Laakiobasaltit

Laakiobasaltit ovat valtavien laavapurkausten jäänteitä, jotka peittävät alleen hyvin suuria alueita sekä mantereilla että valtamerten pohjissa.
Laakiobasalttimuodostumat lasketaan kuuluviksi suuriin magmaprovinsseihin (): niiden kattama pinta-ala on vähintään 100 000 km2, ja suurin osa kivisulien tilavuudesta on purkautunut maapallon pinnalle alle viidessä miljoonassa vuodessaBryan, S.E. & Ernst, R.E. (2008) Revised definition of large igneous provinces (LIPs). Earth-Science Reviews, 86, 175–202. http://dx.doi.org/10.1016/j.earscirev.2007.08.008, joka on geologisesti varsin lyhyt aika. Suurimmat laakiobasalttimuodostumat ovat alkuperäiseltä tilavuudeltaan jopa useita miljoonia kuutiokilometrejäRichards, M.A., Duncan, R.A., & Courtillot, V.E. (1989) Flood basalts and hot-spot tracks: plume heads and tails. Science, 246, 103–107. http://dx.doi.org/10.1126/science.246.4926.103. 

Laakiobasalttien jäänteitä tunnetaan jo yli kahden miljardin vuoden takaa arkeeiselta ajalta, ja nuorimmat laakiobasalttimuodostumat löytyvät Yhdysvalloista (Columbia-joen laakiobasaltit, ikä n. 6–17 milj. vuottaUSGS http://vulcan.wr.usgs.gov/Volcanoes/ColumbiaPlateau/summary_columbia_plateau.html ). Varsinaisia laakiobasaltteja ei tunneta purkautuneen historiallisella ajalla: Islannin rakopurkaukset (esim. Laki vuosina 1783–1784) ovat purkausmekanismiltaan samankaltaisia mutta tilavuudeltaan ja purkaustiheydeltään verrattaen pienempiä. 

Laakiobasalttien purkautumisella on ollut suuri vaikutus elämän ja ilmaston kehitykseen läpi maapallon historian, mutta niille ei ole olemassa yksittäistä hyväksyttyä syntymallia: laakiobasalttipurkausten on arveltu liittyvän mm. jättiläismantereen eristämän vaipan yläosan kuumenemiseenColtice, N., Phillips, B.R., Bertrand, H., Ricard, Y., & Rey, P. (2007) Global warming of the mantle at the origin of flood basalts over supercontinents. Geology (Boulder), 35, 391–394. http://dx.doi.org/10.1130/G23240A.1, impakteihinJones, A.P., Price, G.D., Price, N.J., DeCarli, P.S., & Clegg, R.A. (2002) Impact induced melting and the development of large igneous provinces. Earth and Planetary Science Letters, 202, 551–561. http://dx.doi.org/10.1016/S0012-821X(02)00824-5 sekä vaipan pluumeihin. Muutamia suuria laakiobasalttipurkauksia on seurannut mannerlaatan repeäminen ja uuden valtameren muodostuminen.

 Laakiobasaltit ja joukkosukupuutot 

Monia suuria laakiobasalttipurkaksia on esitetty useiden esihistoriallisten maa- ja merieliöstöjen joukkosukupuuttojen aiheuttajiksi. Laakiobasalttien kanssa samanikäisistä sedimenttikivistä on löydetty fossiili-lajiston harventumisen lisäksi todisteita myös eloperäisen hiilen määrän vaihteluista, ilmastonmuutoksista sekä merien hapenpuutteestaRampino, M.R. (2010) Mass extinctions of life and catastrophic flood basalt volcanism. PNAS 107, 6555-6556.

http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1002478107Whiteside, J.H, Olsen, P.E., Eglinton, T., Brookfield, M.E. & Sambrotto, R.N. (2010) Compound-specific carbon isotopes from Earth’s largest flood basalt eruptions directly linked to the end-Triassic mass extinction. PNAS 107, 6721-6725. http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1001706107Pálfy, J. & Smith, P.L. (2000) Synchrony between Early Jurassic extinction, oceanic anoxic event, and the Karoo-Ferrar flood basalt volcanism. Geology 28, 747-750. http://geology.gsapubs.org/content/28/8/747.abstract               
                  . Näiden muutosten aiheuttajiksi on epäilty laakiobasalttipurkausten suurissa määrin ilmakehään vapauttamia kasvihuone- ja muita myrkyllisiä kaasujaBlack, B.A., Elkins-Tanton, L.T., Rowe, M.C. & Peate, I.U. (2012) Magnitude and consequences of volatile release from the Siberian Traps. Earth and Planetary Science Letters, 317–318, 363–373. http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2011.12.001.  

Tunnetuimmat joukkosukupuuttoihin yhdistetyistä purkauksista ovat Siperian laakiobasalttipurkaukset, jotka olivat osallisena permi-triaskauden joukkosukupuutossa n. 250 milj. vuotta sittenBlack, B.A., Lamarque, J.-F., Shields, C.A., Elkins-Tanton, L.T. & Kiehl, J.T. (2014) Acid rain and ozone depletion from pulsed Siberian Traps magmatism. Geology 42, 67-70. http://dx.doi.org/10.1130/G34875.1. Emeishan-laakiobasalttipurkaukset nykyisen Kiinan alueella n. 260 milj. vuotta sitten aiheuttivat mahdollisesti hieman aiemmin permikaudella tapahtuneen Guadalupe-epookin joukkosukupuutonZhou, M.-F., Malpas, J., Song, X.-Y., Robinson, P.T., Sun, M., Kennedy, A.K., Lesher, C.M. & Keays, R.R. (2002) A temporal link between the Emeishan large igneous province (SW China) and the end-Guadalupian mass extinction. Earth and Planetary Science Letters 196, 113-122. http://dx.doi.org/10.1016/S0012-821X(01)00608-2.  

Muita merkittäviä joukkosukupuuttoihin yhdistettyjä laakiobasaltteja ovat mm. (1) Keski-Atlantin laakiobasaltit (triaskauden lopun joukkosukupuutto n. 200 milj. vuotta sitten), joiden purkautumista seurasi Atlantin valtameren avautuminen ja joiden jäänteitä löytyy neljältä eri mantereelta (Pohjois- ja Etelä-Amerikka, Eurooppa ja Afrikka), (2) Karoo-Ferrarin laakiobasaltit eteläisessä Afrikassa ja Etelämantereella (jurakauden Toarcian-joukkosukupuutto n. 180 milj. vuotta sitten), (3) Deccan-laakiobasaltit Intiassa (liitukauden lopun joukkosukupuutto n. 66 milj. vuotta sitten; sukupuuton pääsyyllinen kuitenkin todennäköisesti Jukatanin niemimaan asteroiditörmäys) sekä (4) Pohjois-Atlantin laakiobasaltit Britteinsaarilla ja Grönlannissa (paleoseenin lopun joukkosukupuutto n. 55 milj. vuotta sitten).  

 Siperian laakiobasalttipurkaukset permikaudella 

Fanerotsooisen eonin suurimmat mantereiset laakiobasaltit purkautuivat Siperiassa n. 251–249 milj. vuotta sitten. Purkauskeskukset sijaitsivat nykyisen Keski-Siperian tasangolla suurten Ob- ja Lenajokien välissä, maantieteellisen keskuksen sijaitessa noin 500 kilometriä Norilskin kaupungista etelään. Laavavirrat kattoivat kooltaan Euroopan pinta-alaa vastaavan alueen, n. 50–75° pohjoista leveyttä ja 60–120° itäistä pituutta, ja kivisulan kokonaistilavuuden on arveltu olleen kahdesta viiteen miljoonaan kuutiokilometriäElkins-Tanton, L.T. (2011) The Siberian Large Igneous Province and the End-Permian Extinction: Coincidence and Causality. http://www.largeigneousprovinces.org/aug11, joka vastaa n. 100–200-kertaisesti Itämeren vesitilavuutta. Aktiiviseen vaiheeseen liittyi myös pyroklastisia räjähdyspurkauksia, jotka levittivät vulkaanista tuhkaa vielä laavavirtojakin laajemmalle alueelle. Aikojen saatossa vulkaaniset kerrostumat ovat rapautuneet ja kuluneet pois, ja alkuperäisistä muodostumista on jäljellä enää vain noin kolmasosa (2 milj. km2:n alueella). 

Samaan ajanjaksoon ajoittuu myös monisoluisen elämän historian suurin joukkosukupuutto, jossa yli 90 % merieläinlajeista ja yli 70 % maaeläinlajeista hävisi maapallolta permikauden lopullaErwin, D.H. (1994) The Permo-Triassic extinction. Nature 367, 231-236. http://dx.doi.org/10.1038/367231a0. Siperian laakiobasalttien oliviinikiteiden sisältämissä sulasulkeumissa on havaittu epätavallisen korkeita rikki-, kloori- ja fluoripitoisuuksia. Näiden alkuaineiden rikastumisen suliin on arveltu johtuneen siitä, että laakiobasalttien kantasulat tunkeutuivat myöhäis-proterotsooisiin/kambrikautisiin Tunguskan rikkipitoisiin sedimenttikiviin, joita löydetään laakiobasalttien alapuolelta niitä vanhemmista kerrostumista. Ilmakehään vapautunut hiilidioksidi lämmitti ilmastoa, rikkiyhdisteet muodostivat maaperän köyhdyttäneitä happosateita ja halogeeniyhdisteet ohensivat otsonikerrosta altistaen organismit auringon ultraviolettisäteilylle. Ilmaston voimakas lämpeneminen on voinut myös vapauttaa metaania syvänmeren metaanihydraattikerrostumista, joka olisi entisestään kiihdyttänyt kasvihuoneilmiötäRyskin, G. (2003) Methane-driven oceanic eruptions and mass extinctions. Geology 31, 741-744. http://dx.doi.org/10.1130/G19518.1.

Todennäköisimpänä selitysmallina Siperian laakiobasalttipurkauksille pidetään yleisesti epätavallisen kuumaa vaipan nousuvirtausta eli pluumiaSaunders, A.D., England, R.W., Reichow, M.K. & White, R.V. (2005) A mantle plume origin for the Siberian traps: uplift and extension in the West Siberian Basin, Russia. Lithos 79, 407-424. http://dx.doi.org/10.1016/j.lithos.2004.09.010. Myös maapallon kivikehän romahtamistaElkins-Tanton, L.T. & Hager, B.H. (2000) Melt intrusion as a trigger for lithospheric foundering and the eruption of the Siberian flood basalts. Geophysical Research Letters, 27, 3937–3940. http://dx.doi.org/10.1029/2000GL011751 ja kosmista impaktia on ehdotettu purkausten käynnistäjäksi, joskaan vakuuttavasti todennettua törmäyskraatteria tältä aikakaudelta ei tunneta. Jos impakti tapahtui, se oli luonnollisesti osaltaan tehostamassa joukkosukupuuttoa.

 Muutamia suuria laakiobasalttimuodostumia 
Lueteltu laakiobasalttimuodostuman nimi, nykyinen esiintymisalue, päävaiheen ikä (Ma = milj. vuotta sitten) sekä purkautuneen kivisulan tilavuusarvio

Mantereiset:

Emeishan (eteläinen Kiina): 257–259 Ma, 0,3 milj. km3
Siperia (Venäjä): 249–251 Ma, 2–5 milj. km3
Keski-Atlantti (Portugali, Yhdysvaltojen itäosat, läntinen Afrikka, Etelä-Amerikan koillisosat): 202–200 Ma, 2–3 milj. km3
Karoo-Ferrar (eteläinen Afrikka, Etelämanner, Tasmania): 183–180 Ma, 2 milj. km3
Paraná-Etendeka (Brasilia ja Argentiina, Namibia ja Angola): 134–129 Ma, 2 milj. km3
Deccan (Intia): 66–65 Ma, 0,5 milj. km3
Pohjois-Atlantti (Grönlanti, Britteinsaaret): 62–58 ja 56–53 Ma, 2 milj. km3
Afro-Arabia (Etiopia): 31–29 Ma, 0,35 milj. km3
Columbia-joen tasanko (Yhdysvallat): 17–15 Ma, 0,2 milj. km3
Merelliset:
 Shatskyn kohouma (Tyyni valtameri): 146–144 Ma, ~4 milj. km3
 Ontong-Java-tasanko (Tyyni valtameri): ~120 Ma, ~60–100 milj. km3 (maapallon suurin tunnettu laakiobasalttimuodostuma)

 Katso myös 
Tulivuori
Supertulivuori

Lähteet

 Kirjallisuutta 
 Kalle Taipale: Levoton maapallo. Kirjayhtymä OY 1996. 
 Juhani Kakkuri: Tulivuoret, matka vulkaanien maailmaan. WSOY 2005. 

 Aiheesta muualla 
Siberian Traps  University of Bristol
 Jussi Heinonen: Maailman suurimmat laavapurkaukset. geologia.fi 

Luokka:Petrologia
Luokka:Tulivuoret
Luokka:Vulkanologia

de:Trapp (Geologie)
en:Flood basalt
fr:Trapp
it:Plateau basaltico
nl:Vloedbasalt
ja:洪水玄武岩
pl:Pokrywa lawowa