Смертоносный супервулкан
Как супервулканы влияли на нашу планету, что такое трапповые провинции и когда ждать очередного массового вымирания. В гостях у ведущего передачи «Вопрос науки» Алексея Семихатова доктор геолого-минералогических наук, профессор кафедры петрологии МГУ Павел Юрьевич Плечов.
Трапповая провинция — от шведского trappa, что означает «лестница». Это результат гигантского вулканического события, который заливал огромную территорию базальтовой лавой. Такие потоки называют потоками наводнения. Когда вся территория залита потоками базальтов, они выравнивают поверхность, а потом сверху ложится следующий поток — и это все на огромной площади. И это действительно похоже, если смотреть из космоса или с очень большой высоты на такую гигантскую лестницу.
Супервулканы, о которых обычно говорят, Йеллоустон или кальдера Тоба — это тысячи кубических километров, выброшенных во время одного извержения. Вот кальдера Тоба — 3000 км3 единовременно, это было 72 000 лет назад в Индонезии. А трапповые провинции — это сотни тысяч кубических километров. В случае Сибирских траппов это миллионы кубических километров лавы. Вот это на самом деле является предметом современных исследований. Раньше считалось, что они формировались десятки миллионов лет. А сейчас есть серия статей как раз относительно Сибирских траппов, что это все происходило очень быстро — в течение 1 млн лет. Для нас, конечно, миллион лет — очень много, но в геологическом плане это очень быстро. И вот, собственно, чем больше исследований, чем более детализированные исследования, тем короче этот интервал. То есть в геологическом смысле это практически мгновенно. Вдруг разверзлись хляби…
На самом деле это еще не до конца ясный вопрос, откуда вообще столько базальтовой магмы может взяться в мантии Земли. Потому что необходимый объем мантии, который должен быть задействован, просто потрясает воображение. Практически вот для того, чтобы Сибирские траппы образовать, нужен такой шар в мантии, который может иметь диаметр 400 км. Мантия — не базальтового состава. Она плавится частично, и выплавки из мантии являются базальтами, которые мы видим на поверхности.
Вообще, мы не все события знаем, но сейчас есть очень много свидетельств того, что это происходило часто и достаточно много. То есть, в принципе, каждые 20 млн лет такое событие имеет место. Не каждое событие такого масштаба, как Сибирские траппы. Но вот, скажем, я недавно был на северо-западе Соединенных Штатов. Трапп Коламбия-Ривер — это одна из самых свежих магматических провинций: 16 млн лет.
Обычно супервулкан — это локальное место. А большие магматические провинции на порядки больше, чем супервулкан. Это, как правило, такие протяженные трещины, из которых выливается магма, которая превращается в лаву — и она течет, бывает, сотни километров.
Траппы не все время на поверхности, они перерабатываются. Сибирские траппы относительно недавние — 251 млн лет. И после него было мало событий. А бывает, на часть базальтов уже наложились осадки. Или наоборот, часть базальтов разрушена и от них одни корни, как в Африке. То есть они тоже разрушаются и исчезают.
Есть магматическая провинция Путорана под Западной Сибирью. Одна из последних магматических провинций — это Коламбия-Ривер. И именно с ней связан Йеллоустоун как продолжение магматической провинции. А самой большой считается Онтонг-Ява, которая находится сейчас под поверхностью океана и даже состоит из нескольких частей. И есть большая вероятность, что эти части — это было когда-то одно целое, а сейчас за счет морской тектоники их разорвало. Плато Декан — очень известное место, одни из первых траппов, которые изучали. Район Бомбея, или Пуны, Северная Индия, 65 млн лет.
Рассмотрим Сибирские траппы более детально. Сиреневое — это то, что практически не разрушено или мало разрушено. Поэтому мы видим здесь сохранившиеся лавы. Красное — это лавы, уже в основном уничтоженные за 251 млн лет. И осталась магма, которая не успела выйти на поверхность — она застыла на глубине. Предполагается, что некоторые вулканиты, которые в Западной Сибири фиксируются в скважинах, под мощным слоем осадков, под нефтяными горизонтами, тоже могут относиться к этим Сибирским траппам. Тогда, значит, и площадь может увеличиться, будет больше, чем Онтонг-Ява.
Норильский никель прямо связан именно с этими породами. И, собственно, месторождение, вот эти сульфидные руды, медь, никель, платиноиды — они прямо внутри не вышедших на поверхность магм. То есть магма поднимается, несет в себе полезные компоненты, но вследствие каких-то причин на поверхности они не появляются, а осаживаются все время на одном и том же месте. И формируются гигантские рудные горизонты. Но они связаны не с лавами, а вот именно с подводящими каналами, с вулканическими телами.
Эксперименты, которые были в 70-е годы, объяснили нам, откуда берутся магматические провинции. Какое-то горячее вещество поднимается буквально от границ ядра. И когда горячее вещество идет, у нас получается большая шапка прогретого вещества и тоненький хвост. Так вот, эта большая шапка и есть вещество больших магматических провинций. Оно начинается и заканчивается — остается хвостик, который потом трассируется в течение сотен миллионов лет и остается горячая точка. Вот сейчас Гавайи, например, горячая точка — это хвостик от большой магматической провинции. Остров Реюньон в Индийском океане — считается, что это хвостик от плато Декан.
Я хотел еще одну вещь здесь показать. Вот Сибирские траппы и массовое пермское вымирание. Плато Декан, 65 млн лет назад — это крупнейшее мел-палеогеновое вымирание. И благодаря этому, кстати, начали развиваться млекопитающие. Я уже сказал, что примерно каждые 20 млн лет формируется как минимум одна магматическая провинция. Но далеко не каждое формирование приводит к вымиранию. Сейчас огромное количество людей пытается установить связь между вулканизмом и вымираниями.
В основном считается, что это влияние газов, которые выбрасываются в атмосферу. Но, например, в пермско-триасовом вымирании этого было недостаточно, потому что в основном вымирали животные, которые живут в океанах. Тогда же жизнь в основном была в океанах.
Я даже придумал такой проект, и есть очень много людей, которые хотят в него войти. Называется «Самое начало Сибирских траппов». Вот с чего началось? Моя идея — с микропалеонтологами смотреть за изменениями жизни по слоям. Одновременно петрологи будут изучать, какие летучие вещества выделялись в этот момент. Что попадало в атмосферу и какой отклик у биосферы это вызывало?
