Översvämningsbasalter: gigantiska basaltflöden, orsaker och effekter
Utforska översvämningsbasalter: gigantiska basaltflöden, deras orsaker (mantelplym, rifting, hotspot) och miljögeologiska effekter genom jordens historia.
En översvämningsbasalt är resultatet av ett gigantiskt vulkanutbrott eller en serie av utbrott som täcker stora landområden eller havsbottnar med basaltlava.
Översvämningsbasalter har i förhistorien täckt områden som är lika stora som en kontinent och skapat stora platåer och bergskedjor. Flodbasalter har haft utbrott vid olika tidpunkter under jordens historia. De är ett tydligt bevis på att jorden har perioder av högre aktivitet snarare än att den befinner sig i ett enhetligt stabilt tillstånd.
En förklaring till översvämningsbasalter är att de orsakas av en kombination av kontinental rifting och tillhörande smältning. Sedan producerar en mantelplym stora mängder basaltisk magma. Dessa har en låg viskositet, vilket är anledningen till att de "översvämmas" snarare än bildar högre vulkaner.
Översvämningsbasalter uppstår på 100-400 km djup i asthenosfären. För att få en partiell avsmältning som är lika stor som i fällorna och som sprider ut enorma mängder lava krävs en stor värmetillförsel. En sådan smältning kan ske nära en hotspot, vilket resulterar i en blandning av magma från hotspotens djup med ytlig magma som produceras av en mantelplym.
Vad kännetecknar översvämningsbasalter?
Storleksordning och volym: Översvämningsbasalter bildar mycket stora och sammanhängande lavaplatåer som kan omfatta hundratusentals till miljontals kvadratkilometer och innehålla lava i volymer upp till miljontals kubikkilometer. Flödena kan staplas i hundratals till tusentals individuella flödeslager och ge upphov till formationer som är flera kilometer tjocka.
Emissionssätt: Utbrotten sker ofta längs långa sprickor (fissurer) och inte från en enstaka konformad vulkan. Magman är typiskt basaltisk och lågviskös, vilket gör att den kan sprida sig långt och bilda vidsträckta lager snarare än höga vulkankoner.
Struktur och utseende: Ytligt kan flöden visa typiska basaltiska strukturer som pāhoehoe- och ʻaʻā-ytor, kolonnjär sprickbildning (kolonnbasalt) och horisontellt lagrade flöden. Geokemiskt uppvisar de ofta tecken på djupa mantelkällor blandade med smältor framkallade av rifting.
Orsaker och mekanismer
- Kontinental rifting: När en kontinent börjar spricka upp sänks trycket i manteln, vilket kan leda till utsträckt partiell smältning av mantelmaterial.
- Mantelplymer / hotspots: En varm mantelplym kan tillföra extra värme och smältning, särskilt om plymen når basen av den kontinentala litosfären eller interagerar med riftsystem.
- Interaktion mellan källor: Kombinationen av rift-driven avsänkning och en uppåtstigande plym ger ofta stora smältmängder som kan generera snabbt och omfattande basaltflöde.
Påverkan på klimat och liv
Stora översvämningsbasaltutbrott kan ha omfattande miljöeffekter eftersom de frigör stora mängder gaser (särskilt CO2 och SO2) samt partiklar och flygaska till atmosfären. Korttidsverkningar kan inkludera global nedkylning (på grund av svavelhaltiga aerosoler) medan långsiktiga ökningar av växthusgaser kan ge uppvärmning. Sådana förändringar har kopplats till stora biologiska kriser i jordens historia — flera massutdöenden sammanfaller i tid med stora Large Igneous Provinces (LIP), där översvämningsbasalter ingår.
Andra effekter inkluderar utsläpp av halogener och tungmetaller, störningar i havscirkulationen, ökad näringstillförsel till haven (som kan bidra till syrebrist och algblomning) samt regionala till globalt märkbara klimatförskjutningar.
Kända exempel
- Siberian Traps — en av de största kända översvämningsbasalterna, associerad med slutet av perm och ett av de största massutdöendena.
- Deccan Traps — omfattande basaltflöden i Indien, bildade nära slutet av kritaperioden och förenade i diskussioner om samband med dinosauriernas utdöende.
- Columbia River Basalt Province — ett tydligt exempel i nordvästra USA med omfattande flöden under sen paleogen.
- Paraná–Etendeka och Karoo–Ferrar — andra stora LIP med betydande paleogeografisk och klimatpåverkan.
Studier och dateringsmetoder
Geologer använder radiometrisk datering (t.ex. Ar–Ar, U–Pb), paleomagnetism och geokemiska signaturer för att bestämma åldrar, eruptiva hastigheter och magmaursprung. Kombinationen av fältskissering, geofysik och laboratorieanalyser hjälper till att rekonstruera hur och hur snabbt dessa massiva händelser inträffade.
Betydelse idag
Översvämningsbasalter är viktiga i förståelsen av jordens termiska och kemiska utveckling, kontinentaldrift och massutdöenden. Även om liknande gigantiskt skalade händelser är sällsynta i nutid, ger de insikt i hur planetära system kan reagera på stora geologiska störningar och vilka konsekvenser sådana störningar kan ha för klimat och biosfär.
Sammanfattningsvis: Översvämningsbasalter är uttryck för extrem vulkanism – stora, lågviskösa basaltflöden som täcker stora områden. De bildas ofta i samband med rifting och mantelplymer, kan vara flera kilometer tjocka och har i flera fall haft stora klimat- och ekologiska konsekvenser.
Flera översvämningsbasaltströmmar i Columbia River Basalt Group. Fotografiet visar den trappformiga karaktären hos dessa formationer, som kallas för traps. Den övre basalten är Roza-medlemmen, medan den nedre kanjonen exponerar basalt från Frenchmen Springs-medlemmen.
En klippa i Paraná Magmatic Province, Brasilien. Delar av ett enormt lavaflöde för 128 till 138 miljoner år sedan. Delar av denna händelse kan ses i Etendeka-fällorna i Namibia och Angola. Dessa områden berördes av Pangaea
Lavaplatser
En lavaplateau är en platt, bred yta (platå) som bildas när lava kommer upp ur marken och sprids ut mycket snabbt. Lagren av lava kan byggas upp med tiden för att bilda en lavaplateau. Här är de allmänna egenskaperna hos lavaplattor:
- De är mycket stora områden av basaltisk lava med en skiktad struktur.
- Lava gör platån större och högre för varje utbrott.
- De tenderar att vara platta.
- Utbrott på mellanoceana ryggar skapar stora slätter på havsbotten.
- Lavan på dessa platåer är tunn och rinnande.
- Det kan ta miljontals år att bilda dessa platåer.
- Med tiden kan ett antal sprickutbrott i samma område bygga upp en hög platå.
Exempel
Emeishanfallen i sydvästra Kina, runt Sichuanprovinsen, Deccanfallen i centrala Indien, de sibiriska fallen och Columbia River-plattan i västra Nordamerika är fyra stora områden som täcks av förhistorisk översvämningsbasalt. De två största översvämningsbasalterna under historisk tid har inträffat i Eldgjá och Lakagigar, båda på Island. Den största och bäst bevarade kontinentala översvämningsbasaltterrängen på jorden är en del av Mackenzie Large Igneous Province i Kanada. Marierna på månen är ytterligare, ännu mer omfattande, översvämningsbasalter. Översvämningsbasalter på havsbotten ger upphov till oceaniska platåer.
Den yta som täcks av ett utbrott kan variera från cirka 200 000 km² (Karoo) till 1 500 000 km² (Siberian Traps). Tjockleken kan variera från 2 000 meter (Deccan Traps) till 12 000 meter (Lake Superior). Dessa är mindre än de ursprungliga volymerna på grund av erosion.
Ett annat exempel på en lavaplatta är Giant's Causeway i grevskapet Antrim i Nordirland. Den var ursprungligen en del av en stor vulkanisk platå som kallas Thulean Plateau.
Frågor och svar
F: Vad är en översvämningsbasalt?
S: En översvämningsbasalt är resultatet av ett gigantiskt vulkanutbrott eller en serie av utbrott som täcker stora landområden eller havsbottnar med basaltlava.
F: Hur stora områden kan översvämningsbasalter täcka?
S: Översvämningsbasalter har i förhistorien täckt områden som är lika stora som en hel kontinent och skapat stora platåer och bergskedjor.
F: Vad orsakar översvämningsbasalter?
Svar: Översvämningsbasalter orsakas av en kombination av kontinental rifting och dess tillhörande smältning, tillsammans med en mantelplym som producerar stora mängder basaltisk magma.
Fråga: Varifrån kommer översvämningsbasalter?
S: Flodbasalter börjar på mellan 100 och 400 km djup, i asthenosfären.
F: Vad krävs för att partiell smältning ska kunna ske i så stor skala?
Svar: Det krävs en stor värmetillförsel för att partiell smältning ska kunna ske i en så stor skala som i fällorna, där enorma mängder lava sprids ut.
F: Varifrån kommer denna värmetillförsel?
S: Värmetillförseln kommer från närheten av en hotspot, vilket resulterar i en blandning av magma från hotspotens djup med ytlig magma som produceras av en mantelplym.
F: Hur vet vi att jorden har perioder med högre aktivitet snarare än att den befinner sig i ett jämnt stabilt tillstånd?
S: Vi vet att jorden har perioder av högre aktivitet snarare än att den befinner sig i ett jämnt stabilt tillstånd eftersom översvämningsbasalter har haft utbrott vid olika tidpunkter under jordens historia - de är ett tydligt bevis för detta faktum.
Sök