Sibiro spąstai sudaro didelį vulkaninių uolienų regioną, vadinamą didele magmine provincija, Rusijos Sibiro regione.

Dideli išsiveržimai, suformavę spąstus, buvo vienas didžiausių žinomų vulkaninių įvykių per pastaruosius 500 mln. Žemės istorijos metų. Jie tęsėsi milijoną metų ir apėmė permo ir triaso ribą, maždaug prieš 251-250 mln. metų. Tuo pačiu metu vyko permo-triaso periodo išnykimas, dėl kurio, manoma, žuvo 90 % tuo metu egzistavusių rūšių. Šio "didžiojo išmirimo" galima priežastis - Sibiro spąstų išsiveržimas.

Terminas "trapai" kilęs iš švedų kalbos žodžio "trappa", reiškiančio laiptus (trappa, kartais trapp), ir reiškia regiono kraštovaizdį sudarančias laiptuotas kalvas, kurios būdingos užliejamiems bazaltams.

Geologinė prigimtis ir sudėtis

Sibiro spąstai yra didelės srities plokštuminiai bazaltiniai užliejimai, kuriuos sudaro daug sluoksnių storo bazalto, trachito ir kitų magminių uolienų. Užliejimai susidarė per daugiasluoksnius lavos srautus ir intruzijas (pvz., dykes ir sill'us). Kai kuriais atvejais ugnikalninė veikla susijusi su kontakto metamorfoze angliaračių, durpių ir kitų organinių nuosėdų, kas galėjo išlaisvinti didelius kiekius anglies dioksido (CO2), metano (CH4) ir kitų dujų.

Dydis, amžius ir trukmė

Sibiro spąstų plotas dabartiniais pakitimais dažnai įvardijamas kaip daugiau nei 2 mln. km² (priklausomai nuo to, ar skaičiuojamos atskiros intruzijos ir erozijos paveiktos dalys). Išsivertos lavos tūris apytiksliai vertinamas milijardų—ar net milijonų kubinių kilometrų mastu (įvairūs tyrimai pateikia skirtingus skaičius, dažniausiai 1–4 mln. km³). Tyrimai rodo, kad pagrindinės išsiveržimų bangos sutapo su permo ir triaso riba — maždaug prieš 252 mln. metų — ir truko geologiniu mastu palyginti trumpą laiką (kai kurie tyrimai rodo intensyvią veiklą per dešimtis tūkstančių metų, platesniu mastu — per kelis šimtus tūkstančių ar milijoną metų).

Sindromas su Permo–Triaso masiniu išnykimu

Laikotarpinė sutapimo tarp Sibiro spąstų erupcijų ir permo–triaso didžiojo išmirimo verčia manyti priežastinį ryšį. Siūlomi mechanizmai, kaip magminė veikla galėjo sukelti pasaulinę katastrofą, apima:

  • Didelį šiltnamio efektą – pompės metu išsiskyrę CO2 ir CH4 sukėlė greitą klimato atšilimą;
  • Okeanų anoksija – šiltesnis klimatas ir didesnis maistinių medžiagų nuotėkis galėjo sumažinti deguonies kiekį vandenynuose;
  • Okeanų rūgštėjimas – CO2 didino anglies dioksido ištirpinimą vandenyje, kenkiant koralams ir vandeninių moliuskų apvalkalams;
  • Toksinių dujų ir metalų išskyrimas – kontakto metamorfizė anglimi turtingose nuosėdose galėjo išlaisvinti papildomas toksiškas dujas, o vulkaninės pelenų ir sieros aerosolių išmetimai galėjo paveikti chemines ciklus;
  • Žemės atmosferos ir cheminės sudėties pokyčiai, kuriuos fiksuoja izotopiniai įrašai, gyvūnų ir augalų išmirimo bangos bei globalios biologinės recesijos.

Įrodymai ir tyrimai

Tyrėjai naudoja kelias metodikas siekdami susieti spąstų veiklą su išnykimu: tikslūs radiometriniai datavimai (pvz., U–Pb zircons), izotopiniai svyravimai karbonatų ir organinių uolienų įrašuose, geochemijos ženklai (pvz., gyvsidabrio anomalijos kaip intensyvių vulkaninių išmetimų žymeklis) ir paleontologiniai įrašai. Kai kurie tyrimai rodo, kad pagrindinės magminės pulsinės fazės sutapo su greitais biologiniais nuostoliais, nors visi mokslininkai sutaria, kad situacija sudėtinga ir išmokti visų detalumų reikia tolesnių tyrimų.

Ekonominė reikšmė ir paveldas

Sibiro spąstai susiję su didelėmis metalų telkiniais, pvz., Ni, Cu ir Pt grupės metalų koncentracijomis (žymiausias pavyzdys – Norilsk–Talnakh telkiniai). Dėl to regionas turi didelę ekonominę reikšmę, tačiau kasyba ir pramoninė veikla taip pat kelia ekologines problemas vietos aplinkai.

Ką reiškia ši geologija šiandien

Sibiro spąstai yra pavyzdys, kaip didelės magminės provinciijos gali paveikti globalinę klimato ir biosferos būklę. Studijuojant jas, mokslininkai geriau supranta ilgalaikius Žemės sistemos atsakus į masyvų šiltnamio dujų išsiskyrimą, kas yra vertinga informacija analizuojant dabartinius klimato pokyčius ir jų galimas pasekmes. Vis dėlto reikia pažymėti, kad sudėtingi geologiniai ir biologiniai procesai reiškia, jog negalima vienareikšmiškai priskirti visų permo–triaso išnykimo priežasčių vien tik vienam veiksniui — tai greičiausiai buvo kelių veiksnių sinergija.

Apibendrinant: Sibiro spąstai yra viena didžiausių ir geologiškai reikšmingiausių magminių provincių, kurios intensyvi veikla prieš ~252 mln. metų labiausiai tikėtina turėjo lemiamą įtaką permo–triaso masiniam išmirimui ir ilgalaikiams klimato ir cheminių ciklų pokyčiams.