Сибирские капканы
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 деятельности сибирских траппов были связаны с рядом более мелких биотических кризисов, включая смитовско-спатское , оленекско-анисийское, средне-позднеанизийское и анизийско-ладинское вымирания. [5]
Большие объемы базальтовой лавы покрыли большую часть Сибири в результате базальтового наводнения . Сегодня территория занимает около 7 млн км2. 2 (3 миллиона квадратных миль) базальтовой породы, объемом около 4 миллионов км². 3 (1 миллион с ми). [6]
Этимология
[ редактировать ]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]
Формирование
[ редактировать ]
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 по мантийному плюму ( Исландскому плюму ) в пермском и триасовом периодах этот плюм образовал Сибирские траппы, ранее образовав траппы Вилюй на востоке, а затем перейдя к производят вулканическую активность на дне Северного Ледовитого океана в юрском и меловом периоде , а затем порождают вулканическую активность в Исландии. [9] Были также предложены другие причины тектоники плит. [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 отложений ранне- среднепалеозойского возраста карбонатных и эвапоритовых , 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]
Влияние на доисторическую жизнь
[ редактировать ]
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 масштабным событием, например, падением астероида . Одна из выдвинутых гипотез заключается в том, что вулканизм спровоцировал рост Methanosarcina , микроба, который затем выбросил большое количество метана в атмосферу Земли. [13] Земли в конечном итоге изменяя углеродный цикл на основе таких наблюдений, как значительное увеличение резервуаров неорганического углерода в морской среде. [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 по δ 18 Измерения 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, за очень редкими исключениями в районе Пангеи , которая сегодня является штатом Юта . 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 леса с преобладанием хвойных пород возникли только в конце спата, а первые угли в этих широтах появились только в карнии , примерно через 15 миллионов лет после их исчезновения в конце перми. 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]
Встречаться
[ редактировать ]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] Точнее, 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 свинца в цирконе с течением времени. [23] затем был использован для точного определения возраста цирконов, найденных в сибирских траппах. Устранив изменчивость, связанную с содержанием свинца, метод датирования возраста CA-TIMS позволил урану в цирконе быть в центре внимания при связи вулканизма в Сибирских траппах, который привел к образованию большого количества магматического материала, с пермско-триасовым массовым вымиранием. [22]
Чтобы еще больше укрепить 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 для изучения вулканизма были получены и сравнены образцы горных пород 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 определения возраста по изотопу аргона 40 и изотопа аргона 39. [24] Полевой шпат и биотит использовались специально для того, чтобы сосредоточить внимание на возрасте образцов и продолжительности присутствия магмы 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 произошло в течение короткого периода времени с быстрым затвердеванием/охлаждением породы. [25] Исследования подтвердили, что образцы габбро и базальта того же временного периода пермско-триасового события из других южных регионов также соответствуют возрасту образцов в пределах Сибирских траппов. Это подтверждает предположение о связи возраста вулканических пород Сибирских траппов, а также образцов пород из других южных регионов с пермско-триасовым массовым вымиранием. [25]
Месторождения полезных ископаемых
[ редактировать ]
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] основан на большом количестве никеля и других элементов, обнаруженных в пластах горных пород, образовавшихся после вымирания. [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]
См. также
[ редактировать ]
- Список наводнений базальтовых провинций
- Деканские ловушки
- Эмэйшаньские ловушки
- Вилюйские ловушки
- Ловушка рок
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Камо, СЛ (2003). «Быстрое извержение сибирских пойменно-вулканических пород и свидетельства совпадения с границей перми и триаса и массового вымирания в 251 млн лет назад». Письма о Земле и планетологии . 214 (1–2): 75–91. Бибкод : 2003E&PSL.214...75K . дои : 10.1016/S0012-821X(03)00347-9 .
- ^ Сунь, Ядонг; Иоахимски, Виналл, Ян, Чен, Цзян, Ван, Ла (27 октября 2013 г.). «Смертельно высокие температуры в теплице раннего триаса». Наука . 338 (6105): 366–70. Бибкод : 2012Sci...338..366S . дои : 10.1126/science.1224126 . ПМИД 23087244 . S2CID 41302171 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ «Новые исследования пермского вымирания проливают свет на великое вымирание» , New York Times , 30 апреля 2012 г. Проверено 2 мая 2012 г.
- ^ Криволуцкая Н.А.; Конышев А.А.; Кузьмин Д.В.; Никогосян И.К.; Крашенинников, ИП; Гонгальский, Б.И.; Демидова С.И.; Миронов, Н.Л.; Свирская, Нью-Мексико; Федулов В.С. (01.12.2022). «Связано ли массовое вымирание в пермо-триасе с сибирскими ловушками?» . Геохимия Интернэшнл . 60 (13): 1323–1351. Бибкод : 2022GeocI..60.1323K . дои : 10.1134/S0016702922130067 . hdl : 1871.1/bf9f35ef-57e6-4acb-826f-22cad723e69d . ISSN 1556-1968 . S2CID 256946122 .
- ^ Патон, Монтана; Иванов А.В.; Фиорентини, ML; Макнотон, MJ; Мудровская И.; Резницкий Л.З.; Демонтерова Е.И. (1 сентября 2010 г.). «Позднепермские и раннетриасовые магматические импульсы в Ангаро-Тасеевской синклинали, Южно-Сибирских траппах и их возможное влияние на окружающую среду» . Российская геология и геофизика . 51 (9): 1012–1020. Бибкод : 2010РуГГ...51.1012П . дои : 10.1016/j.rgg.2010.08.009 . Проверено 12 января 2023 г.
- ^ Jump up to: а б Иванов Алексей В.; Он, Хуайю; Ян, Ликунь; Рябов Виктор В.; Шевко Артем Юрьевич; Палесский, Станислав В.; Николаева, Ирина В. (2013). «Крупная магматическая провинция Сибирских траппов: свидетельства двух паводковых базальтовых импульсов вокруг границы пермо-триаса и в среднем триасе, а также современного гранитного магматизма». Обзоры наук о Земле . 122 : 58–76. Бибкод : 2013ESRv..122...58I . doi : 10.1016/j.earscirev.2013.04.001 .
- ^ Ловушка на словаре.reference.com.
- ^ Jump up to: а б Фулджер, GR (2010). Плиты против плюмов: геологический спор . Уайли-Блэквелл. ISBN 978-1-4051-6148-0 .
- ^ Морган, В. Джейсон; Морган, Джейсон Фиппс (2007), «Скорость плит в системе отсчета горячей точки: электронное приложение» (PDF) , в Фулджере, Джиллиан Р.; Джерди, Донна М. (ред.), Плиты, шлейфы и планетарные процессы , Геологическое общество Америки, ISBN 9780813724300 , получено 25 февраля 2017 г.
- ^ фон Фрезе, RRB; Поттс, Л.В.; Уэллс, С.Б.; Лефтвич, TE; Ким, HR; Ким, JW; Голынский А.В.; Эрнандес О. и Гая-Пике ЛР (2009). «Гравитационные данные GRACE для ударного бассейна на Земле Уилкса, Антарктида» . Геохимия, геофизика, геосистемы . 10 (2): Q02014. Бибкод : 2009ГГГ....10.2014В . дои : 10.1029/2008GC002149 .
- ^ Константинов Константин М.; Баженов Михаил Леонидович; Фетисова Анна М.; Хуторской, Михаил Дмитриевич (май 2014 г.). «Палеомагнетизм трапповых интрузий, Восточная Сибирь: последствия затопления базальтовых внедрений и пермско-триасового кризиса биосферы» . Письма о Земле и планетологии . 394 : 242–253. Бибкод : 2014E&PSL.394..242K . дои : 10.1016/j.epsl.2014.03.029 .
- ^ Эрвин, Дуглас Х. (январь 1994 г.). «Пермско-триасовое вымирание». Природа . 367 (6460): 231–236. Бибкод : 1994Natur.367..231E . дои : 10.1038/367231a0 . S2CID 4328753 .
- ^ Jump up to: а б Альм, Эрик Дж.; Бойл, Эдвард А.; Цао, Чанцюнь; Фурнье, Грегори П.; Френч, Кэтрин Л.; Ротман, Дэниел Х.; Вызов, Роджер Э. (апрель 2014 г.). «Метаногенный всплеск в углеродном цикле в конце перми» . ПНАС . 111 (15): 5462–5467. Бибкод : 2014PNAS..111.5462R . дои : 10.1073/pnas.1318106111 . ПМЦ 3992638 . ПМИД 24706773 .
- ^ Элкинс-Тантон, LT (июнь 2020 г.). «Полевые данные о сжигании угля связывают сибирские ловушки возрастом 252 млн лет с глобальным изменением уровня углерода» . Геология . 10 (48): 986–991. Бибкод : 2020Geo....48..986E . дои : 10.1130/G47365.1 .
- ^ Бентон М.Дж. (2005). Когда жизнь почти умерла: величайшее массовое вымирание всех времен . Темза и Гудзон. ISBN 978-0-500-28573-2 .
- ^ Браннен, Питер (29 июля 2017 г.). «Мнение | когда жизнь на Земле почти вымерла» . Нью-Йорк Таймс .
- ^ Jump up to: а б с Беккер, Луанн; Пореда, Роберт Дж.; Хант, Эндрю Г.; Банч, Теодор Э.; Рампино, Майкл (23 февраля 2001 г.). «Импактное событие на границе перми и триаса: данные внеземных благородных газов в фуллеренах». Наука . 291 (5508): 1530–1533. Бибкод : 2001Sci...291.1530B . дои : 10.1126/science.1057243 . ПМИД 11222855 . S2CID 45230096 .
- ^ Jump up to: а б с Бентон, Майкл Дж.; Чен, Чжун-Цян (май 2012 г.). «Время и характер биотического восстановления после массового вымирания в конце перми». Природа Геонауки . 5 (6): 375–383. Бибкод : 2012NatGe...5..375C . дои : 10.1038/ngeo1475 . S2CID 55342040 .
- ^ Сунь, Ядонг; Иоахимски, Майкл М.; Виналл, Пол Б.; Ян, Чунбо; Чен, Яньлун; Цзян, Хайшуй; Ван, Лина; Лай, Сюлун (19 октября 2012 г.). «Смертельно высокие температуры в теплице раннего триаса». Наука . 338 (6105): 366–370. Бибкод : 2012Sci...338..366S . дои : 10.1126/science.1224126 . ПМИД 23087244 . S2CID 41302171 .
- ^ «Мог ли сибирский вулканизм стать причиной крупнейшего вымирания на Земле?» , Эврикалерт! , 9 января 2012 г. Проверено 12 января 2012 г.
- ^ Сунь, Ядонг; Иоахимски, Виналл, Ян, Чен, Цзян, Ван, Ла (27 октября 2013 г.). «Смертельно высокие температуры в теплице раннего триаса». Наука . 338 (6105): 366–70. Бибкод : 2012Sci...338..366S . дои : 10.1126/science.1224126 . ПМИД 23087244 . S2CID 41302171 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б с д Берджесс, Сет Д.; Боуринг, Сэмюэл А. (28 августа 2015 г.). «Высокоточная геохронология подтверждает масштабный магматизм до, во время и после самого серьезного вымирания Земли» . Наука о Земле . 1 (7): e1500470. Бибкод : 2015SciA....1E0470B . дои : 10.1126/sciadv.1500470 . ПМЦ 4643808 . ПМИД 26601239 .
- ^ Маттинсон, Джеймс М. (июль 2005 г.). «Метод химической абразивной обработки циркона U-Pb («CA-TIMS»): комбинированный отжиг и многоэтапный анализ частичного растворения для повышения точности и достоверности определения возраста циркона». Химическая геология . 220 (1–2): 47–66. Бибкод : 2005ЧГео.220...47М . doi : 10.1016/j.chemgeo.2005.03.011 .
- ^ Jump up to: а б с д Аллен, МБ; и др. (январь 2009 г.). «Время и масштабы извержения крупной магматической провинции Сибирских траппов: последствия экологического кризиса конца перми» . Письма о Земле и планетологии . 277 (1–2): 9–20. Бибкод : 2009E&PSL.277....9R . дои : 10.1016/j.epsl.2008.09.030 . hdl : 2381/4204 .
- ^ Jump up to: а б Басу, Арканзас; Ренне, PR (июль 1991 г.). «Быстрое извержение трапповых базальтов Сибирских траппов на пермо-триасовом рубеже». Наука . 253 (5016): 176–179. Бибкод : 1991Sci...253..176R . дои : 10.1126/science.253.5016.176 . ПМИД 17779134 . S2CID 6374682 .
- ^ Ryabov, V. V.; Shevko, A. Ya.; Gora, M. P. (2014). Trap Magmatism and Ore Formation in the Siberian Noril'sk Region (Volume 1: Trap Petrology) . Springer Netherlands. ISBN 978-94-007-5021-0 .
- ^ Барнс, Стивен; Мунгалл, Эмма; Мангалл, Джеймс; Ле Вайан, Марго (февраль 2017 г.). «Роль дегазации месторождений Норильского никеля в пермо-триасовом массовом вымирании» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 114 (10): 2485–2490. Бибкод : 2017PNAS..114.2485L . дои : 10.1073/pnas.1611086114 . ПМЦ 5347598 . ПМИД 28223492 .
- ^ Боуринг, ЮАР; Мюрхед, доктор медицинских наук; Берджесс, SD (июль 2017 г.). «Начальный импульс сибирских трапповых порогов как триггер массового вымирания в конце перми» . Природные коммуникации . 8 (1): 1–6. Бибкод : 2017NatCo...8....1B . дои : 10.1038/s41467-016-0009-6 . ПМЦ 5431875 . ПМИД 28232747 .
