Введение
Деканские траппы — крупная магматическая провинция западно-центральной Индии (17–24°N, 73–74°E). Это одна из крупнейших вулканических формаций на Земле, представляющая собой обширный щитовой вулкан. Она состоит из многочисленных слоев затвердевшего базальта общей мощностью более чем 2000 метров, покрывает площадь около 500 000 квадратных километров и имеет объем около 1 миллиона кубических километров. Первоначально Деканские траппы могли покрывать около 1,5 миллиона квадратных километров, что соответствовало бы значительно большему первоначальному объему. Этот объем залегает на Индийском щите архейского возраста, который, вероятно, представлял собой литологию, через которую проходила провинция во время извержений. Провинция обычно подразделяется на четыре подпровинции: основной Декан, плато Мальва, мандла-лоба и плато Саураштра.
The Deccan Traps is a large igneous province of west central India (17–24°N, 73–74°E). It is one of the largest volcanic features on Earth, taking the form of a large shield volcano. It consists of numerous layers of solidified flood basalt that together are more than about thick, cover an area of about , and have a volume of about Originally, the Deccan Traps may have covered about , with a correspondingly larger original volume. This volume overlies the Archean age Indian Shield, which is likely the lithology the province passed through during eruption. The province is commonly divided into four subprovinces: the main Deccan, the Malwa Plateau, the Mandla Lobe, and the Saurashtran Plateau.
Этимология
Термин "ловушка" используется в геологии с 1785–1795 годов для обозначения таких скальных образований. Он происходит от шведского слова "trapp" – "ступень" – и относится к ступенеобразным холмам, формирующим ландшафт региона. Название Декан имеет санскритское происхождение и означает "южный". Определение точного возраста деканских пород затруднено из-за ряда ограничений, одним из которых является то, что промежуток между извержениями может составлять всего несколько тысяч лет, а разрешение используемых методов датирования не позволяет точно установить время этих событий. Таким образом, определение скорости внедрения магмы также сложно ограничить. Первоначальная площадь, покрытая лавовыми потоками, оценивается как примерно половина современной Индии. Регион Деканских траппов уменьшился до нынешних размеров в результате эрозии и тектоники плит; современная площадь непосредственно наблюдаемых лавовых потоков составляет около 300 км. Деканские траппы подразделяются на три стратиграфических отдела: верхний, средний и нижний. Хотя ранее считалось, что эти группы отражают ключевые моменты в последовательности событий при извержении деканских лав, в настоящее время более распространено мнение, что эти горизонты тесно связаны с палеотопографией и расстоянием от источника извержения. В силу своей масштабности ученые предполагают, что газы, выделявшиеся при формировании Деканских траппов, сыграли важную роль в вымирании мелового периода (K–Pg), также известном как вымирание мелового–третичного (K–T). Предполагается, что внезапное охлаждение, вызванное серосодержащими вулканическими газами, выделявшимися при формировании траппов, и выбросы токсичных газов могли существенно способствовать массовому вымиранию K–Pg. Однако, на данный момент преобладающее мнение в научном сообществе заключается в том, что вымирание было в первую очередь вызвано столкновением с астероидом Чиксулуб в Северной Америке, которое могло привести к образованию пылевого облака, заблокировавшего солнечный свет, что привело к гибели большей части растительности и снижению глобальной температуры (это охлаждение называется ударной зимой). Работа, опубликованная в 2014 году геологом Гертой Келлер и другими, посвященная времени деканского вулканизма, предполагает, что вымирание могло быть вызвано как вулканизмом, так и столкновением с астероидом. За этим последовали аналогичные исследования в 2015 году, в которых рассматривалась гипотеза о том, что удар усугубил или спровоцировал вулканизм на Декане, поскольку события произошли примерно в антиподальных точках. Однако теория столкновения с астероидом по-прежнему является наиболее обоснованной и, согласно различным обзорам, представляет собой общепринятую точку зрения. Тем не менее, более позднее открытие, похоже, демонстрирует масштаб разрушений, вызванных только столкновением с астероидом. В статье за март 2019 года в Proceedings of the National Academy of Sciences международная команда из двенадцати ученых представила содержимое ископаемого местонахождения Танис, обнаруженного недалеко от Боумена, Северная Дакота, которое, по-видимому, показывает разрушительное массовое уничтожение древнего озера и его обитателей во время столкновения с астероидом Чиксулуб. В статье группа сообщает, что геология этого места усеяна окаменелыми деревьями и останками рыб и других животных. Ведущий исследователь, Роберт А. ДеПальма из Канзасского университета, был процитирован в газете "Нью-Йорк таймс" со словами: "Невозможно не заметить торчащие из земли туши. Это невозможно пропустить, когда видишь обнажение". Доказательства, связывающие эту находку со столкновением с астероидом Чиксулуб, включали тектиты, несущие "уникальную химическую сигнатуру других тектитов, связанных с событием Чиксулуба", обнаруженные в жабрах окаменелых рыб и встроенные в янтарь, богатый иридием верхний слой, который считается еще одним признаком события, и атипичное отсутствие следов падальщиков, возможно, указывающее на то, что выживших было немного. Точный механизм разрушения этого места обсуждался как результат цунами, вызванного столкновением с астероидом, или активности озера и реки, вызванной землетрясениями после столкновения, однако исследователи пока не пришли к окончательному выводу. Однако недавние вычисления, включающие более 100 процессоров, предназначенных для алгоритмического интеллекта, показывают, что Деканские траппы извергались в течение 300 000 лет до столкновения с астероидом и, вероятно, продолжали извергаться почти 700 000 лет, что в значительной степени способствовало глобальному вымиранию.
The Deccan Traps are segmented into three stratigraphic units: the Upper, Middle, and Lower traps. While it was previously interpreted that these groups represented their own key points in the sequence of events in Deccan extrusion, it is now more widely accepted that these horizons relate more closely to paleo topography and distance from the eruption site. Because of its magnitude, scientists have speculated that the gases released during the formation of the Deccan Traps played a major role in the Cretaceous–Paleogene (K–Pg) extinction event (also known as the Cretaceous–Tertiary or K–T extinction). It has been theorized that sudden cooling due to sulfurous volcanic gases released by the formation of the traps and toxic gas emissions may have contributed significantly to the K–Pg mass extinction. However, the current consensus among the scientific community is that the extinction was primarily triggered by the Chicxulub impact event in North America, which would have produced a sunlight blocking dust cloud that killed much of the plant life and reduced global temperature (this cooling is called an impact winter). Work published in 2014 by geologist Gerta Keller and others on the timing of the Deccan volcanism suggests the extinction may have been caused by both the volcanism and the impact event. This was followed by a similar study in 2015, both of which consider the hypothesis that the impact exacerbated or induced the Deccan volcanism, since the events occurred approximately at antipodes. However, the impact theory is still the best supported and has been determined by various reviews to be the consensus view. A more recent discovery appears to demonstrate the scope of the destruction from the impact alone, however. In a March 2019 article in the Proceedings of the National Academy of Sciences, an international team of twelve scientists revealed the contents of the Tanis fossil site discovered near Bowman, North Dakota, that appeared to show a devastating mass destruction of an ancient lake and its inhabitants at the time of the Chicxulub impact. In the paper, the group reports that the geology of the site is strewn with fossilized trees and remains of fish and other animals. The lead researcher, Robert A. DePalma of the University of Kansas, was quoted in the New York Times as stating that "You would be blind to miss the carcasses sticking out It is impossible to miss when you see the outcrop". Evidence correlating this find to the Chicxulub impact included tektites bearing "the unique chemical signature of other tektites associated with the Chicxulub event" found in the gills of fish fossils and embedded in amber, an iridium rich top layer that is considered another signature of the event, and an atypical lack of evidence for scavenging perhaps suggesting that there were few survivors. The exact mechanism of the site's destruction has been debated as either an impact caused tsunami or lake and river seiche activity triggered by post impact earthquakes, though there has yet been no firm conclusion upon which researchers have settled. However, a recent computation involving more than 100 processors dedicated to algorithmic intelligence show that the Deccan Traps had been erupting for 300,000 years prior to the impact, and likely kept erupting for nearly 700,000 years, which would have greatly contributed to global extinction.
Петрология
В пределах Деканских траппов не менее 95% лав составляют толеитовые базальты. Основными минеральными составляющими являются оливин, пироксены и плагиоклаз, а также отдельные Fe-Ti богатые оксиды. Содержание MgO в этих магмах менее 7%. Однако многие из этих минералов встречаются в сильно измененном виде. Хотя Деканские траппы классифицировались различными способами, включая три стратиграфические группы, геохимически область может быть разделена на до одиннадцати различных формаций. Многие петрологические различия между этими подразделениями обусловлены разной степенью загрязнения корой. В инфратрaппийских и интертраппийских отложениях также обнаружены окаменелости пресноводных моллюсков.
Теории образования
Предполагается, что извержение Деканских траппов было связано с глубоким мантийным плюмом. Высокие отношения 3He/4He основного импульса извержения часто наблюдаются в магмах плюмового происхождения. Область длительного извержения (горячая точка), известная как горячая точка Реюньона, подозревается в том, что она вызвала извержение Деканских траппов и открыла рифт, отделивший плато Маскарен от Индии. Региональное истончение коры подтверждает теорию этого рифтингового события и, вероятно, способствовало подъему плюма в этой области. Продолжают поступать данные, подтверждающие плюмовую модель. Движение Индийской тектонической плиты и история извержений Деканских траппов демонстрируют сильную корреляцию. На основе данных морских магнитных профилей, импульс необычно быстрого движения плиты начался одновременно с первым импульсом деканских потоковых базальтов, датированным 67 миллионами лет назад. Скорость спрединга быстро возросла и достигла максимума одновременно с пиком базальтовых извержений. Затем скорость спрединга снизилась, уменьшение произошло около 63 миллионов лет назад, к этому времени основная фаза деканского вулканизма завершилась. Эта корреляция рассматривается как обусловленная динамикой плюма. Также было показано, что движения Индийской и Африканской плит связаны, общим элементом является положение этих плит относительно расположения головы плюма Реюньона. Начало ускоренного движения Индии совпадает с существенным замедлением скорости вращения Африки против часовой стрелки. Тесная корреляция между движениями плит позволяет предположить, что они оба были вызваны силой плюма Реюньона. Сочетание астероидного удара и последующего увеличения объема извержений, возможно, стало причиной массовых вымираний, произошедших на границе между меловым и палеогеновым периодами, известной как граница K–Pg. Однако это предположение было поставлено под сомнение другими авторами, которые описывают его как "удобные интерпретации, основанные на поверхностных и беглых наблюдениях".
Кратер Шива
Геологическая структура, обнаруженная на морском дне у западного побережья Индии, была предложена в качестве возможного ударного кратера, известного как кратер Шива. Её возраст оценивается примерно в 66 миллионов лет, что совпадает с возрастом деканских траппов. Исследователи, предполагающие, что данная структура является ударным кратером, считают, что именно удар мог стать причиной формирования деканских траппов, а также способствовать ускорению движения Индийской плиты в раннем палеогене. Однако, современный научный консенсус в области наук о Земле склоняется к тому, что эта структура, скорее всего, не является ударным кратером.