Oversvømmelsesbasalter: Store basaltudbrud, hotspot og plateaudannelse
Få indsigt i oversvømmelsesbasalter (fældebasalt): enorme basaltudbrud, hotspot-processer og plateaudannelse samt deres betydning for Jordens geologi.
En oversvømmelsesbasalt eller fældebasalt er resultatet af et kæmpe vulkanudbrud eller en række vulkanudbrud, der dækker store dele af landet eller havbunden med basaltlava. Disse udbrud kan skabe sammenhængende lag af lava, der danner tykke, store formationer over hundredtusinder til millioner af kvadratkilometer.
Udstrækning, alder og geologisk betydning
Oversvømmelsesbasalter har dækket områder så store som et kontinent i forhistorien og skabt store plateauer og bjergkæder. De forekommer flere gange gennem Jordens historie og dokumenterer, at Jorden oplever perioder med ekstraordinært høj vulkansk aktivitet frem for en konstant, ensartet tilstand. Mange af de største kendte forekomster er flere kilometer tykke og kan repræsentere fluider af lava, som er blevet udstrakt i mange enkeltudbrud over lange tidsrum.
Dannelsesmekanismer
En vigtig forklaring på oversvømmelsesbasalter er en kombination af kontinental rifting og den tilhørende smeltning. Når en litosfære strækkes og tyndes, sænkes trykket i den underliggende kappe, hvilket fremmer delvis smeltning. Samtidig kan en opadstigende kappeplume levere betydelig varme og smelte større mængder materiale. Kombinationen af rifting og kappeplume kan derfor producere enorme mængder basaltisk magma.
De basalter, der danner fælderne, har ofte lav viskositet, hvilket gør, at lavaen kan flyde langt og "oversvømme" store flader i stedet for at ophobe sig i høje keglevulkaner eller stratovulkaner (vulkaner). Oversvømmelsesbasalter starter ofte dybt i skorpen/asthenosfæren — typisk i området mellem 100 og 400 km dybde i asthenosfæren — hvor tilstrækkelig varmetilførsel og decompressionssmeltning kan finde sted.
Rolle for hotspots og kappeplumer
En sådan stor smeltning kan ske i forbindelse med et hotspot eller når en kappeplume når op under litosfæren. Når plume-hovedet når bunden af litosfæren, kan der ske massiv afsmeltning, og smeltet materiale blandes ofte med smeltninger dannet ved overfladen i forbindelse med riftaktiviteter. Dette forklarer, hvorfor nogle oversvømmelsesbasalter er geografisk knyttet til både hotspots og områder med aktiv riftning.
Karakteristika og identifikation
- Stratigrafi: Består af gentagne, tynde til tykke lag af basaltisk lava med tydelige strøm- og kølingsstrukturer (fx kolonnarisk opdeling).
- Geokemi: Har ofte karakteristiske isotop- og sporstoffingertryksignaturer, som kan pege mod en kappe- eller lithosfærisk oprindelse.
- Fysisk: Lav viskositet gør, at floderne kan være meget udstrakte; tykkelser kan nå flere kilometer over store områder.
- Tidsrum: Udbruddene kan foregå i pulser over millioner af år eller i relativt korte, intense faser.
Konsekvenser for klima, miljø og liv
- Atmosfærisk påvirkning: Store udbrud udsender store mængder CO2, SO2 og partikler, som kan skabe både kortvarig køling (aerosoler) og længerevarende drivhuseffekter (CO2).
- Biologiske kriser: Flere af de største oversvømmelsesbasalt-hændelser er tidsmæssigt koblet til masseuddøen (fx de sene Permiske og Deccan-relaterede begivenheder er diskuteret i denne sammenhæng).
- Landskabsdannelse: De danner plateau-lignende topografi, påvirker erosion, flodsystemer og sedimentation over lange perioder.
- Økonomisk betydning: De kan være reservoir- og kildeområder for mineraler og i nogle tilfælde påvirke kulstoflagre og hydrocarbon-systemer.
Kendte eksempler
- Deccan Traps (Indien) — et klassisk eksempel på et stort oversvømmelsesbasalt, dannet omkring slutningen af Kridttiden.
- Siberian Traps — forbundet med den sene Permiske masseuddøen og en af de største kendte fældeprovinser.
- Columbia River Basalt Group (Nordamerika) — yngre, men omfattende lavastrømme, der dækker store dele af det nordvestlige USA.
Opsummering
Oversvømmelsesbasalter er blandt de mest massive vulkanske fænomener på Jorden og viser, hvordan kombinationer af kontinental rifting, kappeprocesser og hotspot-aktivitet kan føre til langtrækkende geologiske forandringer. Deres lave viskositet og store volumen gør dem i stand til at dække enorme arealer, opbygge plateau-lignende formationer og påvirke klima og liv på global skala.
Flere oversvømmelsesbasaltstrømme fra Columbia River Basalt Group. Fotografiet viser disse formationers trinformede karakter, kaldet traps. Den øverste basalt er Roza Member, mens den nederste kløft viser basalt fra Frenchmen Springs Member.
En klippe i Paraná Magmatic Province, Brasilien. En del af en enorm lavastrøm for 128 til 138 millioner år siden. Man kan se dele af denne begivenhed i Etendeka-fælderne i Namibia og Angola. Disse områder blev rørt i Pangæa
Lava-platyer
Et lavaplat plateau er en flad, bred overflade (plateau), der dannes, når lava kommer op af jorden og spreder sig meget hurtigt ud. Lagene af lava kan opbygges med tiden og danne et lavaplat plateau. Her er de generelle egenskaber ved lava-plateauer:
- Det er meget store områder af basaltisk lava med en lagdelt struktur.
- Lava gør plateauet større og højere med hvert udbrud.
- De har en tendens til at være flade.
- Udbrud på den mellemoceaniske ryg skaber store sletter på havbunden.
- Lavaen på disse plateauer er tynd og flydende.
- Det kan tage millioner af år at danne disse plateauer.
- Med tiden kan en række spalteudbrud i det samme område danne et højt plateau.
Eksempler
Emeishan-fælderne i det sydvestlige Kina omkring Sichuan-provinsen, Deccan-fælderne i det centrale Indien, de sibiriske fælder og Columbia River-plateauet i det vestlige Nordamerika er fire store områder, der er dækket af forhistorisk basalt. De to største oversvømmelsesbasaltbegivenheder i historisk tid har fundet sted i Eldgjá og Lakagigar, begge i Island. Det største og bedst bevarede kontinentale oversvømmelsesbasaltterræn på Jorden er en del af Mackenzie Large Igneous Province i Canada. Marien på Månen er yderligere, endnu mere omfattende oversvømmelsesbasalterræner. Oversvømmelsesbasalter på havbunden danner oceaniske plateauer.
Den overflade, der dækkes af et enkelt udbrud, kan variere fra omkring 200.000 km² (Karoo) til 1.500.000 km² (Sibiriske fælder). Tykkelsen kan variere fra 2000 meter (Deccan Traps) til 12.000 m (Lake Superior). Disse er mindre end de oprindelige mængder på grund af erosion.
Et andet eksempel på et lavaplat plateau er Giant's Causeway i Antrim County i Nordirland. Den var oprindeligt en del af et stort vulkansk plateau kaldet Thulean Plateau.
Spørgsmål og svar
Q: Hvad er en oversvømmelsesbasalt?
A: En oversvømmelsesbasalt er resultatet af et kæmpe vulkanudbrud eller en serie af udbrud, der overdækker store landområder eller havbunden med basaltlava.
Spørgsmål: Hvor store områder kan oversvømmelsesbasalter dække?
Svar: Oversvømmelsesbasalter har i forhistorien dækket områder så store som et helt kontinent og skabt store plateauer og bjergkæder.
Sp: Hvad er årsagen til oversvømmelsesbasalter?
Svar: Oversvømmelsesbasalter skyldes kombinationen af kontinental rifting og den dertil hørende smeltning samt en kappeplume, der producerer store mængder basaltisk magma.
Spørgsmål: Hvorfra stammer oversvømmelsesbasalterne?
Svar: Floodbasalter starter i mellem 100 og 400 km dybde i asthenosfæren.
Spørgsmål: Hvad er nødvendigt for, at der kan ske delvis smeltning i så stor skala?
Svar: Der skal en stor varmetilførsel til, for at der kan ske delvis smeltning i så stor skala som i fælderne, der udstøder enorme mængder lava.
Spørgsmål: Hvor kommer denne varmetilførsel fra?
A: Varmetilførslen kommer fra nærheden af et hotspot, hvilket resulterer i en blanding af magma fra hotspottens dybder med overfladisk magma produceret af en kappeplume.
Spørgsmål: Hvordan ved vi, at Jorden har perioder med højere aktivitet i stedet for at være i en ensartet stabil tilstand?
A: Vi ved, at Jorden har perioder med højere aktivitet i stedet for at være i en ensartet stabil tilstand, fordi der er udbrudt flodbasalter på forskellige tidspunkter i løbet af Jordens historie - de er et klart bevis på dette.
Søge