Basalto de inundación

Determinaciones de edad 40Ar/39Ar y U-Pb más fiables que están ahora disponibles para los episodios de basalto de inundación apoyan la datación inicial y mejoran la correlación (Courtillot et al., 1986; Baksi, 1988; Baksi y Farrar, 1990; Dunning y Hodych, 1990; Renne y Basu, 1991; Sebai et al., 1991; Campbell et al., 1992; Heiman et al., 1992; Renne et al., 1992; Ebinger et al., 1993; Storevedt et al., 1992), como se muestra en la Tabla II. Por ejemplo, los Basaltos de Inundación del Decán de la India (65,5 ± 2,5 Ma) (Vandamme et al, 1991) entraron en erupción muy cerca del momento de la extinción masiva de finales del Cretácico y del impacto de grandes cuerpos (64,5 ±0,1 Ma) y los Basaltos de Inundación de Siberia (248 ± 2,3 Ma) se correlacionan con las arcillas del límite de finales del Pérmico (251 ± 3 Ma) (Campbell et al., 1992).

Los estudios estratigráficos en la India sitúan ahora las erupciones del Decán cerca del límite K/T definido paleontológicamente y las erupciones podrían haber durado sólo ∼250.000 años (Courtillot et al., 1986). El estudio directo más reciente de las lavas del Decán en relación con los cambios foraminíferos en el límite K/T en la India (Jaiprakash et al., 1993) sugiere que los primeros flujos entraron en erupción al comienzo de los cambios faunísticos en el límite; los primeros intertrópicos contienen zonas foraminíferas que comienzan hasta ∼350.000 años por encima del límite K/T canónico, mientras que la zona más temprana del Terciario parece faltar; y los últimos flujos parecen haber ocurrido unos 500.000 años después del límite. Jaiprakash et al. (1993) registran que, dentro de la resolución estratigráfica del estudio, todos los foraminíferos planctónicos del Cretácico se extinguieron antes o dentro del intervalo de transición K/T marcado por los primeros flujos.

Los impactos lo suficientemente grandes como para formar cráteres de ≥100 km de diámetro, las erupciones de inundación-basalto y las extinciones, son eventos geológicos de primer orden que aparentemente ocurren una vez cada pocas decenas de millones de años. La estrecha asociación recurrente en el tiempo de estos grandes acontecimientos durante al menos los últimos 250 Ma sugiere que están relacionados (Rampino y Stothers, 1988) y recientes pruebas estadísticas de la correlación muestran una significación estadística del > 98% (Stothers, 1993).

Se estima que los impactos de asteroides o cometas de 10 km de diámetro producen terremotos de magnitud Richter de ∼12, con ondas terrestres de gran amplitud a miles de kilómetros del lugar del impacto que podrían fracturar y perturbar profundamente la litosfera y el manto superior. Rampino (1987) señaló un posible mecanismo de inducción de erupciones de basalto de inundación en o cerca de los lugares de los grandes impactos a través de la fracturación litosférica y la fusión por liberación de presión en el manto superior. Los cálculos sugieren que los grandes impactos (impactores de ≥10 km de diámetro) podrían excavar cavidades transitorias iniciales lo suficientemente profundas como para dar lugar a la fusión por descompresión en el manto superior, con el consiguiente volcanismo de basalto de inundación a lo largo de las fracturas profundas inducidas por el impacto que penetraron en la litosfera.

White y McKenzie (1988) plantearon objeciones al modelo de impacto-volcanismo, señalando estudios teóricos que sugerían que grandes volúmenes de fundido basáltico sólo podían producirse mediante la fusión por descompresión de un manto anómalamente caliente (McKenzie y Bickle, 1988), como el que se dedujo que existía principalmente en las regiones de 2.000 km de diámetro de los hotspots inferidos sobre las cabezas de pluma del manto propuestas. Por lo tanto, dedujeron que los impactos tendrían que golpear preferentemente estas áreas para desencadenar el volcanismo de inundación-basalto, lo que consideraron muy improbable. Sin embargo, los cálculos mostraron que los oleajes de puntos calientes de 2.000 km de diámetro relacionados con los 40 a ∼100 puntos calientes actuales estimados cubrirían una porción significativa de la Tierra (50 ± 25%), haciendo que el impacto en un manto anómalamente cálido fuera sorprendentemente probable y, por lo tanto, se concluyó que los impactos de grandes asteroides o cometas bien podrían ser responsables del inicio o el desencadenamiento del volcanismo de inundación-basalto y quizás de los brotes de puntos calientes, aunque esto debe considerarse bastante especulativo en la actualidad (Rampino y Stothers, 1988). Además, el vulcanismo podría ser inducido por la fracturación litosférica en las antípodas de los grandes lugares de impacto y las erupciones del Decán y de Siberia podrían haber estado cerca de las antípodas reconstruidas de los lugares de impacto de Chicxulub y de las Malvinas propuestas, respectivamente (Rampino y Caldeira, 1992).

Las pruebas tomográficas sísmicas sugieren ahora que ∼50% del manto superior global es cálido (posiblemente debido a amplios afloramientos del manto, al calentamiento dentro del manto o al aislamiento del manto superior por la antigua litosfera continental) (Anderson et al., 1992), proporcionando las condiciones de temperatura bajo las cuales los grandes impactos podrían conducir a una importante fusión por descompresión. En un modelo de punto caliente inducido por impacto, la actividad continuada podría ser el resultado de una combinación de calentamiento por impacto y perturbación duradera de los geotermos del manto.

Se pueden encontrar ejemplos de posible vulcanismo relacionado con impactos en la historia anterior de la Tierra, por ejemplo en el Domo de Vredefort y el Complejo Bushveld de Sudáfrica, que se han interpretado como grandes cuencas de impacto (∼400 km de diámetro) creadas hace unos 2.000 millones de años (Elston y Twist, 1990). Dentro del Bushveld, las rocas máficas se presentan en complejos anulares superpuestos alrededor del levantamiento central de la cuenca (las rocas máficas estratificadas están aparentemente ausentes de la parte central del complejo). Elston y Twist (1990) interpretan que se trata de fundidos del manto inducidos por la fracturación anular profunda relacionada con la estructura de impacto.

Los eventos ígneos del Mackenzie en Canadá representan uno de los episodios más extendidos de magmatismo máfico en los continentes. Las rocas máficas consisten en los basaltos de inundación Coppermine River y Ekalulia (>140.000 km3), la intrusión estratificada Muskox y el espectacular enjambre de diques del Mackenzie que irradia desde el Golfo de Coronación a través del noroeste de Canadá hasta una distancia de más de 2.400 km. La intrusión de Muskox y los diques del Mackenzie han sido datados por el método U-Pb utilizando trazas de circón o baddeleyita (ZrO2) con edades de 1270 ± 4 y 1267 ± 2 Ma BP, respectivamente (LeCheminant y Heaman, 1989). Los basaltos de inundación contemporáneos se encuentran en la parte sur de un gran rasgo circular de más de 500 km de diámetro, una parte de su perímetro delinea el propio Golfo de Coronación. Sears y Alt (1992) propusieron recientemente que este magmatismo máfico proterozoico y las intrusiones en capas son indicativos de impacto. La asociación de basaltos de inundación de rápida erupción, una intrusión estratificada cubierta por granófilo (¿rocas de la corteza fundidas?) y diques radiantes, con una gran estructura circular apoya la idea de que el magmatismo puede haber sido generado por un gran impacto en el Proterozoico Medio (D. Hyndman, comunicación personal). Sin embargo, a pesar de estas sugestivas relaciones, el consenso geológico se resume mejor en la reciente afirmación de Melosh (1989) de que, «hasta la fecha, no hay pruebas firmes de que los impactos puedan inducir el vulcanismo»

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