Emeishanfällorna: Permisk basaltprovins i Sichuan och massutdöende

Emeishanfällorna — Permisk basaltprovins i Sichuan: geologi, vulkanismens roll i massutdöenden och aktuell forskning om kopplingen mellan basaltutbrott och livets kriser.

Emeishanfallen är en vulkanisk översvämningsbasaltprovins i sydvästra Kina, runt Sichuanprovinsen. Många typer av magmatiska bergarter kan hittas där. Detta är känt som en stor magmatisk provins inom geologin. Andra namn på fällorna är bland annat Permian Emeishan Large Igneous Province och andra varianter. Fällorna är den trappstegsliknande bergarten som består av många lager basalt, som lagts ner av successiva utbrott av magma.

De utbrott som ledde till de Emeshiska fällorna började för cirka 260 miljoner år sedan. Fällorna är mycket mindre än de sibiriska fällorna, som uppstod kort därefter, för cirka 251 miljoner år sedan. Trots detta var de Emeshiska fällorna tillräckligt stora för att ha en inverkan på den tidens ekologi och paleontologi. De är en del av massutdöendet mot slutet av permperioden.

Emeishanfällorna är en del av den vetenskapliga debatten om orsakerna till massutrotningar. Utdöendet i slutet av Guadalupien inträffade nästan samtidigt som Emeshian Traps bildades. Detta stöder argumentet att vulkanism är den viktigaste drivkraften bakom massutdöenden. En annan teori som har föreslagits för att förklara massutdöenden är att meteor- eller kometnedslag orsakade dem. I detta sammanhang är hypotesen att nedslagshändelser orsakar basaltutbrott, som de som skapade Emeshian Traps. Denna hypotes har inte brett stöd.

Geografisk utbredning och ålder

Emeishanfällorna ligger i sydvästra Kina och är särskilt knutna till Sichuanregionen, men spår av provinsen finns även i angränsande områden såsom delar av Chongqing, Yunnan och Guizhou. Åldersbestämningar med moderna geokronologiska metoder (till exempel U–Pb på zirkon och Ar–Ar på angränsande mineral) placerar huvuddelen av utbrotten i mitten av perm, omkring 260 miljoner år sedan (Capitanian/Guadalupian). Många studier visar att den mesta lavaserien lades ner under en geologiskt kort tidsrymd — troligen under någon miljon år eller mindre — vilket ger provinsen karaktären av ett snabbförlopp av stora vulkaniska händelser.

Byggnad och bergarter

• Stratigrafi: Fällorna består av tjocka, staplade basaltflöden som bildar det karakteristiska "trappsteg"-landskapet. I vissa områden uppnår total tjocklek flera hundra meter till över en kilometer.
• Bergartsvariation: Dominerande är tholeiitisk basalt och mer magnesiumrika varianter (picriter), men provinsen innehåller också intrusiva motsvarigheter såsom gabbroer, sills och diker samt lokala pyroklastiska och mer felsiska enheter i samband med utbrotten.
• Strukturer: Flöden kan visa kolonnjontning, flodkanal-liknande strukturer och andra ytformer som speglar snabba utströmningar av basaltisk lava.

Volym, omfattning och jämförelse

Som en stor magmatisk provins (LIP) är Emeishan betydande, men mindre än vissa mer kända LIP:er som de sibiriska fällorna. Exakta siffror för utsträckning och volym varierar mellan uppskattningar beroende på hur man definierar provinsens gränser och vilka underliggande täcksediment som räknas med. Generellt betraktas Emeishan som tillräckligt omfattande för att ha kunnat frigöra stora mängder gaser och partiklar till atmosfären under en relativt kort tidsperiod.

Koppling till massutdöendet i slutet av Guadalupien

Tidsmässigt korrelerar de största utbrotten i Emeishanfällorna med ett globalt biologiskt krismoment i mitten av perm — ofta benämnt det capitaniska eller Guadalupiska utdöendet. Denna samtidighet är en av anledningarna till att Emeishan har undersökts som en möjlig drivkraft bakom en våg av artförluster. Föreslagna mekanismer inkluderar:

• Utsläpp av stora mängder koldioxid (CO2) som leder till global uppvärmning och förändrad klimatsituation.
• Utsläpp av svaveldioxid (SO2) som kan orsaka syreregn och kortvarig klimatkyla, samt påverka fotosyntetiska organismer i hav och på land.
• Påverkan på havskemi: syrebrist (anoxi) i marina miljöer, försurning och förändrade näringscykler som skadar marina ekosystem.
• Geokemiska signaler i sediment (till exempel negativa koldioxidisotop-skift och kvicksilver-anomalier) som ofta tolkas som tecken på omfattande vulkanisk aktivitet och miljöstress.

Trots denna starka korrelation pågår fortfarande debatt om orsak och verkan: frågan är inte enbart om Emeishan bidrog, utan i vilken grad gasutsläpp, havsströmningar, vegetationsförändringar och andra faktorer samverkade för att skapa de observerade biodiversitetsförlusterna.

Alternativa hypoteser och vetenskaplig debatt

Utöver vulkanism har forskare föreslagit andra förklaringar, exempelvis meteor- eller kometnedslag. Vissa hypoteser pekar på att ett nedslag skulle kunna utlösa eller förstärka vulkanism, men för Emeishan finns i dag inget enhetligt accepterat bevis för ett samtidigt globalt nedslag som huvudorsak. I praktiken ligger forskningen nu ofta i att förena flera typer av data — stratigrafi, geokemi, paleontologi och geokronologi — för att bedöma hur mycket av utdöendet som kan förklaras av LIP-vulkanism jämfört med andra faktorer.

Betydelse för modern forskning

Emeishanfällorna är viktiga för geologi och paleontologi eftersom de erbjuder ett relativt välbevarat och daterbart exempel på en LIP som sammanfaller med ett globalt biologiskt krismoment. Studier av Emeishan har bidragit till bättre förståelse av:

• Hur stora magmatiska händelser utvecklas över korta geologiska tider.
• Vilka typer av gaser och isotopiska signaturer som kan kopplas till snabba miljöförändringar.
• Hur marina och terrestra ekosystem reagerar på snabba klimat- och havskemiska förändringar.

Sammanfattning

Emeishanfallen är en betydande översvämningsbasaltprovins i sydvästra Kina som bildades för cirka 260 miljoner år sedan. Dess utbrott skedde på relativt kort tid och frigjorde stora mängder magma och gaser. Eftersom dessa händelser inträffade nära i tiden med ett känt biodiversitetsfall i perm, spelar Emeishan en central roll i diskussionen om vulkanismens roll vid massutdöenden. Den vetenskapliga bilden är dock komplex och forskningen fortsätter för att bättre kvantifiera samband och mekanismer.

Frågor och svar

F: Vad är Emeishan-fällorna?

F: Hur stor är Emeshian Traps i jämförelse med andra stora magmatiska provinser?

F: Vilken inverkan hade de emeshiska fällorna på ekologi och paleontologi?

F: Vilken teori har föreslagits för att förklara massutdöenden?

F: När började de utbrott som ledde till bildandet av Emeishanfällorna?

F: Hur hänger vulkanism och massutdöenden ihop?

Sök med bokstav