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 английского «трэп», что означает — «лестница». Это результат гигантского вулканического события, который заливал огромную территорию базальтовой лавой. Такие потоки называют «потоки наводнения». Когда вся территория залита потоками базальтов, они выравнивает 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 кубических километров единовременно, это было 72000 лет назад в Индонезии. А траповые 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 одного миллиона 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. Т.е., это практически, в геологическом смысле, 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, он просто потрясает воображение. Практически, вот для того, чтобы сибирские траппы образовать, нужен такой шар в мантии, который может иметь диаметр 400 километров. 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. Т.е., в принципе, каждые 20 миллионов 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 миллионов 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. Сибирский трапп относительно недавний — 251 миллион 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. Т.е., 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 миллионов 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 миллион 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 вот этих вот не вышедших на поверхность магм. Т.е., магма поднимается, несет в себе полезные компоненты, но вследствие каких-то причин на поверхности они не появляются, они осаживаются все время на одном и том же месте. И формируются гигантские рудные горизонты. Но они не 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, вот эта большая шапка, это 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 Декана.

Я хотел еще одну вещь здесь показать. Вот Сибирские траппы и массовое пермское вымирание. Плато Декан, 65 миллионов лет назад — это крупнейшее мел-палеогеновое вымирание. И благодаря этому, кстати, начали развиваться млекопитающие. Я уже сказал, что примерно каждые 20 миллионов 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 — это было не достаточно, 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 трапов». Вот, с чего началось? Моя идея — с микро-палеонтологами смотреть за изменениями жизни по слоям. Одновременно петрологи будут изучать, а какие летучие выделялись в этот момент. Что попадало в атмосферу? И какой отклик у биосферы это вызывало?

08.10.2018 17:43:06