Laakiobasaltit

Wikipedia
Ohjattu sivulta Laakiopurkaus
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Laakiobasaltit ovat valtavien laavapurkausten jäänteitä, jotka peittävät alleen hyvin suuria alueita sekä mantereilla että valtamerten pohjissa.

Columbia-joen rapautuneita laakiobasaltteja, Moses Coulee, Washington, Yhdysvallat.

Laakiobasalttimuodostumat lasketaan kuuluviksi suuriin magmaprovinsseihin (engl. LIP, large igneous province): niiden kattama pinta-ala on vähintään 100 000 km2 ja suurin osa kivisulien tilavuudesta on purkautunut maapallon pinnalle alle viidessä miljoonassa vuodessa[1], joka on geologisesti varsin lyhyt aika. Suurimmat laakiobasalttimuodostumat ovat alkuperäiseltä tilavuudeltaan jopa useita miljoonia kuutiokilometrejä[2].

Laakiobasalttien jäänteitä tunnetaan jo yli kahden miljardin vuoden takaa arkeeiselta ajalta[1] ja nuorimmat laakiobasalttimuodostumat löytyvät Yhdysvalloista (Columbia-joen laakiobasaltit, ikä n. 6–17 milj. vuotta[3]). Varsinaisia laakiobasaltteja ei tunneta purkautuneen historiallisella ajalla: Islannin rakopurkaukset (esim. Laki vuosina 1783–1784) ovat purkausmekanismiltaan samankaltaisia, mutta tilavuudeltaan ja purkaustiheydeltään verrattaen pienempiä.

Laakiobasalttien purkautumisella on ollut suuri vaikutus elämän ja ilmaston kehitykseen läpi maapallon historian, mutta niille ei ole olemassa yksittäistä hyväksyttyä syntymallia: laakiobasalttipurkausten on arveltu liittyvän mm. jättiläismantereen eristämän vaipan yläosan kuumenemiseen[4], impakteihin[5] sekä vaipan pluumeihin[2]. Muutamia suuria laakiobasalttipurkauksia on seurannut mannerlaatan repeäminen ja uuden valtameren muodostuminen.

Laakiobasaltit ja joukkosukupuutot[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Monia suuria laakiobasalttipurkaksia on esitetty useiden esihistoriallisten maa- ja merieliöstöjen joukkosukupuuttojen aiheuttajiksi. Laakiobasalttien kanssa samanikäisistä sedimenttikivistä on löydetty fossiililajiston harventumisen lisäksi todisteita myös eloperäisen hiilen määrän vaihteluista, ilmastonmuutoksista sekä merien hapenpuutteesta[6][7][8]. Näiden muutosten aiheuttajiksi on epäilty laakiobasalttipurkausten suurissa määrin ilmakehään vapauttamia kasvihuone- ja muita myrkyllisiä kaasuja[6][7][9].

Tunnetuimmat joukkosukupuuttoihin yhdistetyistä purkauksista ovat Siperian laakiobasalttipurkaukset, jotka olivat osallisena permi-triaskauden joukkosukupuutossa n. 250 milj. vuotta sitten[10]. Emeishan-laakiobasalttipurkaukset nykyisen Kiinan alueella n. 260 milj. vuotta sitten aiheuttivat mahdollisesti hieman aiemmin permikaudella tapahtuneen Guadalupe-epookin joukkosukupuuton[11].

Muita merkittäviä joukkosukupuuttoihin yhdistettyjä laakiobasaltteja ovat mm. (1) Keski-Atlantin laakiobasaltit (Triaskauden lopun joukkosukupuutto n. 200 milj. vuotta sitten), joiden purkautumista seurasi Atlantin valtameren avautuminen ja joiden jäänteitä löytyy neljältä eri mantereelta (Pohjois- ja Etelä-Amerikka, Eurooppa ja Afrikka), (2) Karoo-Ferrarin laakiobasaltit eteläisessä Afrikassa ja Etelämantereella (jurakauden Toarcian-joukkosukupuutto n. 180 milj. vuotta sitten), (3) Deccan-laakiobasaltit Intiassa (liitukauden lopun joukkosukupuutto n. 66 milj. vuotta sitten; sukupuuton pääsyyllinen kuitenkin todennäköisesti Jukatanin niemimaan asteroiditörmäys) sekä (4) Pohjois-Atlantin laakiobasaltit Britteinsaarilla ja Grönlannissa (paleoseenin lopun joukkosukupuutto n. 55 milj. vuotta sitten).

Siperian laakiobasalttipurkaukset permikaudella[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Fanerotsooisen eonin suurimmat mantereiset laakiobasaltit purkautuivat Siperiassa n. 251-249 milj. vuotta sitten. Purkauskeskukset sijaitsivat nykyisen Keski-Siperian tasangolla suurten Ob- ja Lenajokien välissä, maantieteellisen keskuksen sijaitessa noin 500 kilometriä Norilskin kaupungista etelään. Laavavirrat kattoivat kooltaan Euroopan pinta-alaa vastaavan alueen, n. 50°–75° pohjoista leveyttä ja 60°–120° itäistä pituutta, ja kivisulan kokonaistilavuuden on arveltu olleen kahdesta viiteen miljoonaan kuutiokilometriä[12], joka vastaa n. 100–200-kertaisesti Itämeren vesitilavuutta. Aktiiviseen vaiheeseen liittyi myös pyroklastisia räjähdyspurkauksia, jotka levittivät vulkaanista tuhkaa vielä laavavirtojakin laajemmalle alueelle. Aikojen saatossa vulkaaniset kerrostumat ovat rapautuneet ja kuluneet pois ja alkuperäisistä muodostumista on jäljellä enää vain noin kolmasosa (2 milj. km2 alueella).

Samaan ajanjaksoon ajoittuu myös monisoluisen elämän historian suurin joukkosukupuutto, jossa yli 90% merieläinlajeista ja yli 70% maaeläinlajeista hävisi maapallolta permikauden lopulla[13]. Siperian laakiobasalttien oliviinikiteiden sisältämissä sulasulkeumissa on havaittu epätavallisen korkeita rikki-, kloori- ja fluoripitoisuuksia[9]. Näiden alkuaineiden rikastumisen suliin on arveltu johtuneen siitä, että laakiobasalttien kantasulat tunkeutuivat myöhäis-proterotsooisiin/kambrikautisiin Tunguskan rikkipitoisiin sedimenttikiviin, joita löydetään laakiobasalttien alapuolelta niitä vanhemmista kerrostumista. Ilmakehään vapautunut hiilidioksidi lämmitti ilmastoa, rikkiyhdisteet muodostivat maaperän köyhdyttäneitä happosateita ja halogeeniyhdisteet ohensivat otsonikerrosta altistaen organismit Auringon ultraviolettisäteilylle[10]. Ilmaston voimakas lämpeneminen on voinut myös vapauttaa metaania syvänmeren metaanihydraattikerrostumista, joka olisi entisestään kiihdyttänyt kasvihuoneilmiötä[14].

Todennäköisimpänä selitysmallina Siperian laakiobasalttipurkauksille pidetään yleisesti epätavallisen kuumaa vaipan nousuvirtausta eli pluumia[15]. Myös maapallon kivikehän romahtamista[16] ja kosmista impaktia[5] on ehdotettu purkausten käynnistäjäksi, joskaan vakuuttavasti todennettua törmäyskraatteria tältä aikakaudelta ei tunneta. Jos impakti tapahtui, se oli luonnollisesti osaltaan tehostamassa joukkosukupuuttoa.

Muutamia suuria laakiobasalttimuodostumia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lueteltu laakiobasalttimuodostuman nimi, nykyinen esiintymisalue, päävaiheen ikä (Ma = milj. vuotta sitten) sekä purkautuneen kivisulan tilavuusarvio[1]

Mantereiset:

  • Emeishan (eteläinen Kiina): 257–259 Ma, 0.3 milj. km3
  • Siperia (Venäjä): 249–251 Ma, 2–5 milj. km3
  • Keski-Atlantti (Portugali, Yhdysvaltojen itäosat, läntinen Afrikka, Etelä-Amerikan koillisosat): 202–200 Ma, 2–3 milj. km3
  • Karoo-Ferrar (eteläinen Afrikka, Etelämanner, Tasmania): 183–180 Ma, 2 milj. km3
  • Paraná-Etendeka (Brasilia ja Argentiina, Namibia ja Angola): 134–129 Ma, 2 milj. km3
  • Deccan (Intia): 66–65 Ma, 0.5 milj. km3
  • Pohjois-Atlantti (Grönlanti, Britteinsaaret): 62–58 ja 56–53 Ma, 2 milj. km3
  • Afro-Arabia (Etiopia): 31–29 Ma, 0.35 milj. km3
  • Columbia-joen tasanko (Yhdysvallat): 17–15 Ma, 0.2 milj. km3

Merelliset:

  • Shatskyn kohouma (Tyyni valtameri): 146–144 Ma, ~4 milj. km3
  • Ontong-Java-tasanko (Tyyni valtameri): ~120 Ma, ~60–100 milj. km3 (maapallon suurin tunnettu laakiobasalttimuodostuma)

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. a b c Bryan, S.E. & Ernst, R.E. (2008) Revised definition of large igneous provinces (LIPs). Earth-Science Reviews, 86, 175–202. http://dx.doi.org/10.1016/j.earscirev.2007.08.008
  2. a b Richards, M.A., Duncan, R.A., & Courtillot, V.E. (1989) Flood basalts and hot-spot tracks: plume heads and tails. Science, 246, 103–107. http://dx.doi.org/10.1126/science.246.4926.103
  3. USGS http://vulcan.wr.usgs.gov/Volcanoes/ColumbiaPlateau/summary_columbia_plateau.html
  4. Coltice, N., Phillips, B.R., Bertrand, H., Ricard, Y., & Rey, P. (2007) Global warming of the mantle at the origin of flood basalts over supercontinents. Geology (Boulder), 35, 391–394. http://dx.doi.org/10.1130/G23240A.1
  5. a b Jones, A.P., Price, G.D., Price, N.J., DeCarli, P.S., & Clegg, R.A. (2002) Impact induced melting and the development of large igneous provinces. Earth and Planetary Science Letters, 202, 551–561. http://dx.doi.org/10.1016/S0012-821X(02)00824-5
  6. a b Rampino, M.R. (2010) Mass extinctions of life and catastrophic flood basalt volcanism. PNAS 107, 6555-6556. http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1002478107
  7. a b Whiteside, J.H, Olsen, P.E., Eglinton, T., Brookfield, M.E. & Sambrotto, R.N. (2010) Compound-specific carbon isotopes from Earth’s largest flood basalt eruptions directly linked to the end-Triassic mass extinction. PNAS 107, 6721-6725. http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1001706107
  8. Pálfy, J. & Smith, P.L. (2000) Synchrony between Early Jurassic extinction, oceanic anoxic event, and the Karoo-Ferrar flood basalt volcanism. Geology 28, 747-750. http://geology.gsapubs.org/content/28/8/747.abstract
  9. a b Black, B.A., Elkins-Tanton, L.T., Rowe, M.C. & Peate, I.U. (2012) Magnitude and consequences of volatile release from the Siberian Traps. Earth and Planetary Science Letters, 317–318, 363–373. http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2011.12.001
  10. a b Black, B.A., Lamarque, J.-F., Shields, C.A., Elkins-Tanton, L.T. & Kiehl, J.T. (2014) Acid rain and ozone depletion from pulsed Siberian Traps magmatism. Geology 42, 67-70. http://dx.doi.org/10.1130/G34875.1
  11. Zhou, M.-F., Malpas, J., Song, X.-Y., Robinson, P.T., Sun, M., Kennedy, A.K., Lesher, C.M. & Keays, R.R. (2002) A temporal link between the Emeishan large igneous province (SW China) and the end-Guadalupian mass extinction. Earth and Planetary Science Letters 196, 113-122. http://dx.doi.org/10.1016/S0012-821X(01)00608-2
  12. Elkins-Tanton, L.T. (2011) The Siberian Large Igneous Province and the End-Permian Extinction: Coincidence and Causality. http://www.largeigneousprovinces.org/aug11
  13. Erwin, D.H. (1994) The Permo-Triassic extinction. Nature 367, 231-236. http://dx.doi.org/10.1038/367231a0
  14. Ryskin, G. (2003) Methane-driven oceanic eruptions and mass extinctions. Geology 31, 741-744. http://dx.doi.org/10.1130/G19518.1
  15. Saunders, A.D., England, R.W., Reichow, M.K. & White, R.V. (2005) A mantle plume origin for the Siberian traps: uplift and extension in the West Siberian Basin, Russia. Lithos 79, 407-424. http://dx.doi.org/10.1016/j.lithos.2004.09.010
  16. Elkins-Tanton, L.T. & Hager, B.H. (2000) Melt intrusion as a trigger for lithospheric foundering and the eruption of the Siberian flood basalts. Geophysical Research Letters, 27, 3937–3940. http://dx.doi.org/10.1029/2000GL011751

Kirjallisuutta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]