Flood Basalt

Vulcanismo induzido pelo impacto?

Basaltos de inundação continental com volumes de ≥106 km3 são as maiores efusões conhecidas de magma basáltica e estudos recentes sugerem que as erupções são eventos súbitos e de curta duração, onde todo o volume de lava é erupcionado em uma série de enormes fluxos ao longo de um período de algumas centenas de milhares a talvez um par de milhões de anos. Embora a convergência de evidências sugira que alguns (e possivelmente todos) eventos significativos de extinção estão correlacionados com impactos extraterrestres, o K-Ar e outros dados de idade compilados por Rampino e Stothers (1988) mostraram uma correlação entre as extinções em massa e os tempos das erupções continentais de inundação-basalto nos últimos 250 Ma.

Estudos estratigráficos na Índia agora colocam as erupções Deccan perto do limite K/T paleontologicamente definido e as erupções poderiam ter durado apenas ∼250,000 anos (Courtillot et al., 1986). O estudo directo mais recente das lavas Deccan em relação às mudanças foraminíferas na fronteira K/T na Índia (Jaiprakash et al., 1993) sugere que os primeiros fluxos foram erupcionados no início das mudanças faunísticas na fronteira; os primeiros intertrap europeus contêm zonas foraminíferas que começam até ∼350,000 anos acima da fronteira K/T canónica, enquanto a primeira zona terciária parece estar em falta; e os últimos fluxos parecem ter ocorrido cerca de 500,000 anos após a fronteira. Jaiprakash et al. (1993) registram que, dentro da resolução estratigráfica do estudo, todos os foraminíferos planctônicos cretáceos foram extintos antes ou dentro do intervalo de transição K/T marcado pelos primeiros fluxos.

Impactos suficientemente grandes para formar crateras ≥100 km de diâmetro, erupções e extinções de inundação-basalto, são eventos geológicos de primeira ordem que aparentemente ocorrem uma vez a cada poucas dezenas de milhões de anos. A associação próxima recorrente no tempo desses grandes eventos durante pelo menos os últimos 250 Ma sugere que eles estão relacionados (Rampino e Stothers, 1988) e testes estatísticos recentes da correlação exibem uma significância estatística de > 98% (Stothers, 1993).

Impactos de asteróides ou cometas de 10 km de diâmetro são estimados para produzir terremotos de magnitude Richter de ∼12, com ondas terrestres de grande amplitude a milhares de quilômetros do local do impacto que poderiam fraturar profundamente e perturbar a litosfera e o manto superior. Rampino (1987) apontou um possível mecanismo de indução de erupções de inundação-basalto em locais de grande impacto, ou próximo a eles, através da fratura da litosfera e do derretimento da pressão no manto superior. Cálculos sugerem que grandes impactos (impactores de ≥10 km de diâmetro) poderiam escavar cavidades transitórias iniciais suficientemente profundas para resultar em derretimento descompressivo no manto superior, com consequente vulcanismo de inundação-basalto ao longo de fraturas profundas induzidas por impacto que penetraram na litosfera.

White e McKenzie (1988) levantaram objeções ao modelo de vulcanismo de impacto, apontando para estudos teóricos que sugeriam que grandes volumes de derretimento basáltico só poderiam ser produzidos pelo derretimento descompressivo de manto anormalmente quente (McKenzie e Bickle, 1988), tal como foi inferido existir principalmente nas regiões de 2.000 km de diâmetro de hotspots inferidos sobre as cabeças de pluma do manto proposto. Portanto, eles inferiram, impactos teriam que atingir preferencialmente essas áreas a fim de desencadear o vulcanismo de inundação-basalto, o que eles consideraram muito improvável. Contudo, os cálculos mostraram que os 2,000-km de diâmetro dos hotspots relacionados com os estimados 40 a ∼100, os hotspots actuais cobririam uma porção significativa da Terra (50 ± 25%), tornando o impacto num manto anormalmente quente surpreendentemente provável e concluiu-se assim que os impactos de grandes asteróides ou cometas poderiam ser responsáveis pelo início ou desencadeamento do vulcanismo de inundação-basalto e talvez surtos de hotspots, embora isto deva ser considerado bastante especulativo no presente (Rampino e Stothers, 1988). Além disso, o vulcanismo pode ser induzido pela fractura litosférica nos antípodas dos grandes locais de impacto e as erupções Deccan e Siberian podem ter estado perto dos antípodas reconstruídos dos locais de impacto de Chicxulub e Falkland propostos, respectivamente (Rampino e Caldeira, 1992).

Evidências tomográficas sísmicas sugerem agora que o ∼50% do manto superior global é quente (possivelmente a partir de grandes mantéis em upwellings, aquecimento interior, ou através do isolamento do manto superior pela antiga litosfera continental) (Anderson et al, 1992), proporcionando condições de temperatura sob as quais grandes impactos poderiam levar a um significativo derretimento descompressivo. Em um modelo de hotspot induzido por impacto, a atividade contínua pode ser o resultado de uma combinação de aquecimento por impacto e perturbação duradoura das geotermas do manto.

Exemplos de possível vulcanismo relacionado ao impacto podem ser encontrados na história anterior da Terra, por exemplo, na Cúpula Vredefort e no Complexo Bushveld da África do Sul, que foram interpretados como grandes bacias de impacto (∼400 km de diâmetro) criadas há cerca de 2 bilhões de anos (Elston e Twist, 1990). Dentro do Bushveld, rochas mafiosas ocorrem em complexos de anéis sobrepostos ao redor da elevação central da bacia (as rochas mafiosas em camadas estão aparentemente ausentes da parte central do complexo). Elston e Twist (1990) interpretam estes como derretimentos de manto induzidos pela fratura profunda do anel relacionada à estrutura do impacto.

Os eventos ígneos Mackenzie no Canadá representam um dos episódios mais difundidos de magmatismo mafioso nos continentes. As rochas mafiosas consistem no rio Coppermine e nos basaltos de inundação Ekalulia (>140.000 km3), a intrusão em camadas Muskox e o espectacular enxame de diques Mackenzie que irradia do Golfo de Coronação através do noroeste do Canadá a uma distância de mais de 2.400 km. A intrusão Muskox e os diques Mackenzie foram datados pelo método U-Pb usando quantidades vestigiais de zircônio ou baddeleyite (ZrO2) com idades de 1270 ± 4 e 1267 ± 2 Ma BP, respectivamente (LeCheminant e Heaman, 1989). Os basaltos de inundação contemporâneos ocorrem na parte sul de uma grande circular com mais de 500 km de extensão, uma porção do seu perímetro delineando o próprio Golfo de Coronação. Sears e Alt (1992) propuseram recentemente que tal magmatismo mafioso proterozóico e intrusões em camadas são indicativos de impacto. A associação de basaltos de inundação em rápida erupção, uma intrusão em camadas limitada pela granofilia (rochas de crosta derretida?) e diques irradiantes, com uma grande estrutura circular apoia a ideia de que o magmatismo pode ter sido gerado por um grande impacto no Proterozóico Médio (D. Hyndman, comunicação pessoal). Contudo, apesar destas relações sugestivas, o consenso geológico é melhor resumido pela recente declaração de Melosh (1989) de que, “até à data, não há provas firmes de que os impactos possam induzir o vulcanismo”