Сибирски капани — масивна магмена провинция и причина за пермското измиране
Сибирските капани представляват голям регион от вулканични скали, известен като голяма магмена провинция, в руския регион Сибир. Големите изригвания, които са образували капаните, са едно от най-големите известни вулканични събития през последните 500 милиона години от историята на Земята. Те са продължили един милион години и са обхванали границата между перм и триас, преди около 251–250 милиона години. По същото време се е случило и пермско-триаското измиране, при което се смята, че са загинали около 90 % от съществуващите по това време видове. Изригването на Сибирските капани е възможна причина за това "голямо измиране".
Произход, разпространение и обем
Терминът "капани" произлиза от шведската дума за стълби (trappa или понякога trapp) и се отнася до стъпаловидните хълмове, които оформят пейзажа на региона и са типични за заливните базалти. Днес добре изложените вулканични тъкани на Сибирските капани заемат площ от порядъка на около 1–2 милиона km², като някои оценки предполагат, че първоначалната площ на излива е могла да бъде значително по-голяма (до няколко милиона km²). Общият вулканичен обем се оценява на порядъка на милиони km³ (оценки варират, често посочвани са диапазони 1–4 милиона km³).
Характеристики на изригванията
- Изливите включват огромни потоци базалтова лава, но също така има и по-кислородни (силициеви) изригвания, пепелни слоеве и множество сиили и интрузии.
- Вулканизмът не е бил един непрекъснат поток, а се е случвал на епизоди — интензивни фази на изливане, разделени с по-тихи периоди. Основната активност вероятно е протекла в рамките на десетки хиляди до стотици хиляди години, въпреки че геоложката следа покрива ~1 милион години.
- Магмените интрузии (сивки и сиили) са достигнали и са обхванали значителни области, включително въгленосни и карбонатни седименти, което има важни последствия за отделянето на парникови газове.
Как Сибирските капани са могли да предизвикат пермското измиране
Най-широко приетият механизъм свързва масивния вулканизъм със серия от екологични и климатични промени, които засягат както сушата, така и моретата:
- Изхвърляне на парникови газове: при продължителни изливи и при контакта на магма със седиментите се освобождават големи количества CO2 и вероятно CH4, което води до глобално затопляне.
- Сярни емисии и киселинен дъжд: отделянето на SO2 може временно да охлажда климата, но също така да предизвика киселинни дъждове, които увреждат сухоземни екосистеми и морски организми.
- Океанска деоксигенация и аноксични условия: топенето на ледове и климатичните промени могат да променят циркулацията на океаните, довеждайки до ниски нива на разтворен кислород и масово умиране на морски организми.
- Контактна метаморфоза на органични отлагания: проникването на магма в въгленосни и карбонатни пластове може да е генерирало допълнителни количества CO2, CH4 и други токсични газове.
- Краткосрочни и дългосрочни ефекти: първоначалните пепелни и сярни емисии могат да причинят краткотрайно охлаждане, следвано от продължително затопляне поради нарастващите концентрации на парникови газове.
Доказателства и изследвания
- В геоложките слоеве от периода около перм‑триас се наблюдават аномалии в изотопите на въглерода (δ13C), което показва рязка промяна в глобалния въглероден цикъл.
- Намерени са повишени нива на живак (Hg) и други елементни аномалии, съвпадащи по възраст с активността на капаните — интерпретирани като маркери за големи вулканични емисии.
- Стратиграфските анализи показват корелация между фази на вулканична активност в Сибир и биологични кризи в морските фосили.
- Геохимични и петроложки изследвания показват наличието на големи сиили и контактни интрузии в седиментите, богати на органични вещества, което подкрепя идеята за вулканично генерирани газове чрез топлинна дегазация на седиментите.
Алтернативни и допълващи фактори
Въпреки че масивният вулканизъм на Сибирските капани е водещият кандидат за причинител на пермското масово измиране, изследователите разглеждат и други възможни допринасящи фактори: промени в морското равнище, климатични цикли, широкомащабни екосистемни промени и дори хипотезирани удари от космически тела (за които също няма единодушно доказателство). Повечето съвременни оценки склоняват към заключение, че вулканичните емисии са основен, но не непременно единствен фактор.
Геоложко и икономическо значение днес
Сибирските капани са важен геоложки обект за разбирането на екологията и климата в дълбока геоложка миналост. Те също така са свързани с богати минерални залежи — например големите никелови и сулфидни находища в района на Норилск са резултат от магматичните процеси.
Заключение
Сибирските капани са един от най-големите вулканични провали в историята на Земята и играят ключова роля в обясненията за най-голямото масово измиране преди ~251–250 милиона години. Макар че не всички подробности са напълно изяснени и дебатите продължават, мнозинството данни подкрепят идеята, че интензивната и продължителна вулканична активност е предизвикала сериозни климатични и океански промени, довели до масово изчезване на видове.
Обхватът на сибирските капани. (Карта на немски език)
Географски обхват
Огромни количества базалтова лава са покрили голяма част от първобитния Сибир по време на базалтово наводнение. Днес покритата площ е около 2 млн. km² - приблизително колкото площта на Западна Европа, а оценките за първоначалното покритие достигат до 7 млн. km². Първоначалният обем на лавата се оценява на 1 до 4 млн. km³.
Произход
Източникът на базалта от Сибирските капани вероятно е мантийният плум в основата на земната кора, който е изригнал през Сибирския кратон (най-старата част на Сибирската континентална плоча). Анализът на хелиевите изотопи от базалтите показва, че произходът им е от плум. Научният дебат продължава. Съществува противоречива теория на малцинството, която твърди, че капаните са причинени от удар на голям астероид.
Въздействие върху праисторическия живот
Това масивно изригване обхваща границата между перм и триас преди около 250 милиона години и е широко цитирано като причина за пермско-триаското измиране. Това измиране, наричано още Голямото измиране, засяга целия живот на Земята и се смята, че е унищожило 90 % от видовете, живели по това време. Животът на сушата се възстановява за 30 милиона години от нарушенията на околната среда, причинени от изригването на Сибирските капани.
Един от обектите на световното наследство, платото Путорана, е съставен от сибирски капани
Сибирски капани и никел
Смята се, че Сибирските капани са изригвали чрез многобройни извори в продължение на един милион години или повече, вероятно източно и южно от Норилск в Сибир. Гигантското находище на никел-мед и паладий в Норилск се е образувало в рамките на магмените потоци в основните сибирски трапове. Наличието на обширни туфови и пирокластични отлагания предполага, че по време на или преди изригването на базалтовите лави са се случили редица големи експлозивни изригвания. Наличието на силициеви вулканични скали, като риолит, също е показателно за експлозивни изригвания.
Въпроси и отговори
В: Къде се намират сибирските хъскита?
О: Сибирските хъскита се намират в руския регион Сибир.
В: Какъв вид вулканична скала образуват сибирските капани?
О: Сибирските капани образуват голям регион от вулканични скали, известен като голяма магмена провинция.
В: Колко дълго са продължили изригванията, които са образували Сибирските капани?
О: Изригванията, които са образували Сибирските капани, са продължили един милион години.
В: Кога са се случили изригванията, които са образували Сибирските капани?
О: Изригванията, които са образували Сибирските капани, са обхванали границата между перм и триас, преди около 251-250 милиона години.
В: Какво се е случвало по същото време, когато са се образували изригванията, които са формирали Сибирските капани?
О: Пермско-триаското измиране се е случило по същото време като изригванията, образували Сибирските капани.
В: Колко вида се смята, че са загинали в резултат на пермско-триаското измиране?
О: Смята се, че в резултат на пермско-триаското измиране са загинали 90 % от съществуващите по това време видове.
В: Защо хълмовете, които оформят пейзажа на региона, се наричат "капани"?
О: Терминът "капани" произлиза от шведската дума за стълби, като се отнася за стъпаловидните хълмове, формиращи ландшафта на региона, което е типично за заливните базалти.
