Выделение галогенов при формировании Сибирских траппов могло стать причиной массового пермского вымирания

Рис. 1. Базальтовые скалы плато Путорана, входящего в Сибирскую магматическую провинцию, образованы траппами. Фото с сайта wikiznanie.ru

Самое грандиозное массовое вымирание в истории Земли, произошедшее в конце пермского периода примерно 252 млн лет назад, совпадает по времени с невероятно мощной вулканической активностью на территории нынешней Сибири, приведшей к формированию крупнейшей трапповой провинции мира — Сибирских траппов. В том, что эти два события связаны, ученые уже практически уверены, но пока не очень ясно, в чем эта связь состоит. Сравнение состава ксенолитов в образцах пород, вынесенных на поверхность до и после этих событий, подтверждает гипотезу о том, что вулканическая активность сопровождалась выбросами гигантских объемов галогенов и других летучих соединений, которые могли нанести непоправимый ущерб атмосфере Земли и вызвать биосферную катастрофу.

В нескольких местах на Земле сохранились следы мощнейшей вулканической активности прошлого, с которой все нынешние извержения не идут ни в какое сравнение: на территориях, сравнимых по площади с целыми странами, в течение сотен тысяч или даже миллионов лет изливались огромные количества лавы. Привычных нам вулканических конусов и кратеров не было, лава проникала на поверхность через многочисленные трещины в земной коре и благодаря низкой вязкости заполняла низины и растекалась на большие расстояния. Рано или поздно такие процессы прекращались, лава застывала, а в дело вступала эрозия. Сейчас в таких местах наблюдается характерный ступенчатый рельеф (рис. 1) — траппы (от шведского trappa — «лестница»).

Сибирские траппы (рис. 2) — одна из крупнейших магматических провинций (см. Large igneous provinces и новость В крупных магматических провинциях могло быть два источника магмы, «Элементы», 18.04.2018). Они сформировались около 252 млн лет назад. Примерно в то же время произошло массовое пермское вымирание — едва ли не величайшая катастрофа в истории жизни на Земле: за очень короткое время (около 1 миллиона лет, а по некоторым оценкам — даже быстрее) вымерло приблизительно 96% видов морских животных, 70% видов наземных позвоночных и более 83% видов насекомых. Естественно предположить, что эти два события связаны между собой.

Выделение галогенов при формировании Сибирских траппов могло стать причиной массового пермского вымирания
Выделение галогенов при формировании Сибирских траппов могло стать причиной массового пермского вымирания

Рис. 2. Карта Сибирской трапповой провинции. Изображение с сайта ru.wikipedia.org

Сейчас ученые уже особо не сомневаются в этом, но пока непонятен конкретный механизм, из-за которого образование Сибирских траппов привело к таким катастрофическим последствиям для биосферы. Проблема еще и в том, что крупных магматических провинций на Земле довольно много (рис. 3), но их формирование далеко не всегда удается связать с вымираниями. Так что надо разобраться, что сделало Сибирские траппы такими «смертоносными» и что в них было такого особенного.

Выделение галогенов при формировании Сибирских траппов могло стать причиной массового пермского вымирания
Выделение галогенов при формировании Сибирских траппов могло стать причиной массового пермского вымирания

Рис. 3. Крупные магматических провинции (LIP). Оранжевым показаны щиты, розовым — платформы, бирюзовым — орогены, фиолетовым и темно-синим — крупные магматические провинции, желтым — участки растяжения земной коры, оттенками голубого — возраст океанической коры. Рисунок с сайта en.wikipedia.org

Угрозу для глобального природного равновесия в случае массовой вулканической активности обычно представляют не сами продукты излияний (лавы, туфы, пепел и т. д.), а сопровождающие ее выбросы вулканических газов, многие из которых являются токсичными для живых организмов или влияют на состав и физические свойства атмосферы. Однако для того, чтобы это влияние стало ощутимым в масштабах всей планеты, объемы этих выбросов должны быть весьма существенными. Имевшиеся ранее данные о содержаниях хлора и других галогенов, а также всего набора летучих элементов в верхней мантии, где шло формирование магматических очагов, противоречили подобному предположению. Задачей ученых было найти подтверждение факта накопления больших объемов летучих компонентов в магматическом очаге под Сибирской платформой.

Первый шаг в этом направлении был сделан в 2011 году, когда международная группа во главе с учеными из России предложила новую модель образования Сибирских траппов (см. новость Связь массовых вымираний с вулканизмом получила новое подтверждение, «Элементы», 19.09.2011). Изучая химический состав сибирских базальтов, авторы пришли к выводу о том, что в составе материнской магмы присутствовала значительная примесь переработанных пород океанической коры, погрузившейся в мантию в процессе субдукции. Океаническая кора, содержащая значительно больше летучих компонентов, чем породы мантии, а также затянутая в зону субдукции морская вода и могли стать источниками летучих компонентов в мантийном магматическом очаге. Однако рассчитывать их объемы через составы базальтов было бы некорректно, так как большая их часть в процессе вулканической активности выделялась в атмосферу, а не накапливалась в застывающей лаве. Нужен был другой подход.

Геологи под руководством Майкла Бродли (Michael W. Broadley) из Центра петрографических и геохимических исследований в Вандёвр-ле-Нанси (Франция), будучи сторонниками так называемой гипотезы мантийных плюмов — наиболее распространенного среди ученых взгляда на источник базальтовых магм трапповых провинций — в качестве объекта своего изучения выбрали мантийные ксенолиты — обломки мантийных пород, захваченные магмой и вынесенные на поверхность (рис. 4). Изучив ксенолиты перидотитов из кимберлитовых трубок Удачная (возраст 360 млн лет) и Обнаженная (250 млн лет), ученые смогли составить представление о составе глубинных слоев литосферы под территорией современной Сибири до и после извержения сибирских траппов.

Выделение галогенов при формировании Сибирских траппов могло стать причиной массового пермского вымирания

Рис. 4. Образец мантийного ксенолита, вынесенного на поверхность в результате вулканического извержения, в поляризованном свете. Фото одного из авторов обсуждаемого исследования (М. Бродли) с сайта geologypage.com

Галогены и благородные газы в мантийных ксенолитах анализировались с помощью нейтронной масс-спектрометрии. Оказалось, что образцы пород верхней мантии, относящиеся к периоду до начала массового излияния сибирских траппов, насыщены элементами из группы галогенов — хлором, бромом и йодом, а более поздние, «послетрапповые» образцы уже не содержат галогенов. Отсюда авторы делают вывод о том, что в период массового излияния сибирских траппов вместе с лавой на поверхность выбрасывалось огромное количество газообразных галогенов, что могло привести к климатическим изменениям и существенной деградации окружающей среды, в том числе — к образованию кислотных дождей, закислению океана, истощению озонового слоя, и, как следствие, к коллапсу биосферы (см. Доказана роль резкого закисления океана в массовом вымирании на рубеже пермского и триасового периодов, «Элементы», 14.04.2015). Сами по себе летучие соединения хлора, брома, йода и астата являются токсичными, а вызванное ими разрушение озонового слоя привело к тому, что поверхность планеты подверглась воздействию смертоносной космической радиации.

Первичный объем мантийного резервуара галогенов авторы рассчитывают исходя из состава ксенолитов трубки Удачная и объемов излившейся магмы. Учитывая, что на территорию современной Сибири в поздней перми менее чем за 1 млн лет излилось около 4×106 км3 базальтовой лавы, а содержание хлора, брома и йода в перидотитовых ксенолитах из трубки Удачная превышает средние содержания этих элементов в современных базальтах срединно-океанических хребтов (MORB — mid-ocean ridge basalt), образовавшихся из уже деплетированной (истощенной) верхней мантии, соответственно в 125, 675 и 100 раз, объем галогенов в позднепермском верхнемантийном резервуаре составлял 0,6–1,5×1019 кг хлора, 1,6–2,7×1017 кг брома и 0,5–1,1×1014 кг йода. Это весьма значимые количества, которые при выбросе в атмосферу вполне могли привести к серьезной перестройке глобального цикла летучих элементов.

Отвечая на вопрос о первичном источнике галогенов в магматическом очаге Сибирской трапповой провинции, ученые выдвигают следующую гипотезу. Восходящий мантийный плюм, проходя через нижние слои литосферы, ассимилировал находящиеся в них галогены, изначально имевшие как мантийное происхождение, так и попавшие туда в результате инфильтрации субдуцированной морской воды. В результате метасоматических процессов, вызванных воздействием поступавших с поверхности (в процессе субдукции) флюидов, в верхней мантии произошло ее дополнительное обогащение летучими соединениями. В результате проплавления плюмом литосферы в его состав перешло до 70% «литосферных» галогенов (по расчетам авторов статьи).

Авторы делают вывод о том, что характер взаимодействия между плюмом и литосферой, а также состав литосферы являются ключевыми факторами накопления летучих в магматических очагах крупных магматических провинций, что в свою очередь определяет, насколько критическими с точки зрения экологии будут последствия массовых извержений в их пределах. В случае с Сибирской магматической провинцией позднепермского периода сработали оба фактора: изначально подстилающая литосфера, представленная метасоматически измененной океанической корой, была обогащена летучими компонентами, которые затем были ассимилированы и выведены на поверхность восходящим мантийным плюмом.

Источник: elementy.ru

138 КОММЕНТАРИИ

  1. Hey there! I know this is kinda off topic but I
    was wondering if you knew where I could find
    a captcha plugin for my comment form? I’m using the same blog platform as yours and I’m having trouble finding one?
    Thanks a lot!

  2. 327811 430187Oh my goodness! a wonderful post dude. Thanks Nevertheless My business is experiencing issue with ur rss . Dont know why Not able to sign up for it. Possibly there is any person obtaining identical rss difficulty? Anyone who knows kindly respond. Thnkx 756570

  3. I’ve been surfing online greater than three hours today, yet I never found any attention-grabbing article like yours. It¦s beautiful worth enough for me. Personally, if all site owners and bloggers made just right content material as you did, the internet will be a lot more useful than ever before.

  4. 254200 603631I discovered your blog website website on google and appearance some of your early posts. Preserve up the wonderful operate. I just extra increase Feed to my MSN News Reader. Searching for toward reading far a lot more by you later on! 685070

  5. Amazing blog! Is your theme custom made or did you
    download it from somewhere? A theme like yours with a few simple tweeks would really make my
    blog shine. Please let me know where you got your theme.
    Bless you

  6. Great goods from you, man. I have understand your stuff
    previous to and you are just extremely great.

    I really like what you’ve acquired here, certainly like what you’re saying and the
    way in which you say it. You make it entertaining and you still care for
    to keep it smart. I can not wait to read far more from
    you. This is actually a great website.

  7. Howdy! This is kind of off topic but I need some guidance from an established blog.
    Is it tough to set up your own blog? I’m not very techincal but I can figure things out pretty
    quick. I’m thinking about making my own but I’m not sure where to begin. Do you have any ideas or
    suggestions? Thanks

  8. Thank you, I have recently been searching for information approximately this subject for a while and yours is the greatest I have
    discovered till now. But, what in regards to the bottom line?
    Are you sure in regards to the source?

  9. Greetings from Colorado! I’m bored to tears at work so I decided to check out your blog on my iphone during lunch break.
    I enjoy the information you provide here and can’t wait to
    take a look when I get home. I’m surprised at how fast your blog loaded on my
    cell phone .. I’m not even using WIFI, just 3G .. Anyhow, superb blog!

    Is it OK to post on Pinterest? Keep up the really good work!

  10. Good day! This is my 1st comment here so I just wanted to give a quick shout out and tell
    you I genuinely enjoy reading through your articles.

    Can you recommend any other blogs/websites/forums that deal with the same subjects?
    Thanks for your time!

  11. I’m curious to find out what blog system you have been utilizing?
    I’m experiencing some minor security problems with my latest blog and I’d like
    to find somethinng more safeguarded. Do you have anyy recommendations?

  12. I’m really loving the theme/design of your web site.

    Do you ever run into any internet browser compatibility issues?
    A number of my blog visitors have complained about my site
    not operating correctly in Explorer but looks great in Chrome.
    Do you have any recommendations to help fix this problem?

  13. I’m extremely impressed with your writing skills and also with the layout on your weblog.
    Is this a paid theme or did you customize it yourself? Anyway
    keep up the nice quality writing, it’s rare to see a great blog like this one these days.

  14. Simply desire to say your article is as astonishing.
    The clarity on your submit is just nice and that i can suppose you’re an expert in this
    subject. Well together with your permission allow me to take hold of
    your feed to keep updated with coming near near post.

    Thank you one million and please carry on the gratifying work.

  15. Whats up very cool website!! Man .. Excellent .. Superb ..
    I’ll bookmark your web site and take the feeds also?
    I’m happy to search out numerous helpful information right here within the post, we need develop extra strategies in this regard, thank you for sharing.
    . . . . .

  16. Hello there, I do think your website could possibly be having web browser
    compatibility issues. When I look at your web site in Safari, it looks fine however, when opening
    in I.E., it has some overlapping issues. I just wanted to give you a quick heads up!
    Besides that, excellent blog!

  17. Pretty section of content. I just stumbled upon your web site and in accession capital to assert that
    I get in fact enjoyed account your blog posts. Any way I will be subscribing to your augment and even I achievement you access consistently rapidly.

  18. This is the right site for anyone who wants to find out about this topic.

    You realize so much its almost hard to argue with
    you (not that I actually will need to…HaHa). You definitely put a fresh spin on a topic that has been written about for ages.
    Excellent stuff, just great!

  19. There is lots of disdain in the world at this time for wealth generally, but ironically sufficient,
    most of the the identical people keeping funds as tthe root of all the satanic are simply accomplishing this because they do not get it!
    When it’s true tjat you don’t have to be wealthy to be happy, getting some prosperity in itself is not necessarily a bad point.
    Why not route your energy into producing a little more dollars, like deciding
    tto spend money in the Forex trading foundation? Here are some ideas on the beet way to bee successful.

    Practice with a demonstration accounts just
    before investing iin real cash. Currency tradinng can be
    high-risk and complicated. Employing a trial brokerage
    profile allows you time to acquire within the learning contour withh out taking a chande on your
    epidermis. Utilize the period in the demonstration to test your
    idas and capabilities and discover what really works.

    Fit your currency trading schedule towards the foreign currencies you will
    be most enthusiastic about. Generlly speaking, forex trading in the course oof organization hours is far more volatile —
    and most likely rewarding — than following-several hours buyiing
    and selling. Make yourself to using the market place during
    the several hours that the selected currencies are fore
    trading at their finest volume level. The prices and distributes you can see will
    likely be better.

    When people begin to make dollars by buying annd selling, they have a tendency to get greedy annd fired up, makinhg careless choices that can lead to losing dollars.
    Other feelings that may cause overwhelming contriibutes to your expense accounts are worry and anxiety.
    Keeep sensations from the expense approach.

    After youu have been buying and selling with Foreign exchange forr a while, you wiol
    build good intuition about specific currency exchange couples
    and youu wilpl bee inclined to stray through
    your program to produce a major shift. Even so, you must never ever stray out of your
    overall approach. Your gut instinct may be shouting sso that you can relocate, but burning ooff
    outside your prepare ccan rapidly snowball whilst attempting tto recoup losses.

    To conclude, you are unable to get enough info about foreign exchange.

    With a little luck yyou could evidently absorb all of
    the tips aand tricks provided. Together with the particulars offered in this article,
    you should certainly not merely make smart selections by yourself, but
    also bbe able too deliver other ffolks with beneficial info. https://muktwioutt.com

  20. Some are really good they make five errors a
    working day. In case you and your buddies want to have a pleasant betting game of poker, be certain that none of you would be pissed off at each
    other once 1 of you loses. 2) Be patient when playing your poker sessions.
    A site that has poker games heading on all working day long is probably
    a great website to verify out.

  21. Hey superb website! Does running a blog such as this require a massive amount work?

    I have very little expertise in computer programming but I was hoping to start my own blog in the near
    future. Anyhow, if you have any recommendations or
    techniques for new blog owners please share. I know this is off subject nevertheless I just wanted to ask.
    Thank you!

  22. With havin so much content do you ever run into any issues of plagorism or copyright infringement?
    My website has a lot of completely unique content I’ve either created myself or outsourced
    but it looks like a lot of it is popping it up all over
    the web without my agreement. Do you know any methods to help reduce content from being stolen? I’d genuinely appreciate it.

  23. Fantastic beat ! I would like to apprentice whilst you aend your web site,
    how could i subscribe for a blog website? Thhe account aided
    me a applicable deal. I have been tiny bbit acquainted off this your broadcast offered shiny clear concept

  24. Can I simply say what a relief to uncover someone that really understands what they’re discussing on the internet.
    You certainly realize how to bring an issue to light and make it
    important. More and more people must read this and understand this side of the story.
    I was surprised that you aren’t more popular given that you certainly possess the gift.

  25. Good day I am so thrilled I found your blog, I really found you by error, while
    I was browsing on Google for something else, Regardless I am here now and would
    just like to say kudos for a remarkable post and a all
    round enjoyable blog (I also love the theme/design), I don’t have time to look over
    it all at the minute but I have bookmarked it and also included your RSS feeds, so
    when I have time I will be back to read more, Please do keep up the great job.

  26. hello!,I really like your writing very a lot! percentage we keep up
    a correspondence more about your article on AOL? I need an expert on this house to resolve
    my problem. May be that’s you! Taking a look forward to see you.

  27. It is appropriate time to make a few plans for the longer term and it’s time to be happy.
    I’ve learn this publish and if I may I wish to recommend you
    some attention-grabbing things or suggestions. Maybe you can write subsequent articles relating to this
    article. I wish to learn more things approximately it!

  28. Pretty great post. I simply stumbled upon your weblog and wished to mention that I have truly enjoyed browsing
    your weblog posts. After all I will be subscribing on your rss feed and I am
    hoping you write again very soon!

  29. Oh my goodness! Amazing article dude! Thank you so much, However I am
    going through issues with your RSS. I don’t know the reason why I
    am unable to subscribe to it. Is there anyone else getting similar
    RSS problems? Anyone that knows the solution can you kindly
    respond? Thanks!!

  30. Does your site have a contact page? I’m having a tough time locating it but, I’d like to shoot you an email.
    I’ve got some ideas for your blog you might be interested in hearing.
    Either way, great blog and I look forward to seeing it
    develop over time.

  31. I’m really inspired together with your writing skills as well as with the format
    on your weblog. Is this a paid topic or did you modify it your self?

    Anyway keep up the nice high quality writing, it is rare to see
    a nice weblog like this one nowadays..

  32. Do you have a spam problem on this blog; I also am a blogger,
    and I was wanting to know your situation; many of us have developed some nice methods and we
    are looking to trade strategies with others, please shoot me
    an email if interested.

  33. I am really inspired along with your writing
    abilities as smartly as with the layout on your weblog.
    Is this a paid subject matter or did you customize it yourself?
    Anyway keep up the excellent quality writing, it’s uncommon to look a
    nice weblog like this one nowadays..

  34. I just like the valuable information you supply for your articles.
    I will bookmark your blog and take a look at once more
    right here frequently. I’m quite certain I’ll learn many new stuff proper
    here! Best of luck for the following!

  35. Greetings, I believe your web site may be having web browser compatibility problems.
    Whenever I take a look at your website in Safari, it looks fine however, if opening in Internet Explorer, it has some overlapping issues.
    I simply wanted to give you a quick heads up!
    Apart from that, wonderful site!

  36. It is appropriate time to make some plans for the future and
    it’s time to be happy. I have read this post and if
    I could I wish to suggest you some interesting things or tips.
    Perhaps you can write next articles referring to
    this article. I want to read even more things about it!

  37. Fascinating blog! Is your theme custom made or did
    you download it from somewhere? A theme like
    yours with a few simple adjustements would really make my blog
    jump out. Please let me know where you got your theme.
    Cheers

  38. I’m amazed, I have to admit. Rarely do I encounter a blog that’s
    both educative and amusing, and without a doubt, you’ve hit
    the nail on the head. The problem is something not enough folks are speaking intelligently about.
    Now i’m very happy I found this in my hunt for something concerning this.

  39. 646619 716431Your weblog is one of the greater blogs Ive came across in months. Thank you for your posts and all the finest together with your work and weblog. Looking forward to reading new entries! 115628

  40. Thanks for finally writing about >Выделение галогенов при формировании Сибирских траппов могло стать причиной массового пермского вымирания
    | tech-spektr.ru <Loved it!

  41. Hey! Quick question that’s totally off topic. Do you know how
    to make your site mobile friendly? My web site looks
    weird when browsing from my iphone 4. I’m trying to find a template or plugin that might be able to fix
    this issue. If you have any recommendations, please share.
    Thanks!

  42. Hi there this is somewhat of off topic but I was wanting to know if blogs use WYSIWYG
    editors or if you have to manually code with HTML.
    I’m starting a blog soon but have no coding know-how so
    I wanted to get guidance from someone with experience.
    Any help would be greatly appreciated!

  43. I’ᴠe Ƅeen browsing online more than 3 hojrs toԁay, yet I nevеr found аny interesting articcle like yourѕ.
    It iis pretty worth enough f᧐r mе. In my opinion, if all website owners ɑnd bloggers made gooɗ cоntent as үou ⅾid, the wweb will be a lot more սseful tһan eveг before.

  44. jewel saga,pokemon go game, Jewels Diamond game, jewel Quest, jewel mash,
    jewel king, jewel pop is another classic puzzle match3 game now launch on Android Market.
    Do you remember our last Jewels games: Jewel Quest?
    This is our new version about gems.It plays just like Jewel Quest,
    but has a big update you will find in the game.
    It is also designed with stunning graphics effects and challenging level , with two modes Arcade
    and Classic .Try to get highest score at each level to digging to mania treasure .

    https://play.google.com/store/apps/details?id=com.pandakidgame.jewelstar

  45. After going over a handful of the blog posts on your
    blog, I seriously like your technique of writing a blog.
    I saved as a favorite it to my bookmark webpage list and will be checking back in the near future.
    Take a look at my web site as well and let me know your opinion.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here

три − три =