Сибирские траппы ( русский : Сибирские траппы , латинизированный : Сибирские траппы ) — большой регион вулканических пород , известный как крупная магматическая провинция , в Сибири , Россия . Массивное извержение, образовавшее ловушки , является одним из крупнейших известных вулканических событий за последние 500 миллионов лет.
Извержения продолжались примерно два миллиона лет и охватывали границу перми и триаса , или границу P – T, которая произошла около 251,9 миллиона лет назад. Считается, что Сибирские траппы являются основной причиной пермско-триасового вымирания , самого серьезного вымирания в геологической летописи. [1] [2] [3] [4] Последующие периоды активности сибирских траппов были связаны с рядом более мелких биотических кризисов, включая смитско-спатское , оленекско-анисийское, средне-позднеанизийское и анизийско-ладинское вымирания. . [5]
Большие объемы базальтовой лавы покрыли большую часть Сибири в результате базальтового наводнения . Сегодня эта территория покрыта около 7 миллионов км 2 (3 миллиона квадратных миль) базальтовой породы с объемом около 4 миллионов км 3 (1 миллион кубических миль). [6]
Термин «ловушка» использовался в геологии с 1785–1795 годов для обозначения таких скальных образований . Оно происходит от шведского слова, обозначающего лестницу («траппа»), и относится к ступенчатым холмам, образующим ландшафт региона. [7]
Источником базальтовых пород Сибирских траппов считается мантийный плюм , который поднимался до тех пор, пока не достиг подошвы земной коры , вызывая извержения вулканов на территории Сибирского кратона . [8] Было высказано предположение, что по мере движения литосферных плит Земли над мантийным плюмом ( Исландским плюмом ) плюм образовал Сибирские траппы в пермский и триасовый периоды, ранее образовав Вилюйские траппы на востоке, а позже продолжая вызывать вулканическую активность на дне Северного Ледовитого океана в юрском и меловом периоде , а затем порождая вулканическую активность в Исландии. [9] Другие причины тектоники плит также были предложены. [8] Другой возможной причиной может быть удар , образовавший кратер на Земле Уилкса в Антарктиде , который, по оценкам, произошел примерно в то же время и был почти противоположным ловушкам. [10]
Основным источником горных пород в этой формации является базальт, но присутствуют как основные , так и кислые породы, поэтому эта формация официально называется Провинцией базальтов Потопа. Включение основных и кислых пород указывает на множество других извержений, которые произошли и совпали с серией извержений продолжительностью в один миллион лет, которые создали большую часть базальтовых слоев. Ловушки разделены на разрезы по химическому, стратиграфическому и петрографическому составу. [6]
Сибирские траппы подстилаются Тунгусской синеклизой — крупным осадочным бассейном , содержащим мощные толщи карбонатных и эвапоритовых отложений ранне-среднепалеозойского возраста , а также угленосные обломочные породы каменноугольно-пермского возраста . При нагревании, например, в результате магматических интрузий , эти породы способны выделять большое количество токсичных и парниковых газов. [11]
Один из главных вопросов заключается в том, были ли сибирские траппы непосредственно ответственны за пермско-триасовое массовое вымирание , произошедшее 250 миллионов лет назад, [12] или же они сами были вызваны каким-то другим, более крупным событием, таким как падение астероида . Одна из выдвинутых гипотез заключается в том, что вулканизм спровоцировал рост Methanosarcina , микроба, который затем выбросил большое количество метана в атмосферу Земли, [13] в конечном итоге изменив углеродный цикл Земли , основываясь на таких наблюдениях, как значительное увеличение резервуаров неорганического углерода в морских среды. [13] Недавние исследования выявили влияние растительных отложений в предшествующий каменноугольный период на серьезность нарушения углеродного цикла. [14]
Это событие вымирания, также в просторечии называемое Великим вымиранием, затронуло всю жизнь на Земле и, по оценкам, привело к исчезновению около 81% всех морских видов и 70% видов наземных позвоночных, живших в то время. [15] [16] [17] Некоторые из катастрофических событий, которые повлияли на Землю, продолжали повторяться через пять-шесть миллионов лет после того, как произошло первоначальное вымирание. [18] Со временем небольшая часть жизни, пережившая вымирание, смогла вновь заселиться и расшириться, начиная с низких трофических уровней (производителей) до тех пор, пока не удалось восстановить более высокие трофические уровни (потребители). [18] Расчеты температуры морской воды на основе измерений δ 18 O показывают, что на пике вымирания Земля подверглась смертельно жаркому глобальному потеплению, при котором температура экваториального океана превысила 40 °C (104 °F). [19] Для восстановления любой разнообразной экосистемы потребовалось примерно восемь-девять миллионов лет; однако после вымирания были установлены новые классы животных, не существовавшие ранее. [18]
Палеонтологические данные также указывают на то, что глобальное распространение четвероногих исчезло между широтами примерно от 40 ° южной широты до 30 ° северной широты, с очень редкими исключениями в районе Пангеи , которая сегодня является Ютой . Этот разрыв четвероногих в экваториальной Пангее совпадает с глобальным «угольным разрывом» конца перми-среднего триаса, который указывает на потерю торфяных болот. Торфообразование, продукт высокой продуктивности растений, было восстановлено лишь в анизийском этапе триаса, да и то только в высоких южных широтах, хотя голосеменные леса появились и раньше (в раннем спате ), но опять-таки только в северных и южных высших широтах. широты. [20] В экваториальной Пангее хвойные леса возникли только в конце спатского периода, а первые угли в этих широтах появились только в карнийском периоде , примерно через 15 миллионов лет после их исчезновения в конце пермского периода. Эти сигналы позволяют предположить, что экваториальные температуры превышали их термическую устойчивость для многих морских позвоночных, по крайней мере, во время двух термических максимумов, тогда как наземные экваториальные температуры были достаточно суровыми, чтобы подавлять численность растений и животных на протяжении большей части раннего триаса. [21]
Вулканизм, произошедший в Сибирских траппах, привел к выбросу обильного количества магмы из земной коры, оставив после себя постоянные следы горных пород того же периода массового вымирания, которые можно исследовать сегодня. [22] В частности, циркон встречается в некоторых вулканических породах. Чтобы повысить точность определения возраста циркона, несколько кусков циркона разного возраста были организованы в временную шкалу в зависимости от времени их кристаллизации. [22] Метод CA-TIMS , метод определения возраста методом химической абразии, который устраняет изменчивость точности из-за истощения циркона свинцом с течением времени, [23] затем использовался для точного определения возраста цирконов, обнаруженных в сибирских траппах. Устранив изменчивость, связанную с содержанием свинца, метод датирования возраста CA-TIMS позволил урану в цирконе быть в центре внимания при связывании вулканизма в Сибирских траппах, который привел к образованию большого количества магматического материала, с пермско-триасовым массовым вымиранием. [22]
Чтобы еще больше усилить связь с пермско-триасовым вымиранием, примерно в тот же период произошли и другие катастрофические события, такие как изменения уровня моря, падения метеоритов и вулканизм. [17] Специально ориентируясь на вулканизм, были получены и сравнены образцы горных пород из Сибирских траппов и других южных регионов. [24] Образцы базальтов и габбро из нескольких южных регионов, близких к Сибирским траппам и из них, были датированы на основе методов датирования по изотопу аргона 40 и изотопа аргона 39. [24] Полевой шпат и биотит специально использовались, чтобы сосредоточиться на возрасте образцов и продолжительности присутствия магмы от вулканического события в Сибирских траппах. [24] Большинство образцов базальта и габбро, датированных 250 миллионами лет назад, занимали площадь в пять миллионов квадратных километров в Сибирских траппах [24] и произошли в течение короткого периода времени с быстрым затвердеванием/охлаждением горных пород. [25] Исследования подтвердили, что образцы габбро и базальта того же периода пермско-триасового события из других южных регионов также соответствуют возрасту образцов в Сибирских траппах. Это подтверждает предположение о связи возраста вулканических пород Сибирских траппов, а также образцов пород из других южных регионов с пермско-триасовым массовым вымиранием. [25]
_2_(17338266745).jpg/1280px-Native_iron_in_basalt_(Siberian_Traps_Flood_Basalt,_Permian-Triassic_boundary_times,_251_Ma;_Putoran_Plateau,_Siberia,_Russia)_2_(17338266745).jpg)
Гигантское Норильско - Талнахское никель - медно - палладиевое месторождение сформировалось в магматических каналах на наиболее обширной части Сибирских траппов. [26] Это было связано с пермско-триасовым вымиранием, которое произошло примерно 251,4 миллиона лет назад, [17] на основании большого количества никеля и других элементов, обнаруженных в пластах горных пород, отложенных после того, как произошло вымирание. [27] Метод, используемый для корреляции события вымирания с избыточным количеством никеля, обнаруженного в Сибирских траппах, сравнивает временную шкалу магматизма внутри ловушек и временную шкалу самого вымирания. [28] До того, как была обнаружена связь между магматизмом и вымиранием, предполагалось, что массовое вымирание и вулканизм произошли одновременно из-за связей в составе горных пород. [22]
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )67 ° с.ш. 90 ° в.д. / 67 ° с.ш. 90 ° в.д. / 67; 90