Lassuló kőzetlemezek és óriási vulkánkitörések

A hatalmas vulkánkitörések ezekben az esetekben nem a filmekben oly szívesen ábrázolt gigantikus robbanásokat jelentik, hanem olyan lávaárak kialakulását, amelyeket egy-egy adott pillanatban nézve talán nem is tartanánk igazán jelentősnek, azonban hosszabb (de geológiailag még mindig rövid) idő alatt már elképesztőek lehetnek. Hasonlót képzeljünk el, mint az Izlandon 2021 tavaszán működésbe lépett békés kis vulkánt – csak felnagyítva. Ezekben a kitörésekben semmi extra nincs a léptékükön és kitartásukon kívül, elképzelhetetlenül nagy mennyiségű bazaltláva ömlik a felszínre, sok száz méteres vastagságú és hatalmas kiterjedésű rétegeket alkot. A legismertebb ilyen bazaltár a Szibériai-trapp vagy Dekkán-trapp területe volt, de bolygónkon meglehetősen sok hasonló kisebb-nagyobb terület van, sokuk az óceánok alatt. E kitöréseket összefüggésbe hozzák a földköpenyben feláramló magmával, az ún. köpenycsóvákkal is, a kitörésekben létrejött vulkáni területeket pedig nagy magmás provinciáknak nevezik.

Egy újonnan a Science Advances folyóiratban bemutatott kutatási eredmény szerint e kitörések idején a kőzetlemezek mozgása lelassult. A dublini Trinity College kutatói vezette kutatócsoport egy 183 millió évvel ezelőtti ilyen bazaltárhoz kapcsolódó körülményeket vizsgált, s ezek alapján jutott el a következtetésig. Ezen időszakban 4-10 Celsius-fokos tengervíz-melegedés zajlott, ez együtt járt a víz savasodásával, és például a szén körforgásának megváltozásával is. Az ezek hatására lezajlott kihalási hullám ugyan nem tartozik a legnagyobbak közé, ám így is számottevő volt, a változásokat és a kihalásokat a Karoo-Ferrar nagy magmás provincia létrejöttéhez kötik. Most ennek a bazaltár-kitörésnek a nyomait tárták fel egy walesi kőzetfuratból, több száz kőzetminta elemzéséből a vulkánkitöréshez köthető higany felhalmozódása alapján. A mérésekből kiderült, hogy a kitörés jó 3 millió éven át tartott, azonban a magmás provincia bazaltjainak vizsgálatában ennél jóval rövidebb kitörési időt azonosítottak korábbi mérésekben. Minek köszönhető ez az ellentmondás?

Alapesetben a kontinensek átlagos tempójú (évi pár centis) mozgása túl gyors ahhoz, hogy a köpenycsóvák magmája áthatoljon a vastag kontinentális földkérgen és elérhesse a felszínt. (Olyasmit képzeljünk el, mint amikor a kezünket gyorsan áthúzzuk a gyertyaláng felett, és nem is érezzük annak a melegét, ha azonban felette tartjuk pár másodpercig, már megéget.) „Úgy tűnik, hogy amikor a kontinensek mozgása szinte teljesen leáll, akkor nyílik meg a köpenycsóvák magmája előtt a felszínig vezető út és ekkor jöhetnek létre a nagy magmás provinciák, és járulhatnak hozzá a klíma zavaraihoz, a kihalási eseményekhez” – magyarázta Micha Ruhl, a kutatás vezetője. A kutatók rekonstruálták a korabeli lemezmozgást (ezt Afrika példájával illusztrálták), és arra jutottak, hogy a Karoo-Ferrar kitörése idején igencsak lelassult a mozgás, mivel épp irányt váltott a kőzetlemez, így a magmának volt elég ideje ahhoz, hogy a földkérget áttörve a felszínre jusson. A „kanyar” után a lemezmozgás ismét felgyorsulhatott, és így a magma se érhette már el a felszínt. A lemezmozgást számszerűsítve: a kitörés akkor következett be, amikor évi 2 centi alá csökkent a sebesség, a korábbi és később ismét visszaálló évenkénti 8 centi helyett. Ehhez hasonló lemezmozgás-lassulást és irányváltást tapasztaltak a Szibériai-trapp kitörésének időszakában is, ehhez a bazaltárhoz köthető a legnagyobb kihalási hullám a perm végén, 252 millió éve. Az afrikai Nagy-hasadékvölgy vulkanizmusának kezdetét is egy lemezmozgás-lassuláshoz lehet kötni, de még az Atlanti-óceán északi része alatt rejtőző magmás provincia kialakulásához is hasonló okok járultak hozzá.

A kutatók arra jutottak, hogy számos hasonló nagy bazaltár kitöréséhez ugyanilyen események járulhattak hozzá, ezzel pedig a lemezmozgások alapvetően befolyásolják a felszín alakulását és bioszféra fejlődését is.