Магматизм, Сибирские траппы и массовое пермское вымирание

Размещено на Allbest.ru

Введение

массовое пермское вымирание

Пару лет назад мы посмотрели документальный фильм “Армагеддон животных. Великое вымирание” [8]. В этом фильме рассказывалось о катастрофе, случившейся на Земле миллионы лет назад. В фильме утверждалось, что в далеком пермском периоде произошло самое массовое вымирание в истории земли. И причиной тому было, возможно, извержение вулканов на территории современной Сибири. Об этом говорит Сибирская трапповая провинция - огромное геологическое образование, являющееся результатом излияния огромного количества вещества из недр земли. Тема, изложенная в документальном фильме, очень заинтересовала. Действительно ли эти два события - массовое пермское вымирание и излияние Сибирских траппов - взаимосвязаны?

Мы незамедлительно начали искать информацию об этом в разных источниках, чтобы узнать о связи двух событий подробнее. Но вскоре стало понятно, что Сибирские траппы являются результатом действия такого процесса, как магматизм. Что это за процесс? Как он проходит? Каковы его причины? Эти вопросы тоже были нам интересны. Поэтому мы решили провести исследовательскую работу, которая позволила бы ответить на все поставленные вопросы.

Проблема исследования. Что такое Сибирские траппы и массовое пермское вымирание? Взаимосвязаны ли они? Что такое магматизм? Как протекает этот процесс и каковы его причины?

Объекты исследования: магматизм, Сибирские траппы и массовое пермское вымирание.

Предмет исследования: взаимосвязь излияния Сибирских траппов и массового Пермского вымирания.

Гипотеза исследования: мы предполагаем, что массовое пермское вымирание и излияние Сибирских траппов - взаимосвязанные процессы; именно вулканическая активность на территории современной Сибири привела к крупнейшей катастрофе в истории Земли.

Задачи работы:

выяснить, что такое магматизм,

описать Сибирские траппы и массовое пермское вымирание,

доказать или опровергнуть связь Великого вымирания и вулканической активности в Сибири.

Методы исследования: поиск информации в Интернете, анализ литературы, просмотр фильмов.

Глава 1. Магматизм - процесс, образовавший Сибирские траппы

2.1 Географическое положение Сибирских траппов

Траппы развиты на территории всей Восточно-Сибирской платформы, в Хатангском прогибе, в Минусинской котловине. Зона магматизма простирается и на шельфе Евразии, на дне Карского моря (см. Карту 1 приложения 2). Сибирские траппы слагают плато Путорана [3]. Итак, Сибирские траппы простираются на обширной территории. Далее разберемся, какие географические объекты находятся на месте древних вулканов.

2.2 Сибирская платформа

Сибирская платформа - древняя платформа в Северной Азии, на северо-востоке Евразийской плиты (см. Карту 2 приложения 2). Соответствует древнему континенту Ангарида, который существовал много лет. На платформе произошло несколько этапов внутриплитного магматизма, включая образование Сибирских траппов. До и после внедрения траппов были сформированы крупные месторождения алмазов [3].

2.3 Плато Путорана

Плато Путорана - сильно расчленённый горный массив, расположенный на Сибирской платформе и появившийся в результате деятельности Сибирских траппов. Это плато - огромное базальтовое плоскогорье. Находится оно на северо-западе Среднесибирского плоскогорья. Плато обрывается крутыми уступами, похожими на гигантскую лестницу [3].

Глава 3. Глобальная катастрофа

3.1 Жизнь перед Великим вымиранием

Пермский период (кратко - пермь) - последний геологический период палеозойской эры. Берет начало 298, 9 млн лет назад и завершается 252, 17 млн лет назад массовым пермским вымиранием. Был выделен в России, а не на Британских островах, как многие другие (см. Карту 3 приложения 1) [3]. О климате пермского периода, флоре и фауне перми см. в приложении 2.

3.2 Массовое пермское вымирание

Массовое пермское вымирание - одно из пяти массовых вымираний. Разделяет пермский и триасовый периоды. Это крупнейшая катастрофа биосферы в истории Земли. Вымерло 96% морских обитателей, а наземных - 70%. Единственная катастрофа, значительно затронувшая насекомых (вымерло более 80%). Из-за большого ущерба, нанесённого биосфере, её восстановление заняло миллионы лет.

У ученых до сих пор единого мнения о причине этого вымирания. Есть несколько возможных причин, одна из которых, конечно же, связана с вулканизмом и Сибирскими траппами. Но, как уже говорилось ранее, не все ученые считают, что именно извержения гигантских вулканов способствовало катастрофе [3]. Все “За” и “Против” связи Сибирских траппов и массового пермского вымирания обсуждаются нами в главе 4.

3.3 Мир после массового пермского вымирания

Какой стала наша планета в результате великого вымирания? Очень и очень пустой. Некоторые учёные вообще полагают, что Земля оказалась во власти грибков, питавшихся остатками погибших организмов.

До начала триаса удалось также дожить небольшой части теплокровных зверообразных - цинодонтов. Сами цинодонты триас не пережили, но их потомки сумели выстоять в «меловом вымирании», погубившем всех динозавров, и не просто выстоять, но и положить начало новой высокоорганизованной группе животных - млекопитающим, за которыми было будущее нашей планеты [3].

Глава 4. Связь Сибирских траппов с массовым пермским вымиранием

4.1 Аргументы “За”

Океаническая кора в составе лавы. Великое пермское вымирание было спровоцировано колоссальной вулканической активностью в районе Восточно-Сибирской платформы, считают геофизики, предложившие новую модель образования Сибирских траппов. Она заключается в следующем - считается, что поднятие из глубин мантии плюма, по мере продвижения вверх трансформировало крупные участки литосферы.

Основываясь на большом количестве новых данных о составе геологических пород, слагающих центр траппового магматизма, авторы статьи [6] приходят к выводу, что сибирский суперплюм, спровоцировавший излияние траппов, включал в себя большую (до 15% массы) долю океанической коры - участка земной коры, погрузившегося глубоко в мантию и затем вытолкнутого обратно поднимавшимся снизу плюмом.

Другим последствием столкновения мантийного пузыря с литосферным обломком стало образование намного большего количества жидкой магмы, так как температура плавления пород, слагающих этот обломок, была намного меньше, чем мантийного вещества, разогретого до 1600 С. Дополненный этой магмой расплав сумел разрушить Сибирскую литосферную плиту за очень короткий по геологическим меркам промежуток времени - несколько сотен тысяч лет. Притом по мере разрушения литосферы из поднимавшейся кверху магмы выделилось большое количество углекислого газа и хлороводорода.

Так, масса выделившегося углекислого газа по мере поднятия суперплюма, обогащенного расплавом вещества древней океанической коры, составила 170 триллионов тонн, что в несколько раз превышает предыдущие оценки выхода углекислоты при формировании Сибирских траппов.

Такого количества углекислоты вполне достаточно, чтобы спровоцировать глобальный климатический катаклизм и массовое вымирание организмов, полагают авторы. Таким образом, и гипотезу вулканической активности, вызвавшей Великое пермское вымирание, можно считать почти доказанной [5, 6].

Стремительное окисление океана. Ученые считают, что одна из основных причин пермского вымирания - повышенная кислотность воды, которая была вызвана выбросом в атмосферу углекислого газа вулканами траппов.

Перед вымиранием водородный показатель океана значительно понизился за 10 000 лет. По мнению ученых, это произошло из-за выброса в атмосферу огромного количества углекислого газа, большая часть которого была впитана водой, сделав ее ядовитой для водных существ [5].

Микроскопические частицы. В породах, образовывавшихся во времена Пермского периода, обнаружили частицы угля, подобные тем, которые выбрасываются из фабрик.

По мнению исследователей, такие частицы были образованы во время извержения лавы из-под земли. Легкие частицы могли подниматься на высоту более 10 км и за счет ветра разноситься по всей планете. Когда уголь попал в океан, его воды стали токсичными для обитателей Земли [5].

Прямоходящие рептилии. Ученые изучили несколько сотен рептилий, обитавших на Земле незадолго до и сразу после Великого пермского вымирания. Перед вымиранием лапы у рептилий располагались по бокам, а после него лапы стали располагаться снизу. Последний вариант считается более развитым (см. рис. 4 приложения 2). Исследователи считают, что такое изменение строения случилось благодаря Пермскому вымиранию [5].

Опровержение ударной теории. Что послужило причиной массового пермского вымирания? Гипотез на этот счёт предостаточно. Разумеется, учёные в первую очередь подумали о небесном теле, которое рухнуло из космоса на Землю и вызвало конец света на границе перми и триаса. Космическое тело должно было быть сверхогромным, много километров в диаметре, чтобы уничтожить практически всё живое на планете. Однако, гигантских ударных кратеров, датируемых временем великого вымирания, не наблюдается.

Также, самые последние исследования доказали: великое вымирание началось задолго до самой пермской катастрофы и чрезвычайно растянулось во времени. Если бы упал астероид, то последовавший бы катаклизм убил всё живое практически сразу. Здесь же картина другая - пермский мир исчезал постепенно. Согласно самым последним данным, весь процесс великого вымирания занял целых 200 тысяч лет. И виной тому было, конечно, усиление вулканической активности в Сибири, а не падение крупного астероида [5].

4.2 Аргументы “Против”

Эволюционный стазис у насекомых. Российский палеонтолог Александр Павлович Расницын много лет изучает насекомых пермского и триасового периодов. И по его данным получается, что никакого катастрофического Великого вымирания на самом деле не было.

Позднепермское вымирание традиционно связывают с сибирскими траппами. Но дело в том, что из межтрапповых осадочных слоев (например, с Бабьего Камня в Кузбассе) известно множество разнообразных насекомых. То есть лавовые потоки очень слабо повлияли на представителей этого класса.

Так что же происходило в таком случае с разнообразием насекомых, пока вся остальная фауна глобально вымирала? Итак, исследования пермских и триасовых насекомых показывают, что ни о каком резком, спровоцированном глобальной катастрофой вымирании в их отношении говорить не приходится. Причина такого обеднения разнообразия - эволюционный стазис, когда новые семейства просто перестают появляться, а старые продолжают жить, как и прежде, и вымирать с той же скоростью.

Но разве может эволюция остановиться? Современные ученые считают, что не только может, но в определенных случаях это обычно так и происходит [5, 6].

Заключение