Povodňové (záplavové) bazalty: definícia, vznik a geologický význam

Definícia a hlavné znaky

Povodňové bazalty sú veľkoplošné vyvreniny prevažne bazaltického zloženia, charakteristické veľkou rozlohou (stovky až milióny kilometrov štvorcových) a silou často niekoľkých stoviek metrov až viac ako kilometer v súčte vrstiev. Typické znaky zahŕňajú:

• veľké súvislé šíky lávových prúdov,
• viacnásobné opakované vylievání jednotlivých prúdov, ktoré tvoria stohované, horizontálne vrstvy,
• často jednoduché, homogénne chemické zloženie (bazalt), nízka viskozita magmy,
• v teréne prítomnosť charakteristických štruktúr ako stĺpovitá odlučnosť (columnar jointing), prúdy so stuhnutými vrstvami a medziľahlé pevninské sedimenty.

Vznik a geodynamika

Povodňové bazalty sa často spájajú s procesmi rozsiahleho kontinentálneho riftingu, riedkym miestom v litosfére alebo s aktívnymi plášťovými škvrami (hot spots). Jedno z vysvetlení je kombinácia riftingu a zväčšeného prívodu tepla, pri ktorom dochádza k významnému topeniu plášťa a tvorbe veľkého objemu bazaltovej magmy. Táto magma má nízku viskozitu, a preto sa šíri horizontálne a „zaplavuje“ rozsiahle oblasti namiesto vytvárania vysokých centrov eruptívnej činnosti.

Povodňové bazalty sa začínajú tvoriť v hĺbke približne 100 až 400 km v astenosfére, kde je potrebný silný prívod tepla na čiastočné roztavenie. V mnohých prípadoch hrá dôležitú úlohu plášťová plomba (mantle plume): teplý, vzostupný prúd materiálu z veľkej hĺbky zvyšuje teplotu a spôsobí masívne tavenie. Niekedy dochádza k miešaniu magmy pochádzajúcej z hĺbky so zložkami vznikajúcimi pri riftingu, čo ovplyvňuje chemické zloženie vytekajúcich láv.

Procesy pri emisiách a morfológia prúdov

Nízka viskozita bazaltickej magmy umožňuje rýchle a rozsiahle prúdenie. Jednotlivé prúdy môžu mať rôznu hrúbku — od niekoľkých metrov až po desiatky metrov — a medzi nimi sa môžu ukladať tenké vrstvy prachu, popola alebo i sedimentov. Typické sú fenomény ako:

• inflácia prúdov (vrstvy lávy, ktoré sa "nafukujú" pri pokrytí pôvodnej plochy),
• rôznorodé povrchové textúry vrátane pahoehoe a aa typov,
• vytváranie sietí dýz a dýzových polí (dykes) a močarísk sills, ktoré zásobujú povrchové prúdy,
• stĺpovitá odlučnosť vznikajúca pri chladnutí hrubých prúdov.

Geologický význam a dôsledky

Povodňové bazalty majú zásadný geologický význam:

• Dokazujú, že Zem prešla obdobiami zvýšenej vnútornej aktivity a neustále sa menila — ako je uvedené, v praveku mohli takéto vyvreniny pokryť územia veľké ako kontinenty a vytvoriť náhorné plošiny či pohoria.
• Masívne výlevy láv môžu mať vplyv na klímu a životné prostredie — rýchle uvoľnenie veľkých objemov sopečných plynov (CO2, SO2) môže viesť k dlhotrvajúcim zmenám klímy, ktoré sú v literatúre spájané s biologickými krízami a hromadnými vymieraniami.
• Povodňové bazalty sú významné aj z hľadiska geologickej mapy: tvoria rozsiahle „trapové“ provinciá, ktoré slúžia ako časové a stratigrafické referencie pri štúdiu geologických dejín.

Príklady a datovanie

Medzi známe príklady povodňových bazaltov patria rozsiahle trapové provincie ako Deccan Traps (India), Siberian Traps (Sibír), Columbia River Basalt Group (Severná Amerika) alebo Paraná–Etendeka (Južná Amerika a Afrika). Tieto provincie sa formovali v rôznych geologických obdobiach a pomáhajú rekonštruovať procesy ako rifting, pohyb litosférických platní a aktivita plášťových škvŕn.

Rozpoznanie v teréne a v litológii

V teréne sú povodňové bazalty rozpoznateľné podľa rozsahu, opakovaných hrubých súvislých vrstiev lávy, stĺpovitej odlučnosti a relatívnej homogénnosti v chemickom zložení. V stratigrafii sa často nachádzajú medzi sedimentárnymi vrstami, čo umožňuje ich relatívne a absolútne datovanie (napr. pomocou paleomagnetických záznamov a radiometrických metód).

Hospodársky význam

Povodňové bazalty majú aj praktické využitie a dopady:

• môžu hostingovať ložiská minerálov a vulkanogénnych koncentrácií,
• tvoria pevné podložie s vlastnosťami dôležitými pre inžinierske stavby,
• v niektorých oblastiach slúžia ako akvifery alebo naopak predstavujú bariéry pre podzemné vody,
• poskytujú zdroje pre stavebný materiál a príležitosti pre geotermálnu energiu.

Zhrnutie

Povodňové bazalty sú ukážkou, že povrch Zeme môže byť formovaný nielen jednotlivými sopečnými kužeľmi, ale aj rozsiahlymi, rýchlo vylievajúcimi sa prúdmi lávy, ktoré vznikajú pri špecifických geodynamických podmienkach — napríklad pri riftovaní a aktívnych plášťových škvŕn. Ich štúdium poskytuje informácie o vnútorných procesoch Zeme, o minulých zmenách klímy a o hospodárskych potenciáloch geologických provincií.

Povodňové bazalty v praveku pokrývali územia veľké ako kontinent a vytvárali veľké náhorné plošiny a pohoria. Povodňové bazalty vyvierali v rôznych obdobiach histórie Zeme. Sú jasným dôkazom toho, že Zem má obdobia vyššej aktivity, a nie je v jednotnom ustálenom stave.

Jedným z vysvetlení záplavových bazaltov je, že sú výsledkom kombinácie kontinentálneho riftingu a s ním spojeného topenia. Potom plášťová plomba produkuje obrovské množstvo bazaltovej magmy. Tá má nízku viskozitu, a preto skôr "zaplavuje", než aby vytvárala vyššie sopky.

Povodňové bazalty sa začínajú v hĺbke 100 až 400 km v astenosfére. Na to, aby došlo k takému čiastočnému roztaveniu, ako je roztavenie pascí, pri ktorom sa vyvrhne obrovské množstvo lávy, je potrebný veľký prívod tepla. Takéto topenie môže prebiehať v blízkosti horúcej škvrny, čo vedie k zmiešaniu magmy z hĺbky horúcej škvrny s povrchovou magmou produkovanou plášťovým plášťom.