Flood Basalt

Impact-induced vcanism?

A ≥106 km3 térfogatú kontinentális árvízi bazaltok a bazaltos magma legnagyobb ismert kiáramlásai, és a legújabb vizsgálatok szerint a kitörések hirtelen, rövid életű események, ahol a láva teljes mennyisége néhány százezertől talán néhány millió évig tartó időszak alatt hatalmas áramlások sorozatában tör ki. Bár a bizonyítékok egybeesése arra utal, hogy néhány (és talán az összes) jelentős kihalási esemény összefügg a földönkívüli becsapódásokkal, a Rampino és Stothers (1988) által összeállított K-Ar és egyéb koradatok összefüggést mutattak a tömeges kihalások és a kontinentális árvízi-bazaltkitörések ideje között az elmúlt 250 Ma során.

Az indiai sztratigráfiai vizsgálatok ma már a paleontológiailag meghatározott K/T határ közelébe helyezik a Dekkán kitöréseket, és a kitörések csak ∼250.000 évig tarthattak (Courtillot et al., 1986). A Dekkán-láváknak a K/T-határ foraminiferális változásaival való kapcsolatának legfrissebb közvetlen vizsgálata Indiában (Jaiprakash et al., 1993) azt sugallja, hogy az első áramlások a határon bekövetkezett faunaváltozások kezdetén törtek ki; az első intertrappeánok olyan foraminiferális zónákat tartalmaznak, amelyek ∼350 000 évvel a kanonikus K/T-határ felett kezdődnek, míg a legkorábbi tercier zóna hiányozni látszik; és az utolsó áramlások úgy tűnik, hogy körülbelül 500 000 évvel a határ után következtek be. Jaiprakash et al. (1993) feljegyzik, hogy a vizsgálat sztratigráfiai felbontásán belül az összes kréta planktonikus foraminifera kihalt az első áramlások által jelzett K/T átmeneti intervallum előtt vagy azon belül.

A ≥100 km átmérőjű kráterek kialakulásához elég nagy méretű becsapódások, árvízi-bazaltkitörések és kihalások első rendű geológiai események, amelyek nyilvánvalóan néhány tízmillió évente egyszer fordulnak elő. Ezeknek a nagy eseményeknek az ismétlődő szoros időbeli kapcsolata legalább az elmúlt 250 Ma alatt azt sugallja, hogy összefüggnek egymással (Rampino és Stothers, 1988), és az összefüggés legújabb statisztikai tesztjei > 98%-os statisztikai szignifikanciát mutatnak (Stothers, 1993).

A becslések szerint a 10 km átmérőjű aszteroidák vagy üstökösök becsapódásai ∼12 Richter-magnitúdójú földrengéseket okoznak, amelyek nagy amplitúdójú földhullámokkal járnak több ezer kilométerre a becsapódás helyétől, és amelyek mélyen megrepeszthetik és megzavarhatják a litoszférát és a felső köpenyt. Rampino (1987) rámutatott egy lehetséges mechanizmusra, amely a nagy becsapódások helyszínein vagy azok közelében a litoszféra törése és a felső köpenyben a nyomást felszabadító olvadás révén árvízi-bazaltkitöréseket idézhet elő. Számítások szerint a nagy becsapódások (≥10 km átmérőjű becsapódások) elég mély kezdeti átmeneti üregeket áshatnak ki ahhoz, hogy dekompressziós olvadást eredményezzenek a felső köpenyben, és ezt követően a litoszférába behatoló, mély, becsapódás okozta törések mentén árvízi-bazaltvulkanizmus alakuljon ki.

White és McKenzie (1988) kifogást emelt a becsapódás-vulkanizmus modelljével szemben, rámutatva azokra az elméleti tanulmányokra, amelyek szerint nagy mennyiségű bazaltos olvadék csak anomálisan meleg köpeny dekompressziós olvadásával jöhet létre (McKenzie és Bickle, 1988), mint amilyen a feltételezések szerint elsősorban a javasolt köpenyfúvókafejek feletti feltételezett hotspot-duzzanatok 2000 km átmérőjű régióiban van. Ezért arra következtettek, hogy a becsapódásoknak előnyben kellene részesíteniük ezeket a területeket ahhoz, hogy özönvíz-bazalt vulkanizmust váltsanak ki, amit nagyon valószínűtlennek tartottak. A számítások azonban azt mutatták, hogy a becsült 40 és ∼100 közötti jelenlegi forró foltokhoz kapcsolódó 2000 km átmérőjű forró foltok a Föld jelentős részét (50 ± 25%) fednék le, ami meglepően valószínűvé teszi az anomálisan meleg köpenybe való becsapódást, és így arra a következtetésre jutottak, hogy a nagy aszteroidák vagy üstökösök becsapódása lehet a felelős az árvíz-bazaltvulkanizmus és talán a forró foltok kitörésének megindulásáért vagy kiváltásáért, bár ezt jelenleg meglehetősen spekulatívnak kell tekinteni (Rampino és Stothers, 1988). Ezenkívül a vulkanizmust a nagy becsapódási helyek antipodáinál a litoszféra törése is kiválthatta, és a Dekkán és a Szibéria kitörései a Chicxulub és a javasolt Falkland becsapódási helyek rekonstruált antipodáinak közelében lehettek (Rampino és Caldeira, 1992).

A szeizmikus tomográfiai bizonyítékok ma már arra utalnak, hogy a globális felső köpeny ∼50%-a meleg (valószínűleg széles köpenyfeláramlásokból, köpenyen belüli felmelegedésből, vagy a felső köpenynek a korábbi kontinentális litoszféra általi szigetelése révén) (Anderson et al, 1992), ami olyan hőmérsékleti feltételeket biztosít, amelyek mellett a nagy becsapódások jelentős dekompressziós olvadáshoz vezethetnek. Egy becsapódás okozta hotspot modellben a folyamatos aktivitás a becsapódás okozta felmelegedés és a köpeny geotermájának hosszan tartó perturbációja kombinációjának eredménye lehet.

A Föld korábbi történetében találhatunk példákat a becsapódással kapcsolatos lehetséges vulkanizmusra, például a dél-afrikai Vredefort Dome és Bushveld komplexumban, amelyeket úgy értelmeztek, mint nagy becsapódási medencéket (∼400 km átmérőjű), amelyek körülbelül 2 milliárd évvel ezelőtt jöttek létre (Elston és Twist, 1990). A Bushveldben a mafikus kőzetek egymást átfedő gyűrűkomplexumokban fordulnak elő a medence központi kiemelkedése körül (a réteges mafikus kőzetek nyilvánvalóan hiányoznak a komplexum központi részéből). Elston és Twist (1990) ezeket a becsapódási szerkezethez kapcsolódó mély gyűrűs törések által indukált köpenyolvadékokként értelmezi.

A kanadai Mackenzie vulkáni események a kontinensek mafikus magmatizmusának egyik legelterjedtebb epizódját képviselik. A mafikus kőzetek a Coppermine River és az Ekalulia árvízi bazaltokból (>140 000 km3 ), a Muskox réteges intrúzióból és a látványos Mackenzie gócrajból állnak, amely a Coronation-öböltől Kanada északnyugati részén több mint 2400 km távolságra sugárzik. A Muskox intrúziót és a Mackenzie-gátakat az U-Pb módszerrel keltezték cirkon vagy baddeleyit (ZrO2) nyomainak felhasználásával, 1270 ± 4 és 1267 ± 2 Ma BP korúakkal (LeCheminant és Heaman, 1989). A korabeli árvízi bazaltok egy nagy, több mint 500 km átmérőjű, kör alakú vonulat déli részén fordulnak elő, amelynek kerületének egy része magát a Koronázó-öblöt körvonalazza. Sears és Alt (1992) nemrégiben azt javasolta, hogy az ilyen proterozoikum mafikus magmatizmus és réteges intrúziók becsapódásra utalnak. A gyorsan kitörő árvízi bazaltok, a réteges intrúzió, amelyet granofir (olvadt kéreg kőzetek?) és sugárirányú gátak fednek, valamint egy nagy kör alakú szerkezet társulása alátámasztja azt az elképzelést, hogy a magmatizmust egy nagy becsapódás hozhatta létre a középső proterozoikumban (D. Hyndman, személyes közlés). Azonban ezen utaló összefüggések ellenére a geológiai konszenzust legjobban Melosh (1989) közelmúltbeli kijelentése foglalja össze, miszerint “a mai napig nincs szilárd bizonyíték arra, hogy a becsapódások vulkanizmust idézhetnek elő.”

.