Poplavni bazalti: nastanek, značilnosti in geološki pomen

Poplavni bazalt ali bazaltna past je proizvod velikega vulkanskega izbruha ali serije izbruhov, pri katerih bazaltna lava prekrije velike površine kopnega ali oceanskega dna. Gre za velike prostrane nanosne pore, pogosto sestavljene iz vrste zaporednih tokov lave, ki se raztezajo v obliki plošč ali stopnic in lahko dosežejo velike debeline preko sto metrov.

Nastanek in mehanizmi

Poplavni bazalti nastanejo, kadar se sprosti izredno velika količina magme na površje. Ena od razlag je, da do tega pride ob kombinaciji celinskega razpiranja in povezanega taljenja, kadar se litosfera tanjša in omogoča dekompresijsko taljenje plašča. V drugo razlago pomembno vlogo igra plaščni plamen ali vroča točka, ki v globinah proizvaja dodatno toploto in povzroči velike količine bazaltne magme. Takšna magma ima nizko viskoznost, zato se razliva po površju in tvori dolge, tanke tokove namesto visokih kupolnih vulkanov.

Taljenje, ki povzroči poplavne bazalte, se pogosto začne v manjših globinah plašča (približno med 100 in 400 km) in zahteva velik dovod toplote. V okoliščinah, kjer je hkrati prisotna vroča točka, lahko nastane mešanica magme iz globin vroče točke in površinske magme, ki jo proizvaja plaščni pljusk. Magma se zbira v rezervoarjih, se deli v dike in izbruhi iz širokih razpok (fissure eruptions) omogočajo hitro razlitje lave na velike razdalje.

Značilnosti in struktura

Poplavni bazalti so pogosto sestavljeni iz več zaporednih tokov lave, ki tvorijo debele enote. Videz in struktura vključujeta:

obsežne debeline in velike prostornine (pri največjih enotah več sto tisoč do milijonov km³);
stopenčasto zaporedje plasti – pojem “trap” izhaja iz švedske besede za stopnice, ker pogosto nastanejo terasaste planote;
zunanje teksture, kot so stebričasta razpoka (columnar jointing), pahoehoe ali aa površina pri kopenskih tokovih in pillow-basalti pri izbruhih pod vodo;
petrološko prevlado bazaltov – pogosto tholeitični tip z minerali kot so olivin, piroksen in plagioklaz; kemično so običajno bogati z železom in magnezijem ter manj bogati s siliko;
možne vmesne plasti sedimentov, paleosolov ali plasti pepela, ki pričajo o premorih med izbruhi.

Geološki pomen in posledice

Poplavni bazalti so pomembni zaradi več razlogov:

so arhiv velikih dogodkov v zemeljski zgodovini — znane so province, kot so Sibirke (Siberian Traps), Deccan Traps ali Columbia River Basalt Group, ki so nastale v kratkih, a obsežnih izbruhih;
lahko sprožijo dolgoročne klimatske spremembe zaradi velike emisije toplogrednih plinov (CO2) in žveplovih spojin (SO2), kar je povezano s hipotezami o vplivu poplavnih bazaltov na množične izumrtne dogodke;
prinašajo ekonomske vidike — tvorijo plasti, ki lahko vsebujejo mineralne vire, ter ustvarjajo rodovitna tla iz razgrajenih bazaltov;
prikazujejo dinamiko Zemljinega plašča in tektonike — pojavnost velikih provinc nakazuje obdobja povečane notranje aktivnosti in interakcije med plaščem in litosfero.

Časovni okvir, prostornine in učinki

Dogodki poplavnih bazaltov lahko potekajo v impulzih, trajajoče od sto tisoč do nekaj milijonov let. Nekateri največji dogodki so sprostili >10^5–10^6 km³ lave v geološko kratkem času. Tovrstna hitra sprostitev velikega volumna magme ima potencial za globalne učinke na podnebje, morske razmere in biosfero, predvsem prek interakcij s fosilnimi gorivi, izločanja plinov in aerosolov ter posledičnih reflektivnih ali segrevalnih učinkov v atmosferi.

Razlike med kontinentarnimi in oceanicnimi provinci

Poplavni bazalti se pojavijo tako na kopnem kot na dnu oceanov. Na kopnem tvorijo velike planote in stepnice, pogosto z izrazito erozijsko obdelanimi robovi. Na oceanskem dnu se lava pogosto hladi hitreje in tvori pillow-basalte ter širše oceanicno hrbtenje. Razlika v tlaku in privlačnih pogojih določa tudi teksturo in kontinuiteto posameznih tokov.

Varnost in naravne nevarnosti

Čeprav so poplavni bazalti kot celota manj eksplozivni kot nekatere druge vrste vulkanskih dogodkov (ker bazaltna lava običajno izpušča manj pepela), predstavljajo nevarnost zaradi velikega prostorninskega razlitja lave in dolgoročnega izpusta plinov. Lokalno lahko uničijo habitete z zasutjem, spremenijo relief in vplivajo na kvaliteto zraka, vode in tal.

Zaključek

Poplavni bazalti so ena izmed najbolj impresivnih manifestacij vulkanske aktivnosti na Zemlji. Povezava med celinskim razpiranjem, plaščnimi plameni, toploto in dekompresijskim taljenjem pojasnjuje, zakaj lahko nastanejo obsežne enote lave, ki spreminjajo površje planeta in vplivajo na podnebje ter življenje. Njihova preučitev ponuja vpogled v dinamiko Zemljine notranjosti, tektonike in zgodovinske spremembe okolja.

Več poplavnih bazaltnih tokov v bazaltni skupini reke Kolumbije. Na fotografiji so vidne stopničaste oblike teh formacij, imenovane pasti. Zgornji bazalt je član Roza, medtem ko je v spodnjem kanjonu izpostavljen bazalt iz člena Frenchmen Springs.

Skala v magmatski provinci Parana, Brazilija. Del velikega toka lave pred 128 do 138 milijoni let. Deli tega dogodka so vidni v pasti Etendeka v Namibiji in Angoli. Ta območja so se dotikala Pangeje

Plošče za lavo

Lavna planota je ravna in široka površina (plato), ki nastane, ko lava izvira iz tal in se zelo hitro razširi. Sčasoma se lahko plasti lave kopičijo in tvorijo lavno planoto. Tukaj so splošne lastnosti lavnih planot:

Gre za zelo velika območja bazaltne lave s plastovito strukturo.
Z vsakim izbruhom lave se planota poveča in dvigne.
Običajno so ploščate.
Zaradi izbruhov sredi oceanskega grebena na morskem dnu nastanejo velike ravnine.
Lava na teh planotah je tanka in tekoča.
Te planote lahko nastajajo več milijonov let.
Sčasoma se lahko na istem območju zaradi številnih izbruhov razpok oblikuje visoka planota.

Primeri

Pasti Emeishan na jugozahodu Kitajske v okolici province Sečuan, pasti Deccan v osrednji Indiji, sibirske pasti in planota Columbia River Plateau na zahodu Severne Amerike so štiri velika območja, ki jih pokrivajo prazgodovinski poplavni bazalti. Dva največja poplavna bazalta v zgodovinskem času sta bila v Eldgjáju in Lakagigarju, oba na Islandiji. Največji in najbolje ohranjen celinski poplavni bazaltni teren na Zemlji je del Mackenziejeve velike igneozne province v Kanadi. Marije na Luni so dodatni, še obsežnejši poplavni bazalti. Poplavni bazalti na dnu oceanov ustvarjajo oceanske planote.

Površina, ki jo pokrije en izbruh, lahko znaša od približno 200 000 km² (Karoo) do 1 500 000 km² (sibirske pasti). Debelina je lahko od 2000 m (Dekanske pasti) do 12.000 m (Vrhunsko jezero). Te so zaradi erozije manjše od prvotnih volumnov.

Še en primer lavne planote je Velikanov prehod v okrožju Antrim na Severnem Irskem. Ta je bil prvotno del velike vulkanske planote, imenovane Thulean Plateau.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je poplavni bazalt?

O: Poplavni bazalt je posledica velikanskega vulkanskega izbruha ali serije izbruhov, ki z bazaltno lavo prekrije velike površine kopnega ali oceanskega dna.

V: Kako veliko površino lahko pokrivajo poplavni bazalti?

O: Poplavni bazalti so v prazgodovini prekrili območja, velika kot celotna celina, in ustvarili velike planote in gorske verige.

V: Kaj povzroča nastanek poplavnih bazaltov?

O: Poplavne bazalte povzroča kombinacija celinskega razpiranja in z njim povezanega taljenja ter plaščnega plazu, ki proizvaja velike količine bazaltne magme.

V: Od kod izvirajo poplavni bazalti?

O: Poplavni bazalti se začnejo na globini med 100 in 400 km v astenosferi.

V: Kaj je potrebno, da pride do delnega taljenja v tako velikem obsegu?

O: Da bi se delno taljenje lahko zgodilo v tako velikem obsegu, kot je taljenje pasti, pri katerem se izločijo ogromne količine lave, je potreben velik dovod toplote.

V: Od kod prihaja ta toplota?

O: Vnos toplote prihaja iz bližine vroče točke, kar povzroči mešanje magme iz globin vroče točke s površinsko magmo, ki nastaja v plašču.

V: Kako vemo, da ima Zemlja obdobja večje aktivnosti, namesto da bi bila v enakomernem ustaljenem stanju?

O: Vemo, da ima Zemlja obdobja večje aktivnosti in ne enakomernega ustaljenega stanja, ker so v zgodovini Zemlje v različnih obdobjih izbruhnili poplavni bazalti - ti so jasen dokaz za to dejstvo.