Норильский супервулкан

Как произошло крупнейшее массовое вымирание на Земле

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.

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.

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.

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.