Impact-induced volcanism?

Continental flood basalts with ≥106 km3 is largest outpourings of basaltic magma are known and recent studies that the erupt is sudden, short-lived event, where the entire volume of lava are erupted in series of huge flow over a period of several thousand thousand to perhaps of hundred million year.最近の研究では,その爆発は数十万年~数百万年の期間に,一連の巨大フローとして発生することが示唆されている。 しかし、Rampino and Stothers (1988)がまとめたK-Arや他の年代データは、過去250Maの大量絶滅と大陸性洪水底質噴火の時期との間に相関があることを示している。

現在、より信頼性の高い40Ar/39ArとU-Pb年代決定が洪水玄武岩エピソードについて利用可能であり、初期の年代を支持し、相関を改善した(Courtillot et al, 1986; Baksi, 1988; Baksi and Farrar, 1990; Dunning and Hodych, 1990; Renne and Basu, 1991; Sebai et al., 1991; Campbell et al., 1992; Heiman et al. 例えば、インドのデカン洪水玄武岩(65.5 ± 2.5 Ma)(Vandamme et al, 1991)は白亜紀末の大量絶滅と大物衝突の時期(64.5 ± 0.1 Ma)と非常に近い時期に噴出し、シベリア洪水玄武岩(248 ± 2.3 Ma)はペルム紀末境界粘土(251 ± 3 Ma)に相関している(Campbell et al, 1992)。

表II. 大陸性洪水の塩基配列と大量絶滅の時期

65.5 ± 2.5*

の場合

の場合

大陸性洪水 塩基配列 (Ma) 絶滅境界線
Columbia River 16.2 ± 1* 下部・中部中新世 14 ± 3
エチオピア 36.9 ± 0.9* 始新世/漸新世Ir, mt/t,q 36 ± 1
North Atlantic 60.5* end-Danian stage boundaryIr, mt 60.0* Edn.5
Deccan Cretaceous/TertiaryIr, mt/t,q 65 + 1
Madagascar 94.5 ± 1.2 Cenomanian/TuronianIr 92 ± 1
Rajmahal 117 ± 1* Aptian/Albian 110 ± 3
Serra Geral 133 + 1* Jurassic/Cretaceous 137 ± 7
南極 176 ± 1* バヨシャン/バソニアン 173 ± 3
カルー 190 ± 5 Pliensbachian 193 ± 3
Newark 201 ± 1* end-…トリアシックスクIr 211 ± 8
Siberian 248 ± 4* Permian/TriassicIr, q? 251 ± 4

アスタリスクは最近の40Ar/39Ar年代を示します。 いくつかの境界では、衝撃石英(q)、マイクロテクタイト/テクタイト(mt/t)、イリジウム(Ir)(本文参照)などの大物衝突の層序学的証拠が見られる。

インドでの層序学的研究は、デカン噴火を古生物学的に定義された K/T 境界付近に置き、噴火は約 25 万年だけ続いたかもしれない(Courtillot 他, 1986)。 インドの K/T 境界における有孔虫の変化とデカン溶岩の最新の直接研究(Jaiprakash et al, 1993)は、最初の流出が境界における動物相の変化の始まりに噴出したこと、最初のトラペアンには正規の K/T 境界より約 35 万年上まで始まる有孔虫帯があるが最古の第三紀の帯は欠けていること、最後の流出は境界の約 50 万年後に起こったようだということなどが示唆されている。 Jaiprakashら(1993)は、この研究の層序解像度の範囲内で、すべての白亜紀の浮遊性有孔虫は、最初のフローによって示されるK/T遷移区間の前または範囲内で絶滅したと記録した。

直径100km以上のクレーターを形成するほど大きな衝突、洪水-玄武岩噴火と絶滅は、数千万年に一度の一次地質イベントであるらしい。 少なくとも過去250Maに渡ってこれらの主要なイベントが時間的に密接に関連していることは、これらのイベントの関連性を示唆し(Rampino and Stothers, 1988)、最近の統計的検定では> 98% の統計的有意性が示されている(Stothers, 1993)。

直径10kmの小惑星や彗星の衝突は、リヒターマグニチュード約12の地震を起こすと推定され、衝突地点から数千km離れた場所で大きな振幅の地上波が発生し、リソスフィアと上部マントルを深く破壊して乱す可能性があります。 Rampino (1987)は、巨大衝突地点やその近傍で、リソスフェアの破壊と上部マントルの圧力解放融解により洪水性玄武岩噴火を誘発するメカニズムの可能性を指摘した。 計算では、大規模衝突(直径10km以上の衝突体)は、上部マントルの減圧融解を引き起こすのに十分な深さの初期過渡的空洞を掘削し、その結果、岩相を貫通した深い衝突誘発割れ目に沿って洪水性玄武岩火山が生じる可能性を示唆している。

ホワイトとマッケンジー(1988)は、大量の玄武岩質メルトが、提案されたマントルプルームヘッド上の推定ホットスポットのうねりの直径2000kmの領域に主に存在すると推測されるような、異常に暖かいマントル(マッケンジーとビックル、1988)の減圧溶融によってのみ生成できることを示した理論研究を指摘して、衝撃-火山モデルに対する異議を唱えました。 したがって、彼らは、洪水-玄武岩火山を引き起こすためには、衝撃がこれらの領域を優先的に襲う必要があると推論したが、彼らはその可能性は非常に低いと考えている。 しかし、計算の結果、推定される40〜100個の現在のホットスポットに関連する直径2000kmのホットスポットのうねりは、地球のかなりの部分(50±25%)をカバーし、異常に暖かいマントルに衝突する可能性が驚くほど高いことがわかったので、大きな小惑星または彗星の衝突は、現在のところかなり推測的とみなさざるを得ないが、洪水性海盆火山とおそらくホットスポット発生の開始または誘発に十分責任があるかもしれないという結論が出た(Rampino and Stothers, 1988)。 さらに、火山活動は、大きな衝突地点の対極にある岩石圏の破壊によって誘発されるかもしれず、デカン噴火とシベリア噴火は、それぞれチクシュルブ衝突地点とフォークランド衝突地点の復元された対極の近くにあったのかもしれない(Rampino and Caldeira, 1992)。

地震波トモグラフィーの証拠から、現在、地球の上部マントルの約50%は暖かい(おそらく広いマントル上昇流、マントル内の加熱、または以前の大陸岩石圏による上部マントルの断熱による)ことが示唆されている(Anderson et al, 1992)、大きな衝撃が大きな減圧融解を引き起こすような温度条件を提供している。

衝撃に関連した火山活動の可能性の例は、地球の初期の歴史に見られる。例えば、南アフリカの Vredefort Dome と Bushveld Complex は、約20億年前にできた大きな衝撃盆地(直径約400 km)として解釈されている(Elston と Twist, 1990)。 ブッシュフェルト内では、苦鉄質岩は盆地中央部の隆起の周辺にリング状のコンプレックスを形成している(コンプレックスの中央部には層状苦鉄質岩は存在しないようである)。 Elston and Twist (1990)は、これらを衝撃構造に関連した深いリングフラクチャによって引き起こされたマントルメルトと解釈した。

カナダのマッケンジー火成現象は、大陸で最も広範囲な苦鉄質マグマ活動のエピソードの1つである。 この苦鉄質岩は、Coppermine River と Ekalulia 洪水玄武岩(>14万km3)、Muskox 層状貫入、および Coronation Gulf からカナダ北西部を横切って 2,400 km 以上にわたって放射状に広がる壮大な Mackenzie dyke swarm から構成されている。 Muskox 層貫入と Mackenzie 堤防は、微量のジルコンまたはバデライト (ZrO2) を用いた U-Pb 法により、それぞれ 1270 ± 4 と 1267 ± 2 Ma BP の年代を持つ (LeCheminant と Heaman, 1989)。 同時期の洪水玄武岩は 500 km を超える大きな円形地形の南部に分布し、その外周の一部はコロネーション湾の輪郭をなしている。 Sears and Alt (1992) は最近、このような原生代の苦鉄質マグマと層状貫入物が衝突を示唆することを提案した。 急速に噴出した洪水玄武岩、花崗岩(溶融地殻岩)に覆われた層状貫入、放射状ダイクと大きな円形構造の関連は、このマグマが原生代中期の大きな衝突で生じた可能性を支持している(D. Hyndman, personal communication)。 しかし、これらの示唆的な関係にもかかわらず、地質学的なコンセンサスは、Melosh (1989) による「今日まで、衝撃が火山活動を誘発する確たる証拠はない」

という最近の声明によって最もよく要約されている。

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