Деканские траппы — крупная магматическая провинция западно-центральной Индии (17–24° с.ш., 73–74° в.д.). Это одно из крупнейших вулканических образований на Земле, имеющее форму большого щитового вулкана . [2] Он состоит из многочисленных слоев затвердевшего паводкового базальта , которые вместе имеют толщину более 2000 метров (6600 футов), занимают площадь около 500 000 квадратных километров (200 000 квадратных миль) [3] и имеют объем около 1 000 000 кубические километры (200 000 кубических миль). [4] Первоначально Деканские ловушки могли занимать около 1 500 000 квадратных километров (600 000 квадратных миль), [5] с соответственно большим первоначальным объемом. Этот объем перекрывает Индийский щит архейского возраста , который, вероятно, представляет собой литологию, через которую прошла провинция во время извержения. Провинция обычно делится на четыре субпровинции: главный Декан, плато Мальва , Лобе Мандла и плато Саураштран. [6]
Термин «ловушка» использовался в геологии с 1785–1795 годов для обозначения таких скальных образований . Оно происходит от шведского слова, обозначающего лестницу ( trapp ), и относится к ступенчатым холмам, образующим ландшафт региона. [7] Название Декан имеет санскритское происхождение и означает «южный». [6]
Деканские ловушки начали формироваться 66,25 миллиона лет назад , [5] в конце мелового периода, хотя не исключено, что часть древнейшего материала может лежать в основе более молодого материала. [2] [6] Основная часть извержений вулканов произошла в Западных Гатах между 66 и 65 миллионами лет назад, когда лава начала выдавливаться через трещины в земной коре, известные как трещинные извержения. [8] Определить точный возраст породы Декана сложно из-за ряда ограничений, одним из которых является то, что переход между событиями извержения может быть разделен всего несколькими тысячами лет, а разрешение используемых методов датирования не позволяет точно определить эти события. . Таким образом, определение скорости внедрения магмы также трудно ограничить. [2] Эта серия извержений могла длиться менее 30 000 лет. [9]
По оценкам , первоначальная площадь, покрытая потоками лавы, составляла 1,5 миллиона км 2 (0,58 миллиона квадратных миль), что примерно вдвое меньше площади современной Индии . Регион Деканских траппов уменьшился до своих нынешних размеров в результате эрозии и тектоники плит; нынешняя площадь непосредственно наблюдаемых потоков лавы составляет около 500 000 км 2 (200 000 квадратных миль).
Деканские траппы подразделяются на три стратиграфических подразделения: Верхние, Средний и Нижние траппы. Хотя ранее считалось, что эти группы представляют собой свои собственные ключевые точки в последовательности событий экструзии Декана, теперь более широко признано, что эти горизонты более тесно связаны с палеотопографией и расстоянием от места извержения. [6]
Выброс вулканических газов , особенно диоксида серы , во время образования ловушек, возможно, способствовал изменению климата . За этот период было зафиксировано среднее падение температуры примерно на 2 ° C (3,6 ° F). [10]
Из-за его масштабов ученые предположили, что газы, выпущенные во время образования Деканских ловушек, сыграли важную роль в мел -палеогеновом (K-Pg) вымирании (также известном как мел-третичное или K-T вымирание). [11] Было высказано предположение, что внезапное похолодание из-за сернистых вулканических газов, выделяющихся при образовании ловушек, и выбросов токсичных газов могло внести значительный вклад в массовое вымирание K-Pg. [12] Однако в настоящее время научное сообщество сходится во мнении, что вымирание было в первую очередь вызвано ударным событием Чиксулуб в Северной Америке, которое привело к образованию облака пыли, блокирующего солнечный свет, которое убило большую часть растительной жизни и снизило глобальную температуру ( это похолодание называется ударной зимой ). [13]
Работа, опубликованная в 2014 году геологом Гертой Келлер и другими о времени вулканизма Декана, предполагает, что вымирание могло быть вызвано как вулканизмом, так и ударным событием. [14] [15] За этим последовало аналогичное исследование в 2015 году, оба из которых рассматривают гипотезу о том, что воздействие усугубило или спровоцировало вулканизм Декана, поскольку события произошли примерно на антиподах . [16] [17]
Тем не менее, теория воздействия по-прежнему пользуется наибольшей поддержкой и, согласно различным обзорам, является общепринятой точкой зрения. [18]
Однако более недавнее открытие, похоже, демонстрирует масштабы разрушений только от удара. В статье в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences , опубликованной в марте 2019 года , международная группа из двенадцати ученых раскрыла содержимое окаменелого места Танис, обнаруженного недалеко от Боумена, Северная Дакота , которое, по-видимому, свидетельствует о разрушительном массовом разрушении древнего озера и его жителей во время удара Чиксулуб. В документе группа сообщает, что геология этого места усыпана окаменелыми деревьями и останками рыб и других животных. Газета New York Times процитировала слова ведущего исследователя Роберта А. ДеПальмы из Университета Канзаса : «Вы были бы слепы, если бы не заметили торчащие трупы… Невозможно не заметить, когда вы видите обнажение породы». Доказательства, связывающие эту находку с воздействием Чиксулуб, включают тектиты , несущие «уникальную химическую подпись других тектитов, связанных с событием Чиксулуб», обнаруженные в жабрах окаменелостей рыб и заключенные в янтаре , богатом иридием верхнем слое, который считается еще одним признаком Чиксулубского события. событие, а нетипичное отсутствие доказательств сбора мусора, возможно, позволяет предположить, что выживших было немного. Точный механизм разрушения этого места обсуждался либо как вызванное ударом цунами , либо как активность озер и рек, вызванная землетрясениями после удара, хотя до сих пор не было сделано твердого вывода, на котором остановились бы исследователи. [19] [20]
Однако недавние вычисления с участием более 100 процессоров, предназначенных для алгоритмического интеллекта, показывают, что Деканские ловушки извергались за 300 000 лет до удара и, вероятно, продолжали извергаться в течение почти 700 000 лет, что могло бы в значительной степени способствовать глобальному вымиранию. [21]
В Деканских траппах не менее 95% лав представляют собой толеитовые базальты . [22] Основными минеральными составляющими являются оливин , пироксены и плагиоклаз , а также некоторые оксиды, богатые Fe-Ti. Эта магма содержит <7% MgO. Однако многие из этих минералов наблюдаются в сильно измененных формах. [2] Другие присутствующие типы пород включают: щелочной базальт , нефелинит , лампрофир и карбонатит .
Мантийные ксенолиты были описаны в Качче (северо-запад Индии) и других местах западного Декана и содержат компоненты шпинелевого лерцолита и пироксенита . [2] [23]
Хотя ловушки Декана подразделяются по-разному, включая три разные стратиграфические группы, геохимически провинцию можно разделить на одиннадцать различных формаций. Многие петрологические различия в этих подразделениях являются следствием разной степени загрязнения земной коры. [2]
Деканские ловушки известны пластами окаменелостей, найденными между слоями лавы. Особенно известные виды включают лягушку Oxyglossus pusillus ( Owen ) эоцена Индии и зубатую лягушку Indobatrachus , раннюю линию современных лягушек, которая теперь отнесена к австралийскому семейству Myobatrachidae . [24] [25] Инфратрапповые пласты (формация Ламета) и межтрапповые пласты также содержат ископаемые пресноводные моллюски . [26]
Предполагается, что извержение Деканских траппов было связано с глубоким мантийным плюмом . Высокие отношения 3 He/ 4 He основного импульса извержения часто наблюдаются в магмах мантийного плюмового происхождения. [27] Область длительного извержения ( горячая точка ), известная как горячая точка Реюньона , подозревается в том, что она стала причиной извержения Деканских траппов и открытия разлома , отделившего Маскаренское плато от Индии. Региональное истончение земной коры подтверждает теорию этого рифтогенного события и, вероятно, способствовало подъему плюма в этой области. [6] Распространение морского дна на границе Индийской и Африканской плит впоследствии оттолкнуло Индию на север через шлейф, который сейчас лежит под островом Реюньон в Индийском океане , к юго-западу от Индии. Однако модель мантийного плюма подверглась сомнению. [28]
Продолжают появляться данные, подтверждающие модель шлейфа. Движение Индийской тектонической плиты и история извержений ловушек Декана демонстрируют сильную корреляцию. Судя по данным морских магнитных профилей, импульс необычно быстрого движения плит начался одновременно с первым импульсом базальтового потока Декана, который датируется 67 миллионами лет назад. Скорость распространения быстро возрастала и достигла максимума одновременно с пиковыми извержениями базальтов. Затем скорость распространения снизилась, причем снижение произошло около 63 миллионов лет назад, когда основная фаза вулканизма Декана закончилась. Считается, что эта корреляция обусловлена динамикой шлейфа. [29]
Было также показано, что движения Индийской и Африканской плит связаны, причем общим элементом является положение этих плит относительно местоположения головы плюма Реюньона. Начало ускоренного движения Индии совпадает с большим замедлением скорости вращения Африки против часовой стрелки. Тесные корреляции между движениями плит позволяют предположить, что они оба были вызваны силой шлейфа Реюньона. [29]
При сравнении содержания Na 8 , Fe 8 и Si 8 в Декане с другими крупными магматическими провинциями, Декан, по-видимому, претерпел наибольшую степень плавления, что позволяет предположить глубинное происхождение плюма. Оливин, по-видимому, фракционировался на глубинах около Мохо с дополнительным фракционированием габбро примерно в 6 км ниже поверхности. [2] Такие особенности, как широко распространенные разломы, частые явления дайкинга, высокий тепловой поток и положительные гравитационные аномалии, позволяют предположить, что экструзивная фаза Деканских траппов связана с существованием тройного соединения, которое могло существовать в позднем меловом периоде и было вызванный глубоким мантийным плюмом. Не все эти явления обвалования объясняются крупномасштабным вкладом в общий объем стока. Однако обнаружить самые крупные дамбы может быть сложно, поскольку они часто расположены ближе к западному побережью и, следовательно, считается, что в настоящее время находятся под водой. [6]
Хотя Деканские ловушки начали извергаться задолго до удара , в исследовании 2015 года на основе аргон-аргонового датирования было высказано предположение , что удар мог вызвать увеличение проницаемости, что позволило магме достичь поверхности и вызвать наиболее объемные потоки, что составляет около 70% объема. [30] Комбинация удара астероида и вызванного этим увеличения объема извержения могла быть ответственной за массовое вымирание, произошедшее во время, разделяющее меловой и палеогеновый периоды, известное как граница K-Pg . [31] [32] Однако это предложение было подвергнуто сомнению другими авторами, которые описывают это предложение как «удобную интерпретацию, основанную на поверхностных и поверхностных наблюдениях». [33]
В качестве возможного ударного кратера была предложена геологическая структура, существующая на морском дне у западного побережья Индии, в данном контексте названная кратером Шива . Он также был датирован примерно 66 миллионами лет назад, что потенциально соответствует ловушкам Декана. Исследователи, утверждающие, что эта особенность представляет собой ударный кратер, предполагают, что удар мог быть пусковым событием для Деканских ловушек, а также способствовать ускорению движения Индийской плиты в раннем палеогене . [34] Однако в настоящее время в сообществе наук о Земле существует консенсус, что эта особенность вряд ли может быть настоящим ударным кратером. [35] [36]
18 ° 51' с.ш., 73 ° 43' в.д. / 18,850 ° с.ш., 73,717 ° в.д. / 18,850; 73,717
