatkovodnim bazenima u Dinaridima, ostao nejasan i predmet je suvremenih diskusija (Jimenéz-Moreno et al., 2009; Mandic et al., 2009; Marković, 2017; Kovačić et al., 2017; Premec-Fuček et al., 2017; Mandic et al., 2018; Pavelić & Kovačić, 2018).
Poslijemorska, tj. kontinentalna faza razvoja bazena započela je prije 11,6 milijuna godina, kada je na granici srednjeg i gornjeg miocena prostor Panonskog bazena izoliran od morskih prostora (Piller et al., 2007). U vremenskom razdoblju od oko 10 milijuna godina, u bazenu su u transgresivno-regresivnom slijedu istaložene naslage debljine nekoliko km, koje su ujedno i glavne matične i kolektorske stijene ugljikovodika u Republici Hrvatskoj (Saftić et al., 2003; Troskot Čorbić et al., 2009). Početni dio slijeda čine naslage istaložene u novostvorenom bočatom Panonskom jezeru (Pavelić & Kovačić, 2018). To je jezero najprije prekrivalo gotovo čitav prostor Panonskog bazena, da bi zatim progradacijskim sustavima bilo zatrpavano materijalom s okolnih planinskih lanaca, što je sukcesivno smanjivalo njegovu površinu, da bi posljedično jezerski okoliši do kraja miocena postupno bili zamijenjeni aluvijalnima (Kovačić et al., 2004; Kovačić & Grizelj, 2006; Magyar et al., 2013). Međutim, uz južni rub bazena početkom pliocena formirano je znatno manje slatkovodno Slavonsko jezero, no i ono je do konca pliocena zatrpano, čime cijeli Panonski bazen postaje teresrtički okoliš sličan današnjem (Mandic et al., 2015). Ove su bočate i slatkovodne naslage stratigrafski podijeljene na temelju fosilne zajednice koja je, međutim, endemskog karaktera, što je imalo za posljedicu otežano definiranje starosti kontinentalnih naslaga i njihovu korelaciju unutar različitih dijelova bazena, kao i sa susjednim područjima.
Naslage jezersko-kopnenog razvoja bazena na prostoru Republike Hrvatske najvećim dijelom su neogenske starosti. Najbolje su otkrivene na prostoru Sjeverne Hrvatske gdje se na površini pojavljuju zajedno s naslagama morskog razvoja, a utvrđene su i na brojnim lokalitetima u bušotinama. Njihov razvoj započeo je u ranom miocenu, kada je uslijed kontinentalne subdukcije i kolizije Europskog kontinenta i Apulijske ploče zalučnom ekstenzijom stvoren Panonski bazen (Balázs, 2017). Razvoj bazena bio je pod snažnim utjecajem tektonike i ekstrabazenskih čimbenika, kao što su eustatske i klimatske promjene, a istaložene naslage grade jedan veliki transgresivno-regresivni sedimentacijski ciklus. Jezersko-kopnena faza početni je i završni dio tog ciklusa odvojen morskom fazom (Pavelić & Kovačić, 2018).
Taloženje sedimenata u predmorskoj fazi karakterizira izoliranost taložnog prostora i postupna promjena okoliša iz kopnenih u slatkovodne jezerske što je bilo uvjetovano povećanjem akomodacijskog prostora uslijed spuštanja bazenskog dna uz istovremenu postupnu humidizaciju tadašnje suptropske klime (Pavelić, 2005; Mandic et al., 2018). Osim toga, to je razdoblje karakterizirano snažnom tektonskom aktivnošću i izraženim vulkanizmom (Pavelić & Kovačić, 2018). Izoliranost bazena rezultirala je razvojem endemskih organizama, koji nisu pouzdani u stratigrafskom kalibriranju naslaga, pa je vremensko trajanje predmorske faze razvoja bazena, kao i odnos ovih naslaga s istovremenim naslagama u susjednim područjima, između ostaloga i slatkovodnim bazenima u Dinaridima, ostao nejasan i predmet je suvremenih diskusija (Jimenéz-Moreno et al., 2009; Mandic et al., 2009; Marković, 2017; Kovačić et al., 2017; Premec-Fuček et al., 2017; Mandic et al., 2018; Pavelić & Kovačić, 2018).
Poslijemorska, tj. kontinentalna faza razvoja bazena započela je prije 11,6 milijuna godina, kada je na granici srednjeg i gornjeg miocena prostor Panonskog bazena izoliran od morskih prostora (Piller et al., 2007). U vremenskom razdoblju od oko 10 milijuna godina, u bazenu su u transgresivno-regresivnom slijedu istaložene naslage debljine nekoliko km, koje su ujedno i glavne matične i kolektorske stijene ugljikovodika u Republici Hrvatskoj (Saftić et al., 2003; Troskot Čorbić et al., 2009). Početni dio slijeda čine naslage istaložene u novostvorenom bočatom Panonskom jezeru (Pavelić & Kovačić, 2018). To je jezero najprije prekrivalo gotovo čitav prostor Panonskog bazena, da bi zatim progradacijskim sustavima bilo zatrpavano materijalom s okolnih planinskih lanaca, što je sukcesivno smanjivalo njegovu površinu, da bi posljedično jezerski okoliši do kraja miocena postupno bili zamijenjeni aluvijalnima (Kovačić et al., 2004; Kovačić & Grizelj, 2006; Magyar et al., 2013). Međutim, uz južni rub bazena početkom pliocena formirano je znatno manje slatkovodno Slavonsko jezero, no i ono je do konca pliocena zatrpano, čime cijeli Panonski bazen postaje teresrtički okoliš sličan današnjem (Mandic et al., 2015). Ove su bočate i slatkovodne naslage stratigrafski podijeljene na temelju fosilne zajednice koja je, međutim, endemskog karaktera, što je imalo za posljedicu otežano definiranje starosti kontinentalnih naslaga i njihovu korelaciju unutar različitih dijelova bazena, kao i sa susjednim područjima.
Kompilacijski geološki stup neogenskih naslaga za prostor Sjevernohrvatskog bazena. Obuhvaća cjelovit prostor Sjeverne Hrvatske, osim krajnjeg sjeverozapadnog dijela koji pripada bazenu Hrvatskog zagorja (iz Pavelić & Kovačić, 2018).
