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.

Характерный рельеф трапповых провинций. Видны потоки базальтов, формирующие уступы (ступени) в рельефе. Река Снейк, Вашингтон, США

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.

Сибирская трапповая провинция

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.

Лава стекает в океан во время извержения на Гавайях

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?

Читайте также
Античный драматург Софокл — прадедушка фотографии и кино?
Античный драматург Софокл — прадедушка фотографии и кино?
Почему в Античности не додумались создать фотоаппарат?
«Филиал ада»: возможна ли жизнь на Венере, и если да, то какая?
«Филиал ада»: возможна ли жизнь на Венере, и если да, то какая?
На Венере обнаружен газ фосфин. Многие сочли это признаком жизни. Ликуем?
Если долго сидеть вредно, может, лучше работать лежа?
Если долго сидеть вредно, может, лучше работать лежа?
Работать в гамаке или мягком кресле полезнее, чем в положении сидя?