Норильский супервулкан Как произошло крупнейшее массовое вымирание на Земле
Фото: Дмитрий Назаров / Flickr
В западной части Среднесибирского плоскогорья южнее полуострова Таймыр располагается плато Путорана — огромная территория, превосходящая по площади Великобританию. Часть ее занимает одноименный заповедник, включенный ЮНЕСКО в список памятников Всемирного наследия человечества. Плато, где располагается географический центр России и самый высокий водопад Евразии, известно своей уникальной природой и красивейшими пейзажами. Заповедник стал местом паломничества туристов, которых не пугает суровый климат региона. Сегодня на плато спокойно. Однако так было не всегда: примерно 250 миллионов лет назад его формирование спровоцировало начало крупнейшего в истории Земли массового вымирания. О происхождении плато Путорана — точнее, Сибирской траппной провинции, крупнейшей подобной территории на планете — и посвященных этому исследованиях рассказывает «Лента.ру».
Примерно четверть миллиарда лет назад Сибирь как часть Евразии вместе с остальными пятью современными материками входила в состав древнего суперконтинента Пангея. Именно тогда, 252 миллиона лет назад, началось формирование плато Путорана — магматической трапповой провинции. Свое название термин получил от шведского trappa — лестница, по характерной форме, которую принимают магматические (впоследствии — только базальтовые) породы, оказавшиеся на поверхности планеты после разрушения осадочных. Типичные процессы того периода происходили в окрестностях современного Норильска: обильные взрывы на поверхности, сопровождающиеся выбросом в окружающее пространство огромных объемов углекислого газа и изливаниями мантийных пород.
Затем примерно на 100-200 тысяч лет вулканизм затухает, после чего наступает пик явления: произошло извержение, вероятно, одного из крупнейших на Земле за последние сотни миллионов лет супервулкана. В атмосферу было вынесено огромное количество углерода — по оценкам ученых, примерно столько же, сколько содержалось до этого в газовой оболочке и океанах планеты. Это не могло пройти бесследно для жизни земных обитателей: примерно 95 процентов всех организмов погибли. Произошло крупнейшее из пяти массовых вымираний. Особенно пострадали жители океана, воды которого подверглись чудовищному закислению.
Плато Путорана
Фото: Serguei Fomine / Globallookpress.com
Примечательно, что пермское вымирание произошло за ничтожно малый по геологическим масштабам временной промежуток — около миллиона лет или даже менее. Этого оказалось слишком мало, чтобы жизнь на планете успела адаптироваться. Если бы вулканизм растянулся во времени, возможно, живые существа смогли бы адаптироваться к катастрофическим изменениям, пусть и с потерей видового разнообразия.
Трапповый магматизм за все время его активности привел к тому, что из мантийного слоя планеты в ее литосферу было вынесено, по разным оценкам, до пяти миллионов кубических километров породы, до четырех — непосредственно на поверхность. Наиболее сильные очаги вулканизма действовали на территории современного плато Путорана, а туфы, магматическая горная порода, продукт извержения вулкана, распространились по еще большей территории, чем собственно плато, — свыше двух миллионов квадратных километров, что сравнимо с площадью Гренландии, крупнейшего острова планеты. Эта площадка сегодня ограничивает пределы Сибирской трапповой провинции.
В настоящее время геофизики знают, какие процессы в недрах планеты сформировали крупнейшую в мире трапповую провинцию. Посвященное этому обширное исследование опубликовала группа немецких, российских и французских ученых еще в 2011 году в журнале Nature. Как и другие подобные провинции, Сибирские траппы сформировались мантийными плюмами — поднимающимися от внешнего жидкого ядра Земли потоками горячей материи. Литосферная плита, перемещаясь по мантии, прожигается подобными плюмами, — на планете такие процессы особенно активны под Гавайскими островами.
Плато Путорана (снимок НАСА)
Фото: Public Domain / Wikimedia
Плюм формирует непосредственно под литосферой огромный пузырь, который приподнимает поверхность земли, в районе современного Норильска — примерно на два километра. Однако следов этого процесса ученые не обнаружили, поэтому предложили необычный, на первый взгляд, способ обойти это затруднение, который объясняет и большую долю углекислого газа, оказавшегося в атмосфере планеты. Разгадка заключалась в происхождении материи, сформировавшей разогретый плюм.
Выяснилось, что она образована не только континентальной, а на примерно 20 процентов океанической корой. В результате субдукции (погружения одной коры под другую) часть океанической плиты попала в мантию — как раз там, где находился плюм. Получается, что мантийному плюму пришлось поднимать сперва фрагменты океанической плиты, а затем — континентальной. По этой причине территории оказались поднятыми не на двухкилометровую высоту, а всего на 200 метров. Как раз в это время и начались первые магматические излияния на современном плато Путорана.
Между тем материя находящегося под этой территорией плюма продолжала плавиться. Температуры внутри него достигли 1,6 тысячи градусов Цельсия. Такие экстремальные условия привели к тому, что за 100-200 тысяч лет участок континентальной коры под современным плато был прожжен — произошло извержение как минимум одного супервулкана. В океанической коре, которая плавится намного быстрее континентальной, содержится достаточно углерода, чтобы спровоцировать его выброс в атмосферу и массовое вымирание живых существ. Трапповый магматизм продолжался около миллиона лет и полностью изменил облик планеты.
Плато Путорана
Фото: Ольга Чумаченко / Wikimedia
Источником углерода в атмосфере могла стать не расплавленная океанская кора, а уголь. Не исключен сценарий, согласно которому именно выгорание этого древнего полезного ископаемого спровоцировало масштабное поступление углерода в атмосферу. Вопрос, какой именно углерод — из океанской коры или угля — привел к массовому пермскому вымиранию, исследование ученых оставляет открытым. Для выяснения этих фактов авторы предлагают провести подробный геохронологический анализ минералов с плато Путорана. Сделать это еще предстоит.