Formația Hatrurim (sau „Zona petată”, ing . Mattled Zone ) este o formațiune geologică cu aflorințe în bazinul Mării Moarte: în deșertul Negev , în deșertul Iudeei , pe malul de Vest al râului Iordan și în vestul Iordanului . Formațiunea include calcar impur din Cretacic până în Eocen , precum și cretă și marnă purtătoare de cărbune . Rocile au fost supuse pirometamorfismului ca urmare a arderii cărbunelui conținut în roci sau a depozitelor subiacente de cărbune sau hidrocarburi . Formațiunea a fost numită după Bazinul Hatrurim, care se află la vest de Marea Moartă, de oamenii de știință Yaakov Ben-Tor și Akiva Froman în 1949. Formațiunea este caracterizată de o varietate de minerale rare, cum ar fi wollastonit și grossite .
Aflorimente de stâncă apar în mai multe locuri din zona Iudeei , iar mici aflorimente au fost găsite lângă Autostrada 1 (Ierusalim-Tel Aviv), în fața Kfar Shmuel , lângă Kfar Uria și la vest de orașul Tarkumiya . Aflorimente mari se găsesc lângă Ma'ale Adumim , lângă cetatea Hyrcania , în regiunea Nabi Musa și la Jabal Hermon (la nord de Tarcumia). Cea mai mare despicare (câteva zeci de kilometri) a fost găsită în valea Hatrurim. Suprafața totală a aflorințelor formațiunii Hatrurim ajunge la câteva sute de kilometri pătrați.
Proprietățile unice ale rocilor de formare au atras atenția multor oameni de știință în secolele al XIX-lea și al XX-lea. Cercetătorii au înaintat mai multe ipoteze despre modul în care s-au format rocile: erupții vulcanice , condiții speciale care contribuie la stratificarea rocilor sedimentare, prezența minereului de fier sub roci sau chiar consecințele căderii meteoriților și cometelor .
La mijlocul anilor 1960, o echipă de cercetători de la Universitatea Ebraică din Ierusalim și de la Israel Geological Survey, care includea Yaakov Ben-Tor, Shulamit Gross și Lisa Heller-Kallay, a descoperit că rocile formațiunii Hatrurim aveau o caracteristică unică. - compoziţia lor mineralogică . Analiza rocilor găsite în minerale a arătat prezența unor astfel de minerale comune precum wollastonita , diopside , precum și a unor minerale destul de rare, cum ar fi spurrite, gelenite și larnite. Astfel de minerale apar la temperaturi ridicate și sunt cunoscute în principal din locurile în care calcarele au suferit metamorfism de contact cu rocile vulcanice , în principal bazalt . De asemenea, aceste minerale apar în timpul producției de ciment Portland , unde au loc operațiuni similare, de exemplu, încălzirea unui amestec de argilă și cretă la temperaturi ridicate - aproximativ 1300 ° C.
Gross, Shulamit a publicat o lucrare de cercetare în 1977 în care a descris 123 de minerale găsite în formațiunea Hatrurim. Gross a descoperit și 5 noi minerale pe care le-a numit (de exemplu, Benturite, numit după Yaakov Ben-Torah sau Yalimit , numit după Nahal-Yaelim). Shulamit a descoperit și un alt mineral, dar nu a avut timp să-l descrie. Cazul ei a fost completat de Dietmar Weber și Adolf Bischoff. Mineralul a fost numit grossite în onoarea ei.
Studiul formațiunii a provocat o mare confuzie: mineralele identificate în formațiune se formează la temperaturi ridicate și nu este clar ce sursă de căldură le-a creat, deoarece în apropiere nu au fost găsite nici magmă , nici semne de activitate vulcanică . În alte locuri din lume unde au fost găsite aceleași minerale, rocile metamorfice sunt situate la câteva zeci de metri de sursa de căldură, în timp ce în Formația Hathurim aceste minerale se întind pe zeci de kilometri pătrați.
Misterul Hatrurim a început în anii 1920 de către o pereche de geologi britanici , Bryce Kerr Nairn Wyllie (mort în 1952) și George Martin Lees (1955-1898). Ei au susținut că metamorfismul rocilor sedimentare a avut loc ca urmare a căldurii rezultate din arderea bitumului care impregnase rocile. Prezența mineralelor la temperatură înaltă a convins echipa lui Ben-Thor de ipoteză . O altă dovadă a fost forma „coloanelor prismatice” situate la joncțiunea mineralelor și a pietrelor care le înconjoară. Acest fenomen se observă atunci când corpurile fierbinți sunt răcite. Prezența bitumului de la munte nu este suficientă pentru a provoca arderea și există și o lipsă de oxigen . Probabil că toată treaba a fost șisturi bituminoase îngropate sub pământ. (Mai târziu, în 2010, acest lucru a fost confirmat ca urmare a aprinderii lor. Arderea a continuat mai mult de o lună. [1] ). Cercetarea formațiunilor s-a concentrat, printre altele, pe datarea formării rocii. Datarea s-a bazat pe metode independente de vârsta originală a stratului de rocă. Cercetările efectuate de profesorul Joshua Kolodny au arătat că rocile s-au format acum 16 milioane de ani (și unele specii s-au format acum 3 milioane de ani). Rezultatele sale au fost confirmate de o echipă de oameni de știință condusă de Daphne Gore 5 ani mai târziu. Deoarece vârsta albiilor formațiunilor Arab și Taqi este mult mai veche (60 până la 70 de milioane de ani), este clar că metamorfismul a avut loc mult timp după ce rocile sedimentare ale acestor formațiuni au fost stratificate în mare.
Aprinderea rocilor necesită mai multe condiții: o aprovizionare regulată cu oxigen (ceea ce se întâmplă doar atunci când rocile intră în contact direct cu suprafața), aprindere rapidă (altfel bitumul conținut în interior nu va arde, ci se va oxida ) și formarea de fisuri care va permite oxigenului să pătrundă adânc în roci. Diferența de formare a rocilor se explică prin faptul că rocile nu au ieșit uniform la suprafață, drept urmare arderea a avut loc în diferite perioade. Procesul principal de ardere a început odată cu crearea rupturii Mării Moarte, care a provocat procese de fisurare și deriva , în timpul cărora au fost expuse roci impregnate cu bitum. Ca urmare a arderii, s-au format fisuri suplimentare din cauza eliberării de gaze ( dioxid de carbon și vapori de apă ). Camerele de aer au fost create prin fisuri, iar oxigenul din interiorul acestuia a provocat incendii suplimentare. Aceste fisuri au disparut in cele din urma din cauza proceselor de remodelare si distrugere a rocilor, cu exceptia locurilor in care nisipul a patruns in fisuri. Căldura a făcut ca nisipul să se reformeze și acest lucru a împiedicat închiderea fisurilor. „Punctele fierbinți” pot fi văzute acum de-a lungul drumului Ierusalim-Ierihon , la o distanță de la câțiva metri până la câteva zeci de metri, sub forma unei nuanțe negre, indicând carbonizarea materiei organice în rocile fosforite. În funcție de compoziția mineralelor, se poate determina că temperaturile care au predominat în timpul arderii au fost în intervalul 900-400 °C, în timp ce prezența pseudowollastonitei minerale în unele locuri indică prezența centrelor de ardere unde temperatura a ajuns. 1100 ° C. Pe baza faptului că nu au fost găsite urme de topire în rocile perforate, este clar că temperatura nu a ajuns la 1300 ° C. temperatura calculatăde conversie . Pe baza ipotezelor despre conductibilitatea termică a rocilor și stabilirea limitelor superioare și inferioare pentru durata arderii, Kolodny și Burg au calculat că arderea a continuat în fiecare centru de la 300 la 1000 de zile. Deoarece volumul de roci metamorfice care apar în Formația Hatrurim este foarte mare, este clar că numărul camerelor de ardere a fost foarte mare. Pietrele nu au ars în niciun caz, dar este posibil ca arderea să se răspândească încet dintr-o singură vatră, ceea ce a dus la crăparea rocii, pătrunderea oxigenului în crăpături, arderea spontană și formarea unei noi vatre. Procesul de creare a întregii scindare a durat probabil mii sau chiar zeci de mii de ani.